潼关水文站1919~2015年水沙演化特征研究

分析潼关水文站的水沙演化特征对分析黄河水沙变化有重要意义,采用三门峡水库入库潼关水文站1919~2015年共97年水沙数据,借助Manna-Kendall趋势检验法、R/S分析法、经验模态分解法及Pearson相关分析法,探讨该水文站在较长时间尺度下的水沙关系演化特征。结果表明,潼关水文站径流量与输沙量具有显著下降趋势,且在未来一段时间内这种变化趋势将持续;在不同时间尺度上径流量与输沙量主要具有明显的年际及年代际周期性变化,IMF1分量对径流、泥沙序列有重要影响。研究成果可为黄河水沙变化分析提供参考。     

泾河东庄水库对渭河下游的影响分析

分析了泾河张家山水文站的来水来沙特性,并对泾河拟建的东庄水库作了简要介绍。重点分析论证了泾河东庄水库修建后对渭河下游的影响,阐明了修建东庄水库对解决渭河下游防洪、淤积、环境恶化等问题的作用。     

水利工程和降水波动对洞庭湖水沙过程的定量分析

为进一步分析洞庭湖水沙变化特征及主要影响因素,采用Mann-Kendall突变检测和滑动T检验方法,并结合洞庭湖水沙变化的阶段性特征,划分出基准期和变异期,通过双累积曲线法定量分析水利工程与降水波动对水沙变化的贡献率。结果表明,洞庭湖的水沙均呈减少趋势,水利工程是影响水沙变化的最主要因素;洞庭湖径流量在1977年发生突变,而输沙量在1980年发生突变;以1960~1966年为基准期,1967~1973、1974~1980、1981~2014年为变异期,对入湖年径流量变化影响,降水量贡献率分别为11.28%、6.83%、0.84%,水利工程贡献率分别为88.72%、93.17%、99.16%;而对入湖年输沙量变化影响,降水量贡献率分别为7.30%、12.49%、0.46%,水利工程贡献率分别为92.70%、87.51%、99.54%。四水流域与荆江三口流域的水利工程项目的运行均是入湖径流量变化的主要影响因素,荆江三口流域的水利工程运行是导致入湖输沙量变化的主要原因。     

清涧河流域水沙变化规律及影响因素分析

为系统了解清涧河流域水沙变化规律及影响因素,基于清涧河流域出口控制站延川站1954~2011年径流量与输沙量资料,采用Mann-Kendall非参数统计检验法、累积曲线法和距平法等,分析了清涧河流域近58年来的水沙特征、水沙关系和水沙趋势及突变情况。结果表明,2001年以来,径流量和输沙量分别较1970年以前减少了35.5%和66.7%;径流量呈明显下降趋势,输沙量呈显著下降趋势,且在下降过程中均存在显著突变,突变分别发生在2004、1982年;流域水沙减少主要受降水量减少、水土保持措施和水库拦沙等因素影响。     

2000年以来黄河流域干支流水沙变化趋势及其成因分析

鉴于2000年以来黄河流域的水沙特征发生了较大变化,采用M-K检验法对黄河干支流主要水文站2000~2014年的水沙资料进行分析,探究了干支流水沙的变化趋势及成因,并结合Yamamoto突变检验法进一步判断出更可靠的突变点。结果表明,与1950~2000年相比,干流各水文站径流量的减小比例沿程增大,支流水沙的减幅均大于干流;头道拐至潼关间的支流是影响该河段输沙量变化的主要因素,而龙门至潼关站间,渭河对该段干流的径流量影响较大;经Yamamoto突变检验法诊断后,排除20个虚假点,发现黄河干流径流量和输沙量在2000~2014年间分别出现5、6次强突变,而支流突变点分布散乱,与干流间无明显关系;干流径流量自2004年后为增加趋势,其M-K值于2010年后突破临界值上限1.96;中游年输沙量在2003年前均为增加趋势,2005年后呈减小趋势且在2008年后均突破临界值下限。     

