三峡工程坝址径流特性分析

三峡水库已蓄水发电,径流变化对水库调度有直接影响.通过对三峡长系列径流资料进行分析,掌握径流年内、年际变化及丰枯变化规律,并对三峡水库蓄水期径流变化和上游梯级水库调蓄影响进行了分析.分析认为,宜昌径流系列近20 a有减小现象;径流年内分配变化是汛期有所减小;径流地区组成变化是嘉陵江径流有所减小;上游支流梯级水库调蓄对增加三峡枯季径流有一定作用;三峡蓄水期9～10月径流在20世纪90年代后有减小现象.分析结构可为三峡水库优化调度提供借鉴.     

疏勒河上游径流年内分配变化规律分析

以1956—2010年疏勒河出山口控制水文站昌马堡站的实测径流序列为基础,应用年内分配比例、年内不均匀系数、集中度和集中期、变化幅度等指标,分析了疏勒河上游径流年内变化规律。结果表明:1956—2010年,疏勒河上游径流年内分配格局基本稳定、集中度降低、集中期变化稳定、绝对变化幅度增大、相对变化幅度减小,非汛期径流量占年径流量的比例有所增大,汛期径流量占年径流量的比例有所减小,径流年内分配过程渐趋均匀。气候变暖可能导致了疏勒河上游非汛期冰雪融水及降水量的增加,在一定程度上增加了非汛期径流量。     

黄河中游水土保持措施对径流的影响分析

分析了黄河中游小流域水土保持对干支流汛期、非汛期径流的影响,得出水土保持措施对径流具有减水作用,但主要表现为削洪作用,对枯水期的减水作用较小,减水效应在干流不如支流显著.同时分析了高河床的渗漏量变化,说明水土流失带来的泥沙淤积会减少河床径流.因此只有采取水土保持措施,才能达到根治黄河水荒和洪灾的目的.     

黄河中游水土保持措施对径流的影响

分析了黄河中游小流域水土保持对干支流汛期、非汛期径流的影响，得出水土保持措施对径流具有减水作用，但主要表现削洪作用，对枯水期的减水作用较小，减水效应在干流不如支流显著。同时分析了下游河床的渗漏量变化，说明水土流失带来的泥沙淤积会减少河床径流。因此只有采取水土保持措施，才能达到根治黄河断流和洪水的目的。     

黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析

基于黄河源区15个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法,分析了黄河源区1961—2020年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。结果表明,1)黄河源区近60 a汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征,且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同;2)汛期降水、径流序列均具有63 a左右、35 a左右特征时间尺度的主周期,两个时间尺度下的平均周期分别为41、25 a左右,汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性;3)在63 a特征时间尺度可预测2020年之后未来5～10 a内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。     

黄河上游近30年径流变化特点及影响因素

黄河上游龙羊峡水库自1986年10月蓄水运行已31年。通过对上游主要水文站和大型水库资料的分析,探讨近30年(1987-2016年)黄河上游径流变化特点,并对影响因素进行了初步分析。近30年黄河上游年径流量明显减少,汛期径流量占全年比例、主汛期径流量占汛期比例、秋汛期径流量占汛期比例等不同程度减少,水库调蓄使兰州站汛期占比和水量变幅减幅加大,洪水特性发生变化;影响因素主要是降水量减少且时空分布不均、气温升高及河源区生态环境发生改变。     

基于Elman网络的黄河源区径流评估模型

黄河源区来水量对黄河上游乃至整个流域供水有重要影响,研究黄河源区汛期径流变化规律和来水趋势,对黄河流域水量持续利用和优化配置有重要作用.针对黄河唐乃亥水文站近48 a(1959～2006年)径流流量及年降雨情况,利用反馈Elman网络,尝试建立了黄河源区汛期径流评估模型.并利用matlab7所提供的神经网络工具箱对其进行了仿真实验.预报结果表明,该模型能较好地反映唐乃亥水文站汛期径流量的规律.     

