长江干流朱沱站- 大通站基流变化特征

基流是河川径流中相对稳定的径流组成部分, 基流分割在水资源、水环境和水安全的管理研究中都有着重要 的应用。为了探究沿长江干流的基流变化特征, 使用递归数字滤波法对长江干流7 个水文站进行基流分割研究。 结果表明, 各站基流指数在01 768~ 01 798 之间。对朱沱站- 大通站区间基流量贡献最大的区间是宜昌站- 螺山 站, 其次是朱沱站- 寸滩站, 最小的是万县站- 宜昌站。2000 年前后, 长江干流基流量出现明显的衰减变化。基流 量衰减最大的是宜昌站( 衰减率为81 82%) , 其次为万县站( 衰减率为81 79%) 。     

五种基流分割方法在长江螺山站的应用对比研究

基流是枯水期河川径流的主要来源,稳定可靠的基流分割方法对基流研究具有重要作用。基于螺山站1965-2012年逐日流量资料,采用基流指数法、HYSEP法(固定步长法、滑动步长法、局部最小值法)和数字滤波法3类(5种)基流分割方法进行基流分割。研究结果表明:5种方法所得年基流指数相差不大,但年内基流过程差别显著。BFI法和局部最小值法计算结果较为合理,对不同年份BFI值年际变化有较好的辨识度,是长江中游干流区较为适宜的基流分割手段。     

黑河流域上游山区基流量分割及其变化

基于黑河上游莺落峡站1954年-2011年径流资料,采用数字滤波法多种滤波方程对月流量资料进行基流分割;在此基础上,借助Mann-Kendall、Pettitt、流量不稳定系数、累积距平等方法分析研究区基流和基流指数(BFI)在年内、年际以及多年时间尺度上的变化特征。结果表明,数字滤波法分割的基流能较好地反应出不同月份之间基流量的差异及其年内变化特征;研究区夏季基流量最大,其次是春季和秋季,冬季基流量最小;BFI最小值出现在夏季,冬季BFI最大;基流量和径流量的年际变化趋势大体一致,均呈缓慢增长趋势,但基流变化相对缓和,且比较平稳;基流量序列在1979年存在显著变点,变点后基流量较变点前增加16%;多年变化中基流对径流的贡献变化幅度不大,BFI基本维持在0.27左右。     

长江螺山站50年来基流演变趋势分析

基流是枯水期河川径流量的主要补给来源,合理确定基流过程及其演变趋势在水资源、水环境和水安全的管理中都有着重要的意义。本文选用HYSEP法对长江螺山站1965-2011年的逐日流量过程进行了基流分割,得到了螺山站基流过程,选用M-K趋势检验法分析了总径流量、基流量及基流指数(BFI)值的年际变化。结果表明:螺山站多年平均BFI为0.83;近50年来,年均径流和基流都呈现显著下降趋势;年均降水量和基流指数分别表现出下降和上升趋势,但趋势并不显著;径流年内分配不均,且主要集中在4-9月,基流表现为1-7月份增加,8-12月份减少;BFI年内则呈1-4月下降,10-12月上升的变化趋势;人类活动和上游洞庭湖的调蓄作用可能是影响螺山站基流过程的主要原因。     

基于数字滤波法的怒江流域基流时空分异

为明晰怒江流域基流时空分异特征,利用数字滤波法进行怒江干流和南汀河支流的基流研究。结果表明:1怒江干流3站基流指数IBF在0.71~0.74之间,南汀河支流2站的多年平均IBF在0.68左右,南汀河支流IBF明显低于怒江干流,干支流基流量和IBF自上游向下游递增;2各站基流量与径流量变化过程基本一致,两者相关系数均在0.9以上;3怒江干支流各站多年平均基流量和径流量年内分配均呈"尖廋"的单峰形,而多年平均基流指数年内分配均呈"V"字形,但两者变化过程不完全相反;4怒江干流代表站道街坝站和南汀河支流代表站姑老河站IBF均为丰水年平水年枯水年,这与基流相对于径流更为稳定有关。     

