水文要素变异综合诊断

水文要素的变异将导致工程水文的一致性假设不复存在,给水利工程的规划、设计、运行管理和水资源的开发利用带来影响。因此,水文要素的变异诊断已成为水文学研究热点和重点问题之一。首先,定义了水文要素的变异点,区分了变异点与突变点的不同,并描述了其内涵;其次,基于无量纲化的均值和变差系数,提出了水文要素变异等级的划分方法;接着,系统总结和分析了国内外水文要素变异诊断的方法,包括传统的定性、定量诊断方法;然后,构建了水文要素变异综合诊断体系和方法,给出了综合诊断的4个步骤,即变异背景分析、变异点诊断、变异等级划分和综合诊断;最后,以渭河华县水文站径流变异诊断为例,对51 a的年径流序列进行了变异综合诊断体系和方法的验证,结果表明提出的综合诊断方法具有一定的科学性和合理性。     

渭河流域水文变异驱动因子分析研究

水文环境在整个生态系统中作用显著,人类的自然活动等涉水行为已威胁到水文系统的稳定性,最终影响生态环境的系统性。文章基于水文变异不同诊断模块,综合多项成果对渭河流域水文系统的变异综合诊断分析,从气象条件、水利工程和水土保持等方面进行研究,探索水文系统变异的各驱动因子。研究成果对于指导流域水文变异研究具有一定的参考价值。     

生态水文对流域水文变异的影响分析研究

当今随着人类活动的不断加剧造成自然环境水文因素变化,而水文气象因子变化使得水文系统相应发生改变,表现为水文序列中更多的非线性和复杂性。文章在水文变异分析原理的基础上,建立水文系统变异综合诊断体系,结合渭河流域的典型水文站点,分析生态环境对水文变异的影响机理,总结出该影响因素下的渭河流域水文系统变异特征。     

水文非一致性变异及其对水库防洪影响的研究进展

分析了国内水文非一致性变异及其对水库防洪影响研究存在的问题,评述了水文非一致性变异的检验方法和频率计算中所涉及的还原或还现、直接频率法及水文非一致性变异对水库防洪的影响等,指出水文非一致性变异对水库防洪影响需在进一步研究变异诊断方法和频率分析计算的基础上,重视对防洪影响的科学评价与应对措施。     

流域水文变异综合诊断检测分析

受环境变化和人类活动因素影响,近年来渭河流域水文生态发生较为明显的变化,已严重影响到生态及社会经济的可持续发展。文章基于渭河流域水文气象条件,综合不同诊断模块及可行的前后置程序,探索水文变异诊断过程,根据水文变异点及变异前后情况提出相应的处理方案,成果对流域水文变异诊断具有一定的指导价值。     

渭河流域水文变异综合诊断分析研究

水文序列受水文气象条件改变和人类活动的影响,变化趋势已愈发明显。水文时间序列参数的变化对河流的多年平均径流量有直接影响,对人类生产生活有着十分重要的意义。文章将渭河流域的水文时间序列数据带入不同模块,结合不同诊断方法综合对比分析得出流域年径流量的变异点,所得成果对流域水文变异综合诊断分析具有重要的参考价值。     

基于不同诊断模型的渭河流域水文变异分析

水文水资源条件辨识是流域水文变异分析的前提条件,不同诊断模型的研究成果相互佐证评价,可探析流域水文变异的实际情况。文章基于水文变异不同模块的诊断基本原理,结合渭河流域历史水文数据实测,计算各模块的流域径流序列的真实变异区,结论对该流域的水资源调度、水生态平衡具有一定的现实意义。     

渭河流域水文变异周期诊断分析研究

人类活动的不断影响带来许多水生态问题,比如水资源短缺和水生态破坏已严重威胁社会经济的可持续发展。文章结合流域生态构建水文变异综合诊断方法,建立周期模块对可行性进行验证,成果表明流域中水文系统的真实变异区。同时从多个角度对水文变异特征进行检测,论证了水文变异二次综合诊断是非常必要的。     