祖厉河河源区径流、泥沙对气候的响应研究

针对黄河上游一级支流祖厉河的河源区河川径流及泥沙变化对气候的响应过程进行分析研究,运用水文统计学方法对30多年实际观测资料进行分析,结果表明:祖厉河上游源区的径流、泥沙对研究区的气候变化敏感。自20世纪80年代以来气温显著升高,蒸发量呈显著增加趋势,且两者变化速率高于黄河上游及全球变化速率,分别为0.75℃/10a和34.8 mm/10a。同时降水呈现减少趋势,河道径流和泥沙受气候变化影响显著减少,自2000年以来,祖厉河上游基本断流,1997年发生径流突变以及降水-径流、径流-泥沙关系的变化。而人类保护生态环境所采取的工程措施有效减少了土壤侵蚀,泥沙的突变时间有所延迟。     

黄河上游径流统计特征及演变规律分析

以黄河上游唐乃亥水文站1956—2011年径流量资料为基础,分析了年内、年际径流量的变化特征,采用线性倾向估计法和极大熵谱分析法对径流量序列的趋势性和周期性进行了识别。结果表明:1黄河上游径流量年内分配差异明显,径流量主要集中在7—10月,7—10月径流量占全年径流总量的60%;2研究时段内丰水/特丰年份占整个序列长度的48.21%,年径流量极值比为3.08,径流量呈微弱减小趋势,有利于黄河上游水资源的综合开发利用;3黄河上游径流量存在28、8、5 a的显著周期。     

榆林市马镇黄河引水设计径流计算分析

马镇引水工程是榆林市规划的黄河东线引水骨干工程,从榆林东部黄河干流马镇断面引水,断面设计径流的确定是工程设计的基础,关系到工程水源的可靠性,取水口位于府谷水文站下游,其间无较大支流汇入,可采用府谷站径流分析成果。依据黄河流域相关典型断面径流设计成果,进行府谷断面设计径流计算分析。对实测径流考虑流域地表用水损耗及大中型水库调蓄影响进行还原计算,并对还原后的径流量考虑下垫面条件变化影响,进行径流一致性处理,得到天然径流量(1956~2010年)。在此基础上,分析计算上游断面设计水平年2030年配置用水量,通过对断面以上梯级水库进行调节计算,分析断面设计水平年2030年来水量为192.7亿m~3,其中汛期7~10月径流量92.6亿m~3,非汛期11月~6月径流量100.1亿m~3;90%保证率来水143.4亿m~3,断面径流可以满足工程年取水量7亿m~3的要求,为工程设计提供可靠依据。     

汉江上游洪水特性复杂度分析

以汉江上游的两个代表站——石泉和安康水文站的年径流量及年最大洪峰流量时间序列为例,对径流特性和暴雨洪水特性进行了分析,结果表明:洪水年际变化极不稳定,流量变化幅度很大,年最大洪峰流量变化呈下降趋势;径流年内分配丰枯明显,径流年际分配不均匀,径流量总体呈下降趋势。现采用近似熵(ApEn)及算法复杂度C0作为复杂性测度,对石泉、安康水文站的年径流量和年最大洪峰流量序列进行了复杂性分析,分析得到年径流量的复杂性比年最大洪峰流量的复杂性大,即年径流序列的随机(复杂)程度越大。这一有益的结论表明年最大洪峰流量的可预测性大于年径流量,进一步研究年最大洪峰流量的预测方法对水库防洪具有重要的意义,并为汉江上游的防洪与发电调度起借鉴作用。     

基于经验模态分解方法和信息熵的水沙关系研究

为研究黄河中游水沙关系及其细部演化特征,利用黄河中游控制性水文站——潼关水文站1919—2015年实测径流量和输沙量资料作为研究数据,采用经验模态分解方法分析径流和泥沙随机变化的复杂性,并运用信息熵理论计算不同时间尺度上径流和泥沙分解序列及原始序列的熵值、径流与泥沙各分量与其原始序列之间的互信息、径流与泥沙之间的互信息。结果表明:潼关水文站径流量与输沙量变化具有显著下降的趋势;径流量和输沙量在一定程度上表现为某种同步变化关系;径流量与输沙量的长周期分量及趋势项互信息较大,因此水沙关系宜采用长周期研究,趋势项分量数据信息阐述原始序列数据信息比较可靠。     