淮河中上游流域基流时空变化特征及闸坝调控影响

基流作为河川径流的重要组成部分,对维系河流生态系统稳定起着关键作用。以淮河中上游流域为例,采用Chapman-Maxwell、Lyne-Hollick和Boughton-Chapman三种数字滤波法对淮河干流和支流沙颍河不同闸坝调控的7个站点2001-2015年日径流序列进行基流分割;采用Mann-Kendall趋势分析检测基流量在年际、汛期和非汛期多种时间尺度下的变化,对比分析闸坝调控的影响特征。结果表明:(1)Chapman-Maxwell数字滤波法对基流过程分割更合理,沙颍河水系站点的基流系数在0.23～0.46之间,淮河干流站点系数在0.36～0.50之间,沙颍河水系站点基流系数均小于淮河干流站点;(2)沙颍河和淮河干流的站点基流量均呈现出减少的趋势,其中沙颍河的基流量减幅明显高于淮河干流;沙颍河槐店、阜阳闸和淮河干流王家坝的年平均基流量,以及沙颍河白龟山、槐店和阜阳闸的汛期基流量减少趋势显著;(3)闸坝拦蓄导致下游的径流和基流量均呈现减少的趋势,沙颖河站点影响较严重,特别是在汛期8月减少趋势具有统计显著性;淮河干流站点受闸坝调控较弱,减少并不显著。研究可为认识淮河中上游流域的水循环特征及其转化关系提供技术支撑,也可为流域地下水资源可持续利用、人类活动影响评估等提供依据。     

宜昌站洪水过程BP网络预测模型研究

以长江上游宜昌站洪水过程为研究对象,建立了考虑区间降雨的河道洪水预报BP神经网络模型.模型以干流寸滩站、乌江武隆站的洪水过程以及寸滩-宜昌区间的长寿、忠县、万县、巫山、巴东和兴山6个雨量站的降雨过程为输入变量,计算过程中对输入变量的读取采用"滚动式"方法.模型选取1975～1981年的汛期流量作为训练样本,以1982～1986年的洪水预报作为模型预测样本.预报结果表明,该模型能较好地反映区间降雨对宜昌站洪水过程的影响,并且在预见期为2 d的情况下保证较高的预报精度.     

近20 a来长江干流水沙变化特性

基于长江干流七大水文测站的水文泥沙资料,研究了长江干流2002—2019年的水沙变化规律,并采用双累积曲线法给出了长江上游代表性测站-朱沱站的累积年径流量与年输沙量关系图。结果表明:长江上游梯级水库群建成后,长江干流多年平均径流量基本保持稳定,而年平均输沙量变化率和年平均含沙量变化率却变化显著;朱沱站累积年径流量与年输沙量的双累积曲线线性关系良好。     

东江流域基流变化特征及影响因素

基于东江流域控制性水文站博罗站1954—2010年实测日径流数据,采用数字滤波法和平滑最小值法进行基流分割,从不同的时间尺度上探讨博罗站基流的变化特征,从降水和人类活动两方面分析基流影响因素。结果表明:数字滤波法更适用于研究区;东江博罗站基流量的年内分布先增大后减小,基流指数先减小后波动增大;东江博罗站年均基流量和基流指数总体呈增大的趋势,多年平均基流量为414.04 m~3/s,多年平均基流指数为0.56。枯水年和偏枯水年的平均基流指数均为0.55,平水年为0.57,偏丰水年和丰水年分别为0.57和0.55;降水对东江流域基流量有年际影响;年内不同月份的突变规律说明大型水库是东江流域基流变化的关键性因素,水库的水量调度使基流量在枯水期呈显著增长趋势。     