流域水文过程变点分析研究综述

针对水文过程变异点分析这一近20年来的热点问题,查阅近年来各种相关学术论著,在总结分析国内外不同学者研究成果的基础上,提出流域水文过程变异点分析今后的发展方向,一是水文过程变异点诊断理论与方法的研究应该进一步深入,建立简单且行之有效的定性与定量诊断方法;二是在此基础上,研究解决非一致水文序列的概率分布及水文计算问题,为水利水电工程的规划设计与管理运用提供合理依据。     

西北江三角洲水文泥沙序列变异分析——以马口站和三水站为例

采用水文变异诊断系统对马口站、三水站、西北江的年径流量和年输沙量序列,三水站的分流比和分沙比序列分别进行变异分析.诊断发现马口站和西北江年径流量序列未发现明显变异,其它序列均呈现显著的跳跃变异,变异时间多在1992年前后,破坏了水文序列的一致性.物理成因分析表明频繁的人类活动是导致水沙序列变异的主要原因.根据变化环境下非一致性序列的水文频率计算原理,计算了三水站1992年变异前后年径流量和年输沙量的水文频率分布,并比较了均值和不同频率特征值之间的差异,该结果对于西北江三角洲的航道整治和防洪决策等具有一定的参考价值.     

基于变异诊断分析的大通河流量预报模型研究

采用水文变异诊断方法对大通河享堂水文站1940年以来年平均流量序列进行了诊断,结果表明年平均流量变异显著,变异程度为中等,突变点为1990年,说明大通河年平均流量自20世纪90年代以来受人类活动影响发生了显著的突变。同时,在变异诊断分析的基础上,分别建立了基于跳跃变异和趋势变异的年平均流量预报模型,比较模型预报值与实测值可知,相对误差为±10.0%的年份,跳跃预报模型占89%,趋势预报模型占97%。采用所建模型分别预报2011—2020年平均流量,并用2011—2013年实测值进行验证,预报误差符合《水文情报预报规范》的规定,取得了较好的预报效果。     

东江流域水文变异及其对生态环境的影响

采用分形理论中的重新标度极差分析方法（Rescaled Range Analysis，R／S分析法）对径流量序列进行趋势分析和变异诊断，并根据水文改变指标，应用变化范围法（Range of Variability Approach，RVA分析法）对变异前后的环境进行分析对比，综合分析水文变异后整个流域的生态环境发生的变化，旨在对东江流域的河川流量和生态环境之间的关系进行探讨，以期为东江自然生态环境的保护提供参考。     

基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法--以跳跃变异为例

由于气候系统变化和高强度人类活动的影响,天然年径流序列失去了一致性。为了适应变化环境对工程水文分析计算的新要求,本文以跳跃变异为例提出了基于极值同频率法的非一致性年径流过程设计方法:首先,采用水文变异诊断系统对不同时间尺度径流序列进行年际和年内分配情势变异分析;其次,根据年际变异和年内分配情势变异的时间点,将径流序列分段;再次,基于径流年际变异诊断结果,采用变化环境下非一致性水文频率计算方法计算不同时间尺度径流量变异前后过去不同保证率下的设计值;最后,基于径流年内分配变异诊断结果,在径流年内分配变异前后利用极值同频率法进行年径流过程设计。以东江岭下站为例,进行了非一致性年径流过程设计,并与未考虑"非一致性"影响的年径流过程设计结果进行了比较,发现岭下站设计年径流过程受"非一致性"影响显著,该结果可为东江流域水利工程的规划设计提供参考和依据。     

水文变异对水库汛期分期及汛限水位确定的影响

为科学探讨水文变异对水库汛期分期及汛限水位的影响,基于广西澄碧河水库53年径流数据,采用Mann-kendall、滑动T和Morlet小波等分析水文变异情况并确定突变年,应用集对分析法分别对变异前后的水库汛期进行分期,并结合调洪演算推求和比较水文变异前后的汛限水位。结果表明:径流序列呈现下降趋势,并存在19年的主周期,突变年为1990年。水文变异对水库汛期分期结果有一定影响,主要表现为缩短了前过渡期历时,延长主汛期历时。前汛期汛限水位可调控范围变异前为185~187 m,变异后为185~187.97 m,水文变异使前汛期汛限水位调控上限增加0.97 m,而后汛期变异前为185~188 m,变异后为185~187 m,水文变异使后汛期汛限水位调控上限减少1 m,可见水文变异主要影响着前后汛期汛限水位调控的上限,主汛期无明显变化。     

