渭河上游径流量年内分配变化规律分析

以渭河北道水文站近50 a的实测月径流量资料为基础,从径流量年内分配的不均匀性、集中性和变化幅度等方面分析了渭河上游径流量年内分配的变化规律。结果表明:①渭河上游径流量的年内分配特征在20世纪60—80年代较为接近,而20世纪90年代则与1956—1959年、2000—2005年较为接近,20世纪80—90年代集中期提前,90年代径流相对变化幅度较大;②在未来一段时期里,渭河上游径流量的年内分配呈现出不均匀性更高、径流量更集中、集中期滞后以及变化幅度更大的趋势。     

高要水文站径流年内分配变化规律浅析

河川径流的年内分配特征与特定的径流补给条件关系密切.在气候变化以及人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征也发生着相应的变化,直接影响水资源的开发利用以及生态系统的健康.该文采用西江高要水文站52年(1957～2008年)的月径流资料,从径流年内分配的不均匀性、集中性和变化幅度等方面,具体分析了径流年内分配的变化规律.     

金堤河径流年内分配变化规律分析

以金堤河濮阳站1956-2013年的实测径流序列为基础,综合运用年内不均匀系数、年内分配比例、变化幅度、集中度和集中期系列指标,分析了金堤河径流年内变化规律。结果表明:金堤河濮阳站近60 a径流年内分配变化较大,不均匀性逐渐减小,集中度逐渐增加。为新时期金堤河水资源开发利用提供了科学依据。     

漳河上游径流变化特性分析

海河流域人口密集、水资源短缺,分析河川径流演变对支撑社会经济稳定发展具有重要意义。以海河流域漳河上游为研究对象,基于1958-2012年的实测径流资料,利用Mann-Kendall趋势和突变分析、丰平枯水年划分系统分析了径流的年际年内演变特性。结果表明:近50年来,漳河上游实测径流呈现显著减少趋势,实测径流量系列在1980年前后发生突变,突变后,枯水年出现频次急剧增加,年际变差系数有增大趋势,各月径流量总体减少,而汛期径流的减少程度尤为剧烈。日趋减少的径流量反映当地水资源将面临更大压力和挑战。     

澄碧河流域径流年内分配变化规律分析

基于澄碧河流域坝首和平塘水文站1963-2014年逐日实测径流资料,计算其径流年内分配的不均匀系数、完全调节系数和集中度等八个特征指标,分析了近52a来该流域径流年内分配的均匀度,在此基础上,采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验法和R/S分析法研究了澄碧河流域径流年内分配特征指数的变化趋势。结果表明:近52a来澄碧河流域径流年内分配不均匀性较强,变化幅度较大;径流年内分配的的洛伦兹不对称系数呈现增加趋势,其余特征指标均呈现减少趋势;年内集中期主要在7月,流域径流年内分布不均匀的主要原因是个别月份径流量较大;八个特征指数的Hurst值均大于0.5,故可预测澄碧河流域径流年内分配的特征指数序列呈现正持续性,与过去整体变化趋势保持一致;随着时间推移,澄碧河流域径流年内分配不均匀性越来越低,逐渐由不均匀向相对均匀转变。     

呼图壁河径流变化规律分析

根据昌吉州境内天山北坡呼图壁河石门水文站1978年～2017年共40年实测流量资料,采用数据趋势估计法、M-K非参数趋势检验等方法分析呼图壁河天然径流年际变化的趋势性。选取天然径流年内分布的不均匀系数、完全调节系数、集中度、集中期等指标定量分析径流年内分布特征。最终获得呼图壁河天然径流年际变化规律和年内分布特征,可为呼图壁河水资源优化开发、利用、配置、调控提供科学的参考依据。     

渭河上游河川径流演变特性分析

为了研究渭河上游径流演变特性,以林家村等5个水文站近50 a的实测径流序列为基础,采用Mann-Kendall趋势分析法(M-K法)和R/S法分析了径流演变趋势。结果表明：渭河上游径流年内分配在20世纪50年代较为集中,60~90年代相对均匀;径流年际变化较大;径流量总体呈下降趋势,且趋势性较为显著。研究成果为渭河流域水资源开发利用、调度管理和生态环境保护提供一定参考。     

