基于RVA法分析水库及支流入汇对黔江中游水文情势影响

以黔江中游为例,利用M-K及滑动T检验法得到受龙滩-柳江联合影响下黔江中游径流、柳江入汇流量突变点为2009年,确定仅受柳江入汇、龙滩水库影响下及受龙滩-柳江联合影响下黔江中游突变前后序列,基于RVA法得到三种序列情况下描述黔江水文情势特征的水文改变指标。结果表明,黔江中游水文情势在2009年发生了高度变化,是受龙滩水库调度蓄丰补枯的调节作用及支流柳江汇入的影响;柳江入汇流量与黔江中游水文情势变化程度呈反比关系,变异后因支流入汇缓解龙滩修建及运行后下游剧烈的径流演变,维持河道原有的形态功能,减轻了对黔江中游生态环境的影响。     

闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站1950～2018年逐日流量资料,采用Mann-Kendall法进行趋势和突变检验,确定1997年为径流突变年份。采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列1950～1996、1997～2018年的32个水文指标进行分析。结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为38.16%,为中度改变。采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案1压咸流量过程的最小值及总需水量较方案2少,压咸流量保证率高。压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题。说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致。     

基于不同改进RVA法的水利工程对清江流域生态水文情势综合影响分析

科学评估水文情势是开展河流生态环境健康评价的重要组成部分。采用IHA指标定量评估了清江流域水利工程建设期和运行期高坝洲站的水文指标改变度,在分析5组不同IHA指标的变化规律的基础上,通过选用基于内梅罗指数法的RVA法、基于欧氏距离法的RVA法和考虑综合权重的RVA法三种不同的RVA法分析了清江流域整体水文情势改变情况。结果表明,工程建设期和综合利用期三种方法对清江流域水文情势分析结果分别为中度改变和高度改变,且清江流域水文情势改变度有增大趋势,考虑综合权重的RVA法评价结果与其他两种方法评价结果相近且具有合理性,能较好地体现清江流域水利工程建设后河流水文情势变化情况。     

基于RVA法的黄河中游建库后河道水文变异分析

为了了解水利工程修建后河流天然水文情势受干扰的程度,针对黄河中上游流域特点,利用RVA法分析了万家寨、龙口梯级水库调度前后黄河中下游河道的水文条件变化情况。结果表明,黄河中游段水文条件因上游梯级水库的调度发生了较大变化,其中黄河中游段河曲断面的水文情势为中度改变。建议通过估算下游河道生态需水流量过程、优化水库调度方式来开展水库生态调度。     

基于改进Tennant法的汾河中游环境流量计算方法

环境流量是流域水资源合理配置的基础,其计算方法是研究的重点。传统的Tennant法以多年平均流量乘分期百分比计算环境流量,无法有效表达环境流量在年间、季间的变化趋势,也不能体现汾河的实际状况。因此,将多年平均流量用典型年流量进行代替,选择更为适宜的分期百分比,用实质性改进的Tennant法计算汾河中游的环境流量。结果表明,汾河二坝站最小、适宜及最佳环境流量分别为1.91、4.63、8.43m3/s;义棠站分别为2.16、6.47、12.93m3/s,更接近实际,可为汾河中游水资源利用、水量分配提供决策依据。     

黄河中游水沙过程对水土保持治理的响应研究

为了解水土保持治理对泥沙过程的影响,在分离了气候变化对水沙过程变化的影响后,结合变动范围法研究了黄河中游多沙粗沙区由于水土保持治理等人类活动引起的水文、泥沙变化的时空演变规律。结果表明,1953~2000年由水土保持工程导致较显著的黄河中游水文变化参数为反转数、10月月平均流量、90 d最小流量等12个IHA因子;较显著的泥沙变化参数为10月、4月月平均输沙量、年最大3 d输沙量等8个因子;黄河中游多沙粗沙区中多数流域的水文与泥沙变化程度具有相似的空间分布规律;工程措施对水沙过程变化的影响较直接,而非工程措施中植树造林对黄河中游水沙变化影响较大。     

