河北4座水库降雨径流一致性分析

降雨径流关系是否发生变化,即不同时期降雨径流关系有无显著差异是水文演算中迫切需要解决的问题.以河北省海河流域四座水库的降雨径流系列为基础,通过降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验、回归方程的差异分析等,对四座水库的1980-2008年入库径流水文系列一致性进行研究.结果表明:AGZ水库、GN水库、HBZ水库1980-2008年的入库径流资料具有一致性,虽年径流深、年径流系数有差异,但降雨径流关系并无显著差异.而WK水库1980-2008年的入库径流资料则不具有一致性,降雨径流机制发生变化,分析了下垫面变化的影响,并对其天然径流资料进行修正.     

东辽河水资源评价的一致性分析

本文以东辽河水资源评价中1956￣2000年径流系列为例,对十屋水文站上游天然径流的形成机制变化的成因进行分析。经过降雨径流关系、年径流系数变化过程及降雨径流双累积曲线特性的分析,阐明了1980年后实测年径流量减少主要为其上游修建水库所致,并对1956￣1979年资料进行一致性修正,其成果可以真实反映近期下垫面条件下的地表水资源量。     

合水水库降雨径流年内年际变化特性分析

该文根据合水水库1958-2000年的实测降雨、径流序列资料,分析得到合水水库降雨量和径流量的年内、年际变化较大,但较北方地区的年内变化不均匀程度要低,并且降雨、径流量的年内分配不均匀程度均有所缓和.降雨、径流量的年际变化呈现丰、枯交替的周期变化.尽管1983年为降雨-径流关系发生转折的年份,根据秩和检验法得出,合水水库1958-1983年的年径流系数与1984-2000年的年径流系数仍具有一致性.     

西大洋水库降雨径流系列可靠性与一致性分析

以河北省西大洋水库的降雨径流系列为基础,通过降雨径流相关图的绘制对水文序列资料进行可靠性分析,利用降雨径流双累积曲线和年径流系数的变化过程线确定水文分界点,对西大洋水库的1980~2008年入库径流水文系列一致性进行研究。结果表明,西大洋水库1980~2008年的入库径流资料不具有可靠性和一致性,1996年前后降雨径流机制发生了变化,并对其天然径流资料进行了修正。     

白盆珠水库流域暴雨洪水特性研究

收集白盆珠水库流域37场次洪径流过程,通过径流系数、降雨时空分布、暴雨中心等来研究白盆珠水库流域洪水特性,阐述其洪水形成机制,为水库防洪减灾提供决策依据.     

黄河流域降雨-径流关系时空演变研究

由于气候变化和人类活动的影响,黄河流域的降雨-径流关系发生了显著性变化,严重影响流域水资源的规划和管理。为了揭示黄河流域降雨-径流关系的变化特征、趋势及主要驱动因素,研究采用Mann-Kendall检验、双累积曲线法、Copula函数、累积量斜率变化率法分析1960-2010年黄河流域的径流系数时空变化规律、7个主要区间降雨-径流关系的突变年份、降雨径流组合概率变化,以及气候变化和人类活动对降雨-径流关系变化的贡献率。结果表明:黄河全流域降雨-径流关系有明显的趋势性变化,其中除黄河源区的径流系数没有明显变化及少数地区的径流系数有增大的趋势外,绝大部分地区的径流系数有明显减小的趋势;黄河流域7个主要区间,即唐乃亥以上、唐乃亥—兰州、兰州—头道拐、头道拐—龙门、龙门—三门峡、三门峡—花园口及花园口—利津的降雨-径流关系突变年份依次为1989、1984、1997、1979、1992、1987和1970年,年份差异主要受到人类活动时间的影响,流域内大规模水土保持措施开展的年份、水利工程的兴建时间都是造成降雨-径流关系发生转折的重要因素;黄河流域主要区间降雨-径流关系发生转折后,同等降雨条件下其产流能力降低;人类活动是降雨-径流关系变化的主要驱动因素,贡献率均在50%以上,且越往下游,影响越大。     