疏勒河出山口径流对上游气候变化的响应

研究疏勒河出山口径流对上游气候变化的响应关系,对流域综合规划和水资源开发利用都具有重要意义。论文通过累积距平、Mann-Kendall检验、滑动t检验、以及Yamamot法对托勒气象站1956-2011年的气温、降水量以及同期疏勒河昌马堡水文站的径流监测数据进行分析,发现三者均呈现上升趋势,其中气温平均每年升高0.035℃,降水平均每年增加1.25 mm,径流量平均每年增加0.102亿m3。气温、降水量和径流量均在1997年发生了明显的正突变,可能是该流域开始变湿的讯号。通过分析疏勒河径流量与上游气温、降水的相关关系,建立了多变量CAR模型,并取得了良好的效果。     

汾河水库上游年径流演变趋势分析

应用Kendall秩次相关法、游程分析法和自相关分析法,研究了汾河水库上游半个世纪以来年径流的演变趋势。结果表明:①年径流量总体呈下降趋势,但在20世纪70年代以前的演变趋势并不明显;②各时段间的转折点跳跃均不显著;③年径流系列的相依性并不明显;④20世纪70年代以后年径流量呈减少趋势的原因与年降水量的变化无关。     

长江上游主要河流径流丰枯空间变化特性初步研究

集对分析是处理不确定性问题的一种新理念,认为在一个系统中确定性与不确定性相互联系、影响、制约并在一定条件下相互转化,用联系度来描述系统的各种不确定性,由此实现对系统的评价和决策。河川径流存在大量的不确定性,应用有序聚类方法建立径流丰枯状态的分级标准,然后运用集对的联系度来描述各水系间丰枯状态的同异反程度。以长江上游主要河流52 a的径流资料为基础进行了具体应用,结果表明:长江上游主要河流径流总体具有丰枯同步的特点。     

气候变化对黄河上游流域径流影响分析

近年来在气候变化和人类活动的共同影响下,黄河上游地表水资源偏枯形势严峻,严重影响了我国北方地区经济的可持续发展。为研究气候变化对径流的影响,利用黄河上游14个气象站点的逐月降水、气温和潜在蒸发资料以及唐乃亥水文站和上诠水文站的径流资料,采用线性相关法和Mann-Kendall法分析了气候变化对黄河上游流域径流的影响,结果表明,研究区域降水大致呈不显著递增趋势,气温、蒸发量呈显著递增趋势,径流量呈现显著减少的趋势;径流量发生突变的时间与气象因素的一致性较差,因此,可以得出径流量不仅受气温、降水、蒸发等气候因子的影响,还受到其他因素例如土壤、植被等因素的影响。     

黄河上游月径流序列多尺度特性分析

采用Hilbert-Huang变换(HHT)方法对黄河上游贵德站、小川站和兰州站的天然月径流序列进行分析,分解得到不同尺度下的固有模态函数,然后结合重标度极差(R/S)分析法分析了各阶模态函数及天然月径流量,得到Hurst指数和分维数,并对河川径流序列的波动周期性、分形特征、趋势性进行了分析。结果表明:黄河上游1929—1997年的天然月径流具有1 a以下、1.6 a、2～3 a、5～8 a、15～32 a的波动周期和自相似性及反持续的长程相关性。     

黑河径流的沿程分布格局变化研究

基于内陆河流域河川径流在河流坐标上的演变规律,采用径流的溯源性与零水资源尺度两个概念,分析黑河径流的沿程分布变化。结果表明：从1956-1970年、1971-1985年和1986-2000年3个时段河川径流均值看,地表水资源存在着出山口以后的各断面河川径流的溯源变化;存在着水资源整体集中度从下游向上游缩进的趋势;莺落峡与正义峡区间的径流延时分布概率在40 m^3/s以上显著不同。     

长江上游径流混沌动力特性及其集成预测研究

针对长江上游干流主要站点月径流时间序列强非线性和非平稳特征,引入混沌理论和AdaBoost.RT集成极限学习机方法对其月径流时间序列进行分析和预测。首先,以流域径流非线性动力系统混沌特征参数辨识为切入点,研究并发现了流域内在特性作用下月径流时间序列动力响应的混沌现象,推求了月径流时间序列相空间重构的延迟时间和最佳嵌入维数,在此基础上,以重构相空间时间序列作为输入变量,引入基于自适应动态阈值的改进AdaBoost.RT算法改进极限学习机模型的学习性能,得到最佳的混沌集成学习月径流时间序列预测模型。实例研究结果表明,所提方法和模型能够显著提高单一极限学习机模型的泛化性和稳定性,从而获得更优越的预报性能。     