水文情势变化对岩溶区流域河流生态的影响

采用IHA/RVA法和EFC指标分别分析澄碧河坝首站和平塘站的水文情势改变程度,并利用滑动平均法分析特殊水文指标的趋势。研究表明,澄碧河水文情势改变了河流生态,其中澄碧河坝首站、平塘站的水文综合改变度分别为46.04%、66.91%,均属中度改变;EFC的组成较变异前更为丰富;变异后,澄碧河坝首站、平塘站的1日最小流量分别以平均每年0.07m3/s的速率缓慢上升和平均每年0.01m3/s的速率缓慢下降。受水文情势和岩溶区的影响,上游平塘站对河流生态产生不利影响,下游坝首站更利于澄碧河枯水期河流生态的发展。研究结果为未来澄碧河实施生态监管提供了依据,建议加强监测和分析岩溶区流域水文气象要素,以保证河流生态健康安全。     

黄河中游流域极端降水与气温的关系

为研究黄河中游流域极端降水与气温间的关系,采用气温等距法分别提取了不同气温样方内75%、90%、95%、99%分位数下的极端降水阈值,进而分析了极端降水随气温变化的特性,并探究年极端降水事件数量的时空变化规律。结果表明,极端降水强度随气温上升呈峰型形态,峰值出现于16～18℃;在不同格点间,极端降水峰型形态的峰值差异性明显高于其峰值所对应气温的差异性;整体而言,1961～2019年,年极端降水事件数量在较高的气温区间(>16℃)和较低的气温区间(<16℃)内分别呈上升、下降趋势;黄河流域中游年极端降水事件数量在1961～2019年整体呈先下降后上升的趋势;黄河中游流域极端降水事件数量空间分布在不同百分位数间差异较小,整体上呈西多东少的现象;就年际变化趋势而言,极端降水事件数量在北部增多、南部减少。     

基于熵权法的生态适宜流量研究

以宜昌水文站为例,针对不同时期河流生态系统对水文条件的需求,基于熵权、生态适宜性理论,构建了长江干流宜昌站近50年逐日适时划分水文指标模型,分析了流量、时间、频率、变化率等主要水文指数对河流生态流量的影响。结果表明,该方法可行。     

基于功能流量法的抚河流域关键水文指标确定研究

生态流量的保障研究对于区域生态环境保护以及生态流量的评估具有重要的理论意义,由于河湖生态流量的确定普遍依赖于大量的历史资料,在实践中存在较大的困难和挑战。基于此,运用功能流量法对抚河流域李家渡水文站的实测逐日流量做了全面的分析与研究,通过功能流量法对功能流量组分识别与量化分析,得到一组适用于抚河流域生态物种生态过程的水文指标。结果表明,对抚河生态过程影响较大的功能流量组分为秋季脉冲流量、峰值流量、春季脉冲流量、旱季基流。根据抚河典型生态物种长江大家鱼的生态需求,得到一组抚河流域生态物种及河岸带生态过程的功能流量组分值。该研究为数据较匮乏地区提供了一种具有生态意义的生态流量评估方法。     

湘江生态流量阈值研究

湘江是洞庭湖最大的支流和四大家鱼的重要产卵区,对洞庭湖湿地资源补充及生态保护具有重要意义.随着湘江水电的梯级开发,湘江流域的水文情势和生态环境发生了显著改变.生态流量是衡量河流生态系统健康的关键指标,但关于湘江生态流量阈值研究尚未完善.因此,以湘江主要控制站(湘潭站)天然流量过程(1959～1990年逐日流量)为基础,...     

基于BP神经网络的黄河中上游河段不平衡水量预测

针对黄河水量统一调度工作中,中上游河段出现的水量不平衡问题,以刘家峡—头道拐河段为例,采用水量平衡公式计算1999~2012年刘家峡—头道拐河段的不平衡水量,并运用BP神经网络技术和方法研究了刘家峡—头道拐河段不平衡水量的变化规律,预测了刘家峡—头道拐河段的不平衡水量。结果表明,BP神经网络模型预测效果较好、精度较高。     