浅析贵州省地下水资源评价中的基流分割

对山丘区地下水资源量评价时,通常是分别计算区域内的各项排泄量,以总排泄量作为地下水资源量。河川径流中的基流量是山丘区地下水的主要排泄量,通常可占90%以上,因此做好河川径流的基流分割是河川基流量计算的关键问题。文章以贵州省地下水资源评价取得的成果为依据,阐明贵州省地下水资源评价中对基流分割所使用的方法,并总结了贵州省地下水资源评价中基流分割的相关问题。     

北洛河上游基流分割适宜性方法及基流特征

退耕还林工程实施以来北洛河上游植被恢复效果显著,为探究该区域基流分割的适宜性方法及植被变化对基流量的影响,采用基流分割中的HYSEP法、数学滤波法、基流指数法3类方法(9种计算表达式)对吴旗水文站1971—2014年的实测径流数据进行了基流分割估算,同时采用Mann-Kendall法和Pettitt法对基流量变化特征进行了分析。结果表明:数字滤波中的F_1法较适宜于北洛河上游地区基流分割;北洛河上游1971—2014年基流指数呈显著增大趋势,突变年为2002年;退耕还林的水土保持效益对涵养水源有很大作用。     

三峡水库调蓄后长江中游径流演变趋势分析

针对三峡水库建成运行后长江中游干流径流特征可能发生的变化,选取长江中游宜昌、沙市和螺山站的历史径流资料,构建了宜昌－沙市和宜昌－螺山之间的多输入单输出线性系统模型,模拟未建三峡水库、三峡水库建成后按初设阶段运行规则出流和按优化调度规则出流3种情景下,沙市和螺山站的径流变化情况,对宜昌、沙市和螺山站径流进行了趋势分析和跳跃检验。趋势分析表明,在3种情景下,宜昌站、沙市站以及螺山站1955~2010年径流无显著变化趋势;跳跃检验分析发现,以上三站均无跳跃点。     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。     

北洛河流域TOPMODEL模型基流分割定量评估

为探究水文模拟结果对总径流、地表径流和地下径流(基流)的影响,首先采用Mann-Kendall检验方法识别出■头水文站水文序列突变点,然后构建北洛河流域TOPMODEL水文模型,最后采用数字滤波方法分别对模拟水文过程和实测水文过程进行基流分割,并定量分析水文模型模拟结果对地表径流和地下径流的影响。结果表明:①北洛河流域径流突变年份为1994年;②率定期和验证期纳什效率系数、可决系数和相对误差绝对值分别为0.69与0.63、0.87与0.82以及18.5%与13.4%;③率定期基流指数大于验证期且大于0.75,这意味着北洛河流域基流量对河川径流的补给作用显著;④模型在非汛期径流的模拟精度优于汛期的,能够为非汛期的基流分割提供依据;⑤不同时期基流量水文过程线起伏差异较大,但其形状基本与径流过程线保持一致。     

基于多尺度熵的人类活动对长江径流影响研究

为研究人类活动对长江径流系统复杂性的影响,利用多尺度熵理论对长江干流典型水文站的日平均流量序列进行了分析。选取寸滩、宜昌和大通站1950～2005年56 a的序列资料,依据长江中上游水利工程的建设情况,将序列资料划分为1950～1977年和1978～2005年两个序列,进行径流熵值对比,并摘录出各序列汛期和非汛期的日平均流量组成新的序列进行熵值计算。结果表明,水土保持和水利工程等人类活动已经在15 d尺度上影响了长江非汛期的流量过程,在10 d的时间尺度上影响了长江中游的基流过程;长江径流系统在单独汛期和非汛期时的复杂性有所降低。     

海流兔河近50年来基流变化特征分析

基流是枯水期河流的主要补给来源,对干旱半干旱区的河流尤其重要.在沙漠半沙漠区,河流基流还对维持脆弱的生态系统中发挥重要作用.对河流基流变化分析,可为流域水资源保护以及合理的利用和开发提供依据.本文基于半干旱风沙滩地区海流兔河1957年到2007年的实测流量资料,采用递归数字滤波法对该站的流量过程进行了基流分割,研究了海流兔河年基流量和基流指数(BFI)的年内、年际变化特征;用M-K非参数检验法分析了基流量和BFI的变化趋势.结果表明,海流兔流域基流占径流比重较大,年均径流、基流都呈减少趋势,径流年内分配均匀、基流则表现为先减少后增加,BFI年际、年内变化都较均匀,没有明显的增加或减少趋势;情势变化指数法(RSI)检测出基流在1966、1986年存在突变点,径流在1968、1989、2001年发生突变.     