Impacts of Hydrological Changes on Annual Runoff Distribution in Seasonally Dry Basins

Runoff is expected to change due to climate and land use change. Because it constitutes a large component of the terrestrial water budget, we need to develop new policies for managing regional water resources. To do so, we must first attribute changes in the natural flow regime to either climate or land use change. In this context, the Budyko’s curve has previously been adopted to separate the impacts of climate and land use change on runoff by using long term hydrological variables. In this study, a framework based on Fu’s equation (which describes Budyko’s curve) is used to separate the impacts of climate and land use change on annual runoff distributions. Specifically, this framework is based on a recently developed method to obtain annual runoff probability density function (pdf) in seasonally dry basins—such as those in Mediterranean regions—from climate statistics and Fu’s equation parameter ω. The effect of climate change is captured through variations in the first order statistics of annual rainfall and potential evapotranspiration, while land use change is represented by changes in Fu’s equation parameter ω. The effects of these two drivers (i.e., climate and land use change) are analyzed by reconstructing the annual runoff pdfs for the current period and for likely future scenarios, based on predictions from global circulation models and urbanization trajectories. The results show that climate change can lead to a strong reduction in mean annual runoff, a shift of the runoff pdf toward lower values, and a decrease in its variance. Concurrent changes in climate and land use almost always result in a reduction in the mean annual runoff, due to the greater impact of climate change on the runoff pdf.

     

基于时变Budyko模型的滹沱河上游径流变化归因分析

为了明晰径流演变的驱动力,进而促进水资源的可持续利用,对滹沱河上游的径流变化进行了归因分析。基于单参数Budyko方程,将径流影响因素直接划分为干旱指数和流域特征两类,首先以时间为协变量,描述Budyko方程参数及气候因子的时间变化,构建时变Budyko方程;然后基于分解法在年尺度及多年尺度上分离干旱指数和流域特征对径流变化的影响。研究结果表明:①时变Budyko模型大大提高了年径流的模拟能力;②基于时变Budyko模型的分段研究的结果与传统常参数Budyko模型的结果相近,表明本文所建立的时变Budyko模型是可靠的;③干旱指数和流域特征对滹沱河上游年径流的影响均为负贡献,其中,干旱指数的贡献率由86.79%持续递减至71.01%,而流域特征的贡献率由13.21% 持续增加至28.09%;④干旱指数对年径流的影响强度明显减弱是流域特征对年径流变化贡献率增加的主要原因。综上所述,滹沱河上游径流显著减少的主导因素是干旱指数,即降水和潜在蒸散发的变化。     

黄河上游天然年径流长期变化趋势预测

基于神经网络理论与传统分析方法,采用改进的BP网络算法,利用黄河青铜峡水文站278年(1723~2000年)的天然年径流时间序列,建立了黄河上游年径流长期变化的BP网络预测模型,并以此模型对2001~2050年黄河上游天然年径流变化趋势进行预测分析,结论认为:①黄河上游天然年径流在未来50 a变化的大趋势是丰水时段占优势,且黄河干流天然年径流变化要经历3个不同的时段,即2001~2013年以多年平均水平为基准上下波动的时段、2014~2037年相对丰水时段和2038~2050年相对枯水时段;②用神经网络理论建立了黄河天然年径流中长期BP网络预测模型,模型预测分析的未来几十年黄河天然年径流变化的大趋势是可信的。     

多沙河流水沙年内分配特征研究

利用南方一多沙河流代表水文站的实测资料计算了水沙年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标,研究了水沙年内分配特征的变化规律。结果表明,不同时段水沙年内分配具有较大差异,20世纪60年代水沙年内分配相对较不均匀,20世纪70年代以来,水沙年内分配较均匀;水库建设使汛期径流量与输沙量占全年总量的比例下降,而在枯水期上升,建库后的水沙年内变化不均匀性、集中程度、变化幅度都明显下降;水库建设也使输沙量年内变化幅度大于径流量年内变化幅度。输沙量的变化比径流量变化更能反映水库建设对水文情势变化的影响。