长江流域上游气温、降水及径流变化趋势分析

针对长江上游近45年的气象、水文等要素变化情况,基于长江上游67个气象站点及主要干支流水文站1961～2005年逐日平均气温及降水量数据,分别采用M-K趋势检验法与Morlet小波分析法对长江上游流域的平均气温、降雨、径流等要素的演变规律进行了分析。结果表明,长江上游平均气温有上升趋势,主要以3年、7年和31年为周期变化,冬春季平均气温有明显的上升趋势;年降雨有降低趋势,主要以4年、7年和15年为周期变化,以冬春季降雨减少为主;宜昌站径流总量有减少趋势,主要以7年、14年为周期变化,汛期和汛后径流总量有减少趋势。     

近50年来滦河下游径流演变特征及成因分析

选用滦河下游滦县水文站1956~2006年径流量资料,采用线性倾向估计、滑动平均、滑动t检验、Yamamoto法、有序聚类和小波分析等方法分析了滦河下游年径流量演变趋势和周期特征,并分析了径流变化原因。结果表明,滦河下游年径流量呈显著下降趋势,年径流量倾向率为-9.5×108m3/10a;年径流量在1979年前后发生了突变,随后总体呈下降趋势;年径流序列主要存在3个尺度的周期变化,其中以30年以上尺度的震荡最强;人口增长、工农业用水增加、跨流域调水等人类活动因素是导致滦河下游径流量减少的主要原因。     

三峡水库蓄水前后大通水文站水沙特性变化

近年来,受人类活动和气候变化等因素的影响,长江流域的来水来沙特性发生了一些变化。以大通水文站为例,选取1986~2012年的实测水沙资料,分析了水沙关系特性及悬沙中值粒径、悬沙颗粒组成变化规律。结果表明,月均流量与输沙率变化过程具有良好的一致性,且存在着输沙率峰值超前或滞后于流量峰值的现象;三峡水库蓄水后,大通水文站的水文泥沙特性发生了明显变化,洪季泥沙中值粒径大于枯季,汛初流量增大阶段泥沙粗于汛末流量减小阶段,多年平均中值粒径基本不变,但泥沙有逐年变粗的趋势。     

北方典型多沙大凌河水沙演变特征及其影响因素分析

为分析北方典型多沙河流大凌河的水沙演变特征及其影响因素,结合M-K趋势检验法及水文学方法分析了大凌河干流4个主要控制水文站1956～2016年的水沙演变特征,并定量分离和剖析其水沙演变影响因素。结果表明,大凌河干流各站年径流量及输沙量急剧下降,M-K检验值均通过99%的显著性检验,尤其在2000年以后,年水沙递减率更为显著,与1970年代相比,2000～2016年各站年径流递减率在71.38%～80.93%之间,年输沙量递减率在96.02%～99.52%之间,且从上游到下游,水沙递减率呈递增变化;各站水沙累积双曲线突变点均发生在1980年;与基准期(1979年以前)相比,变化期(1980～2016年),人类活动对水沙演变影响要素的贡献率约为75%,降雨影响贡献率约为25%,2000年以后,大规模流域水保措施(退耕还林(草),淤地坝、梯田建设)是大凌河水沙锐减变化的主因。     

近60年黄河下游年水沙量变化的多时间尺度特征

以黄河下游花园口站为例,基于1952～2009年年水量和年沙量资料,采用经验模态分解及Hilbert-Huang变换方法分析了年水沙量变化的多时间尺度特征,探讨了各波动分量的变化原因及影响因素,获得了不同波动周期的振荡分量及趋势分量,揭示了年水沙量变化的多时间尺度结构,其中准3年左右的周期波动是引起水沙波动的重要原因。     

蒙江流域降水及径流变化特征分析

分析蒙江流域降水及径流的变化特征,有利于水资源的开发利用与保护。基于蒙江流域1959～2012年降水、径流资料,应用线性倾向估计法探讨了降水和径流年际、年代变化特征;借助Mann-Kendall法、Yamamoto法、滑动t检验、小波分析法和R/S方法探讨了降水、径流的趋势性、突变性、周期性及长程相关性。结果表明,降水年际、年代间变化较小,径流年际间波动剧烈;年代间,最大年径流量出现时间一般较降水滞后3年,除1990年代,最小年径流、年降水出现时间同步,降水、径流分别呈不显著减少、不显著增加变化,这主要是由1990年以后的人类活动所致;流域降水在1975、1981年发生突变,年径流在1991年发生突变,均存在24年的主周期,未来一段时期内,降水、径流均呈偏丰状态,区域水资源形势较为乐观。研究成果可为区域水电站运行及水资源配置提供参考。     