黄河上中游地区大型煤炭基地水资源约束研究

煤炭在我国能源结构消费比重中仍将占有绝对的优势,未来黄河上中游地区的水资源能否支撑煤炭产业增长是我国能源与水资源管理的难题。不同水平年黄河上中游7个大型煤炭基地的需水量进行了预测,并与煤炭基地的黄河流域二级水文区区域水资源量、地下水功能区和地表水功能区进行了适配性分析,根据水资源约束特征提出了缓解水资源对黄河上中游煤炭基地开发约束对策。     

基于HHT和R/S分析的黄河上游年径流序列演变模式分析

为揭示年径流在不同时间尺度下的变化规律及径流序列的演变模式,采用希尔伯特-黄变换（HHT）法分析黄河上游的天然年径流序列,就可分解得到不同尺度下的固有模态函数;再结合重标度极差（R/S）法分析了各阶固有模态函数及天然径流量,得到赫斯特指数（Hurst）和分维数,进而探索了河川径流时间序列的演变趋势、分形特征等。结果发现,黄河上游1930～1986年的天然年径流量具有自相似性和持续的长程相关性,且Hurst指数与周期具有正相关关系。     

黄河中上游多源降水数据精度评估

为研究黄河中上游遥感降水数据的可替代性,以2001~2010年站点实测降水数据为依据,采用相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,分别从年、季、月尺度对14种卫星降水数据进行精度评价,并以水系为空间单元对极端降水事件进行评估。结果表明,在年、季、月尺度上,ITPCAS的精度均相对较高,GSMaP、PERSIANN的精度最低。季节上,降水数据均易高估春、夏季暴雨以下降水,低估暴雨以上降水;均易高估秋季大雨以下降水,低估大雨以上降水。对于极端降水,GSMaP、CHIRPS呈严重高估,PERSIANN呈严重低估;区域上,甘宁、内蒙水系各数据集对极端降水的评估与实测降水的一致性较强,其余水系中各数据集对极端降水评估的精度差异较大。     

黄河中上游多源降水数据精度评估

为研究黄河中上游遥感降水数据的可替代性,以2001~2010年站点实测降水数据为依据,采用相关系数、均方根误差和平均误差三个指标,分别从年、季、月尺度对14种卫星降水数据进行精度评价,并以水系为空间单元对极端降水事件进行评估。结果表明,在年、季、月尺度上,ITPCAS的精度均相对较高,GSMaP、PERSIANN的精度最低。季节上,降水数据均易高估春、夏季暴雨以下降水,低估暴雨以上降水;均易高估秋季大雨以下降水,低估大雨以上降水。对于极端降水,GSMaP、CHIRPS呈严重高估,PERSIANN呈严重低估;区域上,甘宁、内蒙水系各数据集对极端降水的评估与实测降水的一致性较强,其余水系中各数据集对极端降水评估的精度差异较大。     

基于多模型的黄河源区径流极值情景预测

基于HadCM3提供的未来情景,采用HBV模型、新安江模型、TOP模型和径流极值的评估方法,分析和预测了气候变化下黄河源区径流量的变化情况。结果表明,三个模型均能较好地模拟黄河源区唐乃亥站的历史径流系列;在A2和B2情景下,黄河源区未来多年平均径流量呈减少趋势,径流年内分配的变化表现为夏、秋季节的径流量显著减少,而冬、春季节的径流变化趋势随水文模型的变化而变化;未来高流量事件的发生频率呈减少趋势,洪水强度可能会进一步缓和,而冬季低流量事件频繁发生的可能性增加。     

额尔齐斯河中游鄂木斯克站径流变化特征研究

根据额尔齐斯河中游鄂木斯克水文站77年的逐月实测径流资料,采用径流年际变化、年内各月占年径流百分比、年内不均匀系数、年内分配完全调节系数、集中度及变化幅度等指标,分析了额尔齐斯河中游径流年际变化特征和年内分配规律。结果表明,受上游水利工程的影响,额尔齐斯河中游鄂木斯克站年径流量呈显著下降趋势;径流年内分配不均匀性减小,集中度降低,集中期的长期变化有所提前;非汛期径流量占年径流总量的比例增加,汛期径流量占年径流总量的比例减少,径流量年内分配渐趋均匀。