渭河中下游水文变异点识别及生态保障流量计算

针对水文变异引发的基于水文统计学的生态保障流量分析方法在实践应用上存在的问题,提出通过水文变异点分析找出受环境变化影响的转折年,以该年份之前的水文序列计算生态系统需要的保障流量的思路,可有效避免因水文变异而导致的水文统计学方法失效问题。以渭河中下游为例,通过累积曲线法和Mann-Kendall(M-K)检验法对渭河干支流7个关键控制断面进行水文变异点识别,并以此为基础,应用改进Tennant法计算渭河中下游各控制断面的生态低限流量与适宜生态流量。该成果可作为渭河开展流域综合治理和生态保护的参考数据。     

梅江松源河段非一致性水文频率分析

随着气候变化以及人类活动的影响,水文要素时间序列的一致性受到广泛质疑,传统水文频率分析已经不能满足日益精进的水文设计精度要求,如何将非一致性水文要素时间序列转化成符合一致性要求的序列是当今水文数据处理研究的重点。该文以梅江流域松源河上的宝坑站为例,进行水文变异以及非一致性水文频率分析。采用Mann－Kendall检测法以及Lee－Heghinian法对宝坑年径流量进行突变点检验,将水文变异序列进行基于趋势分析的非一致性水文频率分析以及基于两P－Ⅲ混合分布的非一致性水文频率分析。结果显示：宝坑站年径流量序列在1983年发生了变异;经过一致性修正后,百年一遇年径流量比原始序列减小了3．10％。     

水文变异条件下基于Copula函数的非一致性干旱频率分析方法——以鄱阳湖为例

受环境变化的影响,时间序列的非一致性已对干旱频率分析造成越来越多的影响。针对目前干旱频率分析对时间序列“非一致性”考虑不足的问题,提出通过对时间序列的变异诊断、分时段干旱特征变量提取、Copula联合分布函数构建等过程,对水文变异条件下的非一致性干旱频率进行分析。以鄱阳湖为研究对象,采用非一致性干旱频率计算方法对湖口站1955—2015年的水位序列进行分析。结果显示:湖口站水位序列于2003年出现了跳跃向下的变异,水位变异后的干旱历时和干旱烈度比变异前均有所增大,同频率干旱事件的重现期存在较大幅度的缩减。鄱阳湖区有关水资源管理部门应尽快对干旱应对措施作出相应的调整,以适应水文变异带来的挑战。     

渭河生态水文特征变化研究

随着河流开发利用程度的提高,河流的水文情势发生了很大的变化,生态系统受到威胁,保护和修复河流生态成为关注的焦点。本文在收集渭河林家村站、咸阳站和华县站长系列的实测日径流序列的基础上,采用滑动平均法和Mann-kendall检验法判断并检验年径流序列的变化趋势,采用有序聚类分析法、Pettitt法、秩和检验法和Mann-whitney检验法4种方法综合诊断并确定年径流序列的变异点。以跳跃显著的年份为界,将水文序列划分为变化前后两个水文变动序列,基于水文变异指标(IHA指标),应用变动范围法(RVA法),计算渭河中下游生态水文目标,研究生态水文特征的变异度。结果表明:渭河林家村站、咸阳站和华县站年平均流量均有显著下降趋势,最可能变异点分别为1990、1990和1993年,生态水文指标的整体改变度分别为70.61%,74.25%,73.05%,均为高度改变。研究结果可为渭河流域综合规划和生态治理提供科学合理的依据。     

澉浦站年最高潮位序列变异点判别

水文灰色系统分析法通过构造差异信息序列,计算比较序列间信息测度的不同,来判别水文序列时间、空间上的变异点.采用两种水文比较序列构造方法,分析得澉浦站年最高潮位在1973年、1992年之后发生变异.例证表明,采用灰色系统差异信息的度量来判别水文序列的变异点概念明确,方法简单、有效.     

东江博罗水文站水文特征变异情况分析

河道人工采砂和潮汐上溯成为东江下游河道水文特征变异的重要因素,该文以博罗水文站为研究对象,分析在人工采砂和潮汐上溯因子影响下,断面变化、水位特征值、水位流量关系等水文特征的变异情况.