黄河源区径流变化及原因分析

采用斯波曼秩次相关法分析了黄河源区20世纪60年代以来径流变化情况,并从降水、气温、下垫面等影响因素探讨了黄河源区径流变化原因。结果表明:①黄河源区的径流年际变化从60年代以来有明显的阶段性变化,从年内变化来看,唐乃亥站的汛期和非汛期径流量占年径流量的比例也具有阶段性变化,从80年代中期到90年代末,汛期径流量占年径流量的比例一直减少,非汛期径流量所占比例一直增大。②过去40多a来,玛多站年降水量呈现出缓慢上升的趋势,玛曲站则呈现出下降的趋势;从降水年内变化来看,雨季降水量占年降水量的比例呈减少趋势,旱季降水量占年降水量的比例呈增加趋势。因此,黄河源区降水量的变化是影响径流变化的主要原因,90年代小雨多、降雨历时长是导致径流减少的另一个原因。③黄河源区径流的变化,特别是90年代径流量的偏小和气温的直接关系不大。④植被覆盖面积的变化并不是引起径流减少的原因。     

蚁群聚类在径流影响因素时间序列分析中的应用

灰关联分析表明,黄河上游贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度对贵德站年径流都有较大的影响.为此,提出了一种新的基于蚁群的聚类分析方法,对贵德站年降雨量、太阳黑子相对数以及人类活动干扰度所组成的多维时间序列进行聚类分析.分析结果显示.此序列具有9～12年和2～3年的周期.根据相似性搜索原理,由此可推测出贵德站年径流序列也具有9～12年和2～3年的周期,从而实现了由影响因素的综合变化规律推求径流变化规律的目的.     

黄河流域径流情势区域变化特征分析

针对黄河流域径流情势的区域差异性,采用Mann-Kendall法检测1960-2015年黄河源头和上、中、下游重点控制站点的径流情势指标的变化趋势,并采用变化范围法(RVA)评估其综合变化程度。结果表明:除源区黄河沿站外,源区唐乃亥站和上、中、下游各站点的大部分径流情势指标的变化为下降趋势,尤其是汛期大部分月份的径流量、高流量及其历时显著减少,另外上、中、下游各站点的年最大径流量也都显著减少;部分径流指标存在一定的区域差异性,如源区黄河沿站6、9月径流量和最大径流量显著增加、上游年最小径流量出现时间有所推迟、中游高流量频率显著减少,最大径流量的出现时间显著移前、下游几乎所有月份的径流量均显著减少,最大径流量的时序显著前移等;从综合变化程度来看,流域各站点的径流情势发生了全面改变,整体改变度在中度及以上,其中频率和历时的改变度最大。利津站的改变度最大,龙门站次之。     

DFA在径流波动分析中的应用

运用距平、累积离差、非趋势波动DFA法,对长江上游寸滩水文站近50年来河流径流量的年内变化和年际变化时间序列进行了分析,根据DFA指数的变化特性,分析了不同时间尺度下流量序列变化的突变点和幂律关系.结果表明,近50年来寸滩站河流径流量汛期、非汛期的径流量呈下降的趋势,变化具有多层次的时间尺度结构,年径流量和汛期、非汛期流量均存在3～8年左右时间尺度的周期变化,经水量变化趋势分析,2006～2013年汛期年径流量会有不同比率下降,2006～2009年非汛期的径流量会有不同比率增加.     