基于Mann-Kendall法的汉江上游水沙趋势分析

为了解汉江上游水沙变化趋势以指导水利工程规划建设,利用汉江洋县水文站1956~2008年还原后的天然年径流和年输沙量序列,采用非参数检验Mann-Kendall法,分析了汉江洋县水文站天然径流和输沙量的年际年内变化趋势和发生突变的年份,以及引起天然水沙序列变化的主要影响因素。分析结果表明,1990年代以后,汉江上游的径流和输沙量发生减小突变,且减小趋势显著;径流量突变发生在1993年,突变前后偏小的幅度为40%;泥沙量突变发生在1990年,突变前后偏小的幅度为85%。研究结果为流域的防洪治理、河道整治、水资源规划等提供了科学依据。     

汾河和沁河流域入黄径流锐减事实分析

基于汾河和沁河入黄站的实测径流序列和降雨序列资料,采用滑动分析法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析了序列的变化趋势及趋势的显著性,并在此基础上采用滑动t检验、M-K检验、累积距平法、聚类分析法分别检验了序列的突变点。结果表明,河津站、武陟站的实测径流呈显著减少的趋势,降雨减少趋势不显著;河津站、武陟站实测径流的突变点分别出现于1970、1964年,两站的降雨均未发生突变;汾河和沁河径流的减少直接受气候变化的影响,同时人类活动也有至关重要的影响作用。     

电网事故控制及处理算法简述

基于汾河和沁河入黄站的实测径流序列和降雨序列资料,采用滑动分析法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析了序列的变化趋势及趋势的显著性,并在此基础上采用滑动t 检验、M-K检验、累积距平法、聚类分析法分别检验了序列的突变点。结果表明,河津站、武陟站的实测径流呈显著减少的趋势,降雨减少趋势不显著;河津站、武陟站实测径流的突变点分别出现于 1970、1964年,两站的降雨均未发生突变;汾河和沁河径流的减少直接受气候变化的影响,同时人类活动也有至关重要的影响作用。     

近50年嘉陵江水沙通量演变特征分析

根据1965～2016年嘉陵江北碚水文站实测径流泥沙资料,研究了嘉陵江水沙通量演变规律。结果表明,嘉陵江年径流量有减少趋势,但不显著,而年输沙量下降趋势显著,且通过95%置信度检验;嘉陵江径流量和输沙量分别存在32、28年的周期性变化规律;水库拦沙等人类活动为嘉陵江年输沙量显著减少的主要原因。     

基于IHA分析的小水电工程对黄尾河水沙的影响

为研究小水电工程对黄尾河流域生态水文效应的影响,以黄尾河水文站1972~2011年逐日平均流量和输沙率资料为基础,利用M-K法、滑动T检验法和差积曲线法确定突变年份为1998年,并用IHA法评价小水电工程修建后黄尾河下游河道径流的变化,利用双累积曲线法分析水沙变化趋势。结果表明,小水电工程的修建使黄尾河下游年均径流量和输沙量有所减小,水沙关系发生较大变化,水文指标整体改变度为63.2%,为中度改变,且各月生态流量皆低于RVA下限。研究结果为黄尾河流域生态水文变化需求提供了参考依据。     

1958～2017年右江出口径流量演变特征分析

为了分析右江1958~2017年出口径流量演变特征,选用线性趋势法、累积平距法、Morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验法等多种方法,从全年、汛期、枯水期三种情况分析了右江出口径流量的变化趋势性、周期性、突变性等特点,并探讨了不同情况演变特征差异的原因、水利枢纽建设的影响、近期变化的趋势。结果表明,年均径流量和汛期平均径流量序列整体呈下降趋势,枯水期平均流量序列整体呈上升趋势;年均径流量和汛期平均径流量序列第一主周期均为37年,枯水期平均径流量序列第一主周期为10年;由于金鸡滩水利枢纽施工建设,年均径流量序列在2004~2007年持续突变,汛期平均径流量序列在2007年发生突变,枯水期平均径流量未发生突变;三种情况演变特征存在差异性主要原因是人类对径流量的利用主要在枯水期;近期年均径流量将继续处于偏多状态,汛期平均径流量将由偏少状态转为偏多状态,枯水期平均径流量将持续保持偏少状态。