大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

模糊事件的概率在年降雨径流相关关系中的应用

一、前言在水文水资源的分析计算中,展延年径流系列的方法之一是建立年降雨与径流深的相关关系。这一关系一般是通过建立两变量的直线回归方程来实现的。事实表明,直接建立年降雨与径流深的相关关系,有时得不到令人满意的结果,这在年降雨径流系数较小的地区更是如此。针对这种情况,我们在年降雨径流相关关系中试用模糊概率的概念,对原始年降雨量     

水土保持对降雨—径流关系影响的集对分析

以汾河水库流域为例,运用M-K检验和集对分析的方法,分析了水土保持对降雨与径流关系的影响。结果表明:上静游站以上流域径流在1982年发生了突变,这与降雨与径流趋势分析结果一致,1982年之后降雨与径流的对立度增大、联系度减小,水土保持措施对降雨—径流关系影响明显;汾河水库站以上流域径流突变点为1983年,突变之后降雨与径流的关系对立度增大,与上静游站结果一致,说明整个汾河水库流域水土保持效果显著。     

下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

A New Method of Change Point Detection Using Variable Fuzzy Sets Under Environmental Change

Change point detection is an effective tool to identity whether the hydrological data are of consistency. In this paper, Pettitt test was first used to detect change point for annual rainfall and runoff time series in 6 selected sub-watersheds of Luanhe river basin in Northeast part of China. Then we presented a method to detect change point according to the law of mutual change of quality and quantity in variable fuzzy sets. We chose the mean of time series as assessment index as in other change point detection methods, and defined 95 and 5 % quantiles of the time series as the supremum and infimum respectively. We selected a reference period (for example, the first 10 points of the time series) as the stationary period, and after the reference period, we checked the mean value of the time series point by point. We used this method in the 6 sub-watersheds of Luanhe river basin. The results of the 2 methods showed that most annual rainfall time series had no change point, and some annual runoff time series had change point in 1979 or 1981. Comparison of the 2 methods was made, and it indicated that Pettitt test provided reference for variable fuzzy sets method, but the latter provided more reasonable results than Pettitt test in this study. This method can also be used in other natural time series.     

鄱阳湖流域气候变化和人类活动对入湖水沙的影响

近些年鄱阳湖湖区季节性干枯问题频繁出现,有必要对鄱阳湖入湖水沙变化进行进一步研究。利用鄱阳湖流域"五河"基本水文站1961～2016年实测的水沙及流域降雨量资料,通过线性趋势、双累积曲线、经验统计法和统计系列对比法研究鄱阳湖入湖水沙演变过程及影响因素。结果表明:鄱阳湖流域降雨量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力年际变化均呈不显著的上升趋势(P0.05)。入湖径流量年际变化趋势不显著,而入湖输沙量呈极显著的下降趋势(P0.01),且存在1985年和2000年两个突变点。影响入湖径流量和输沙量的关键降雨指标为年降雨量和降雨侵蚀力。以1961～1984年为基准期,1985～1999年经验统计法和系列对比法计算的水利水保工程减沙效应分别为41.8%和33.4%,在2000～2016年分别为70.6%和66.8%,水库拦沙是入湖输沙量减少的主要原因。     

试论蓄满产流模型与超渗产流模型

本文针对在产流理论方面形成的“蓄满型”与“超渗型”两种不同的学术观点，从不同径流成分的产流机制、各种产流机制不同的组合而形成的产流类型，以及产流机制的统一性和相互转化关系等方面不仅论证了在同一地区超渗产流与蓄满产流方式将随着降雨特性和下垫面条件的变化，而相互转化、相互补充，而不是相互对立的辩证关系；而且阐明了超渗地表径流与超渗产流模型、饱和地表径流与蓄满产流模型是不同的物理概念。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

A Multivariate ANN-Wavelet Approach for Rainfall–Runoff Modeling

Without a doubt the first step in any water resources management is the rainfall–runoff modeling over the watershed. However considering high stochastic property of the process, many models are being still developed in order to define such a complex phenomenon in the field of hydrologic engineering. Recently Artificial Neural Network (ANN) as a non-linear inter-extrapolator is extensively used by hydrologists for rainfall–runoff modeling as well as other fields of hydrology. In the current research, the wavelet analysis was linked to the ANN concept for modeling Ligvanchai watershed rainfall–runoff process at Tabriz, Iran. For this purpose the main time series of two variables, rainfall and runoff, were decomposed to some multi-frequently time series by wavelet theory, then these time series were imposed as input data to the ANN to predict the runoff discharge 1 day ahead. The obtained results show the proposed model can predict both short and long term runoff discharges because of using multi-scale time series of rainfall and runoff data as the ANN input layer.     