主观因素影响下河川基流量计算的不确定性分析——以增江中下游为例

基于增江中下游麒麟咀水文站1958年-1988年以及2006年-2014年的逐日径流资料,根据各种基流分割方法的优缺点,以及增江中下游地区水文地质条件和径流变化特征,首次采用加里宁试算法计算了该地区的基流量,并深入研究了该方法应用过程中主观因素对基流计算结果产生的影响。结果表明,参数的主观差异化选取对加里宁试算法分割确定的河川基流量影响显著。在假定合理范围内确定的退水系数β服从均匀分布时,对应的比例系数B的分布并不会与之一致,基流量是在两个参数的基础上计算的;不考虑主观因素影响时,增江中下游的多年平均基流量为7.8亿m~3,考虑主观因素影响时,置信水平95%的置信区间为6.68~8.72亿m~3,直接计算的结果位于95%的置信区间内,其对应的保证率为41%。因此,考虑基流量计算的主观不确定性不仅能够用于校验计算结果,同时可以提出该计算结果下的保证率,这将为地下水资源管理决策的制定提供重要的依据。     

大通河流域径流时空分布特征分析

在分析大通河干流各水文站径流资料代表性的基础上,分析了径流的时空分布规律,结果表明,大通河流域尕大滩站以上径流深小于下游径流深,尕大滩站以上河段径流溯源度随河长增加而增大,尕大滩站以下河段径流溯源度随河长增加而总体呈现衰减趋势;大通河径流主要分布在汛期,5-10月径流量占全年的82.4%～88.4%,11-4月仅占全年的11.6%～17.6%,径流的年际变化不大;引大入秦工程建成通水后使下游享堂站径流减少,1995-2005年天堂站以下区间累计耗水量75.86亿m3。     

长江重庆段河道实测水沙特性初步分析

分析三峡水库蓄水前后长江重庆段河道实测水沙特性,是重庆水运发展的需要。从长江重庆段河道实测水沙资料入手,以北碚和朱沱站资料为辅助,重点探讨了寸滩站实测流量变化特点。在定性分析区域的气候、水文和地质要素特性和变化特点的基础上,采用无量纲变换、离散傅里叶变换和Hurst指数的定量方法,分析了三峡水库蓄水以来,重庆段河道径流与泥沙等的变化特性。结果初步表明,重庆段河道水沙特性没有发生趋势性改变。     

长江上游保护区径流变化特征及其对气候因子响应的区域差异性研究

分析河川径流的演化规律和动因,对于变化环境下的水生态环境和水资源适应性规划管理十分重要。以长江上游保护区屏山、朱沱和赤水站的1956—1990年的近自然状态径流为研究对象,分别利用小波分析方法、非参数Mann-Kendall趋势分析方法和弹性系数方法,探究了径流变化的多时间尺度演变特性、变化趋势和径流变化对气候因子的响应状况。结果表明:3个研究站点的年径流周期性变化存在相似性,都有着10~14 a的丰枯震荡周期。各站点的径流在年和季节尺度上呈现增加的趋势,但在月尺度上,屏山和朱沱站情况相似,在8月份径流存在明显的下降趋势,赤水站径流在3,4月份有显著增加。3个站点的径流都对降雨的敏感度较高,但是各站点年径流对气候因子的响应也存在区域差异性,流经区域大多位于高山峡谷的屏山站和赤水站,其年径流对降雨的弹性系数要大于朱沱站,而位于四川盆地区域的朱沱站的年径流对蒸发的弹性系数要稍微大于屏山和赤水站。