黄河上游年最大洪峰流量规律研究

基于黄河上游年径流过程与年最大洪峰流量序列具有很好的相关性这一特点,采用功率谱分析法和灰关联分析法从微观和宏观两方面研究洪水规律。功率谱分析结果表明:黄河上游各水文站年最大洪峰流量序列具有一些周期谐波,但均没能通过显著性检验,因此难以建立确定性模型对年最大洪峰流量做出定量预报。通过太阳黑子周期性变化与黄河上游大洪水的相关性统计分析和灰关联度计算,表明黄河上游大尺度的天气系统与太阳黑子具有很好的相关性,因此可以通过太阳黑子的变化对年最大洪峰流量进行定性预测。     

黄河干支流防洪形势、总体布局及治理措施

目前，黄河下游洪水威胁依然是国家的心腹之患，中下游干流河段及主要支流防洪工程还不完善，洪水灾害时有发生。黄河下游防洪治理的基本思路是：“上拦下排、两岸分滞”控制洪水；“拦、排、放、调、挖”处理和利用泥沙。黄河防洪减淤的总体布局是：在充分利用现有干支流水库的基础上，继续兴建中游干流古贤、碛口水库，支流沁河河口村水库；根据水沙条件的变化，长期不懈地进行下游堤防加高加固、河道整治、挖河固堤等下排工程建设，排洪排沙入海，保证设防标准内的防洪安全，重点进行东平湖滞洪区建设，长期开展上中游黄土高原的水土保持，减少入黄泥沙；完善防洪非工程措施，黄河下游的主要治理措施是堤防加固，河道整治，东平湖滞洪区加固，滩区安全建设，挖河固堤，河口治理以及古贤，河口村水库建设，上中游干流河段和主要支流的治理措施主要是堤防，河道整治或防冲护岸工程建设。     

Trends and attribution of runoff changes in the upper and middle reaches of the Yellow River in China

Natural changes of river regime have been strongly interfered globally by human activities. This gives rise to the demand of quantifying the contribution of natural and human impacts to runoff changes of rivers for river management. In this study, Mann-Kendall test and BFAST algorithm were used to evaluate the trends of runoff change in the upper and middle reaches of the Yellow River from 1965 to 2016, and to identify the breakpoints of runoff changes in the two reaches. Based on the data-driven analysis of runoff generation mechanism, the natural annual runoff was related with a comprehensive climatic factor integrating temperature and precipitation, and the impacts of human activities and climate change on the runoff changes were quantitatively distinguished by comparing the measured runoff with the “natural runoff”. For revealing the periodical changes in correlation between climate factors and runoff, the method of cross wavelet transform was used, and the time-frequency characteristics of precipitation/temperature against runoff were also examined. The results show that the breakpoints were the year 1987 in the upper reaches, 1986 and 2003 in the middle reaches. Compared with the baseline period (1965–1987), the contribution rates of climate change and human activities to runoff change in the upper reaches of the river were 56% and 44% respectively in 1988–2016. For the middle reaches, compared with the reference period (1965–1986), the contribution from climate change in 1987–2003 and 2004–2016 was 38% and 41% respectively, and that from human activities was 62% and 59% respectively. The results of cross wavelet transform analysis support the growth of climatic contribution to runoff reduction in the middle Yellow River from 1987–2003 to 2004–2016. Apparently, the influencing degree of climate change on runoff in the upper reaches was similar to that of human activities, while human activities played a dominant role in runoff change in the middle reaches. Moreover, the construction of reservoirs and human water consumption were the key factors for the decline of runoff in the upstream, and the reduction of runoff in the middle reaches was related to the large-scale implementation of water conservancy and soil and water conservation in the region.     

黄河泥沙动态分析

文中分年和汛期两方面分析总结了 195 0～ 1999年间黄河中下游径流量、输沙量和含沙量的年际和年内分配变化特点 ,分析了三门峡水库不同运行时期下游河道泥沙动态。研究结果表明 ,黄河泥沙 5 0年间发生了很大的变化 ,表现在径流量、输沙量、含沙量变化不同步 ,水量汛期比例减少而沙量向汛期集中等方面