近40年来唐河上游降水-径流变化及原因探讨

以海河水系唐河上游流域为研究对象,根据1960年-2002年流域的降水及实测径流资料,利用肯德尔秩次相关法和双累积曲线,分析了年降水、年径流和降水-径流关系的变化趋势.结果表明,降水量不存在明显变化趋势,而径流量存在明显的下降趋势.整个降水-径流系列可以划分为三个阶段:1960年-1978年,1979年-1995年,1996年-2002年,三个阶段的降水-径流相关系数依次减少,降水-径流相关性减弱.此外,从流域内土地利用类型变化、水利工程建设、地下水资源开发利用状况等几个方面对流域降水-径流变化原因进行了初步分析与评价.     

1965~2011年赣江中上游年输沙量变化及影响因素

基于赣江万安坝址下游的西门水文站1965~2011年的径流量、输沙量观测资料和推算数据,利用Mann-kendall趋势分析检验法、双累积曲线法和相关性分析法等分析了赣江中上游输沙量变化特征,并探讨了该区域的气候变化和人类活动等因素对赣江中上游输沙量的影响。结果表明：西门水文站径流量年际变化较为均衡,而年输沙量有明显减少的趋势,特别是万安建库前后水沙关系分成两个系列,年径流量的突变点在1967年,输沙量突变点在1996年,即万安水库建成之后2 a;西门水文站年降雨量和年径流量基本保持一致,年降雨量的变化对年输沙量的影响显著;另一方面,1980年至今水利工程建设、水土保持工程等对河流泥沙产出和输送的影响显著,这也是导致该河段泥沙减少的主要原因。     

基于经验模态分解与传统水文分析法的降雨序列研究

为研究经验模态分解(EMD)法和传统水文分析方法在水文时间序列研究中的特点,以陕西省榆林市1951—2017年降雨时间序列为例,对该数据的趋势性和周期性成分进行了分析对比。结果表明:传统的Mann-Kendall(M-K)检验法与EMD方法都可反映出水文序列的趋势及转折点,且两种方法所得结果相似,反映出榆林市降雨量先增后减的变化趋势,但转折点时间有所差异。EMD方法与M-K方法得到的趋势项结果呈现形式不同,EMD方法所得趋势线可更加直观地表现原始序列的升降情况。周期性成分分析方面,榆林市年降雨量与夏季降雨量具有相同的周期规律。EMD方法所得模态相较于傅里叶分析法所得频谱更为丰富,但各模态所对应周期不明确,也难以对应实际的物理意义。EMD方法可作为传统水文分析方法在趋势分析及周期成分提取时的有效补充。     

关于海绵城市两种降雨控制模式的讨论

我国《海绵城市建设技术指南—低影响开发雨水系统构建(试行)》采用降雨总量控制模式以实现径流总量控制目标,但降雨总量控制率并不等同于径流总量控制率,降雨控制需将降雨转换成径流后才能与径流控制对应。按美国EPA提出的降雨场次控制模式进行设计,其降雨场次控制率等于径流场次控制率,降雨控制与径流控制直接对应。为此,本文开展了关于海绵城市建设中两种降雨控制模式的讨论。论文首先对两种降雨控制模式内涵进行了解析。然后以北京、武汉、广州为代表比较了两种不同控制模式下的城市产流雨量设计结果。研究表明,两种降雨控制模式其设计降雨量具有一定对应关系,但概念上应有所区别;相同控制条件下,按降雨总量控制的设计降雨量要明显高于按降雨场次控制,但两种模式下的最优控制率差异并不大;总量控制模式能较好地反映城市年均产流水平,有利于雨水利用目标实现,而场次控制模式则更能代表城市对场次降雨的消纳能力,有利于径流污染控制目标的实现。