人类活动对鸭绿江下游水沙变化的影响

基于鸭绿江荒沟站1958~2008年的实测径流量和输沙量数据,采用Mann-Kendall法对水沙变化的趋势进行检验,利用双累积曲线法对水沙变化进行阶段性划分,在此基础上研究人类活动对水沙变化的影响。研究结果表明:鸭绿江下游荒沟站的实测年径流量和输沙量变化均呈显著的下降趋势,且年径流量下降的趋势强于年输沙量下降的趋势;以1963年和1994年为转折点,将径流-输沙曲线分为3个时段:1958~1963年、1964~1994年、1995~2008年;自然因素是影响径流量减少的主因,人类活动影响较弱,平均为10%左右,但各时段影响不同;人类活动对年输沙量的阶段性影响增减不一,但总体是减沙为主,平均年减沙量约为0.81×106t。     

三峡工程蓄水前后进出库水沙特性及径流量时间序列变化周期分析

选取长江上游干、支流主要水文站为代表站,根据水文泥沙观测资料,对三峡水库进出库水沙特性进行了较为系统的分析,对比分析各站三峡工程蓄水前后年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性.另外,运用小波分析的多分辨率功能,对朱沱、寸滩和宜昌站1950～2008年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析.分析结果表明:...     

黄河中游支流无定河流域水沙情势与变异特性

近年来,黄河中游支流无定河流域水沙情势发生了显著变化,径流量与输沙量都出现了急剧减少的现象,其年径流量与输沙量序列变异类型(尤其是趋势变异、均值跳跃变异及方差变异)的信息重叠问题尚没有有效的解决方案,导致很难给出较为准确的变异归因解释。为此,以无定河流域10个水文站的实测年径流量和输沙量序列为研究对象,采用经验模态分解、STARS法和迭代累积平方和(ICSS)法对年输沙量序列进行趋势变异、均值跳跃变异和方差变异检验,识别无定河流域年输沙量序列变异的类型构成。同时,采用双累积曲线探讨无定河流域的水沙关系变化,并结合流域实际,分析变异类型产生的原因。结果表明:无定河流域年输沙量序列的变异类型均为复合类型,且复杂多变,其中趋势变异主要为先减后增型,均值跳跃变异为向上向下型和下沉型,方差变异主要为振幅缩减型; 归因分析结果显示,无定河流域的淤地坝建设驱动年输沙量序列的下沉型均值跳跃变异,与其他水土保持措施一起驱动序列的趋势变异和方差变异; 年降水量及沙尘暴频率因变化较小,仅在趋势变异上有微弱影响; 淤地坝施工期间强降水引发的水土流失和淤地坝拦沙后清水下泄引发的河道冲刷驱动年输沙量序列均值向上的跳跃性变化,而淤地坝群淤积库容随时间的衰减则应该是驱动年输沙量序列趋势变异的关键因子。     

黄河上中游近期水沙变化分析

根据黄河上、中游干流及重点支流水文泥沙定位观测资料统计,对1997—2006年水沙变化特点进行了分析.结果表明,与1970—1996年相比,黄河流域上、中游各区间降水量普遍减少,减幅在3%-11%;上游降水径流关系没有明显变化,而中游地区降水径流关系变化明显;干支流实测水沙量减少,减幅由上游至下游逐渐增大,径流量减少幅度从上游的20%至下游达到40%左右;对于输沙量,除河源区变化不明显外,干流各站沙量减幅在27%以上,头道拐至潼关各站减幅为57%-87%;干支流洪水发生场次普遍减少,且洪量减幅小于同期沙量减幅,前者为8%-46%,后者则为57%-64%;随输沙量减少,泥沙组成也发生变化,不同区域存在着泥沙中值粒径增大、变细和变化不大3种类型.     

应用高维Copula函数的月径流量联合概率分布研究

以长江支流罗田站月径流量资料为例,研究高维阿基米德Copula函数在月径流量联合概率分布中的应用。利用极大似然法估计每个月单变量分布的参数,以AIC准则选择最优单变量分布。采用4种常用阿基米德Copula函数构造以每个月为自变量的12维月径流量联合概率分布,有效保护了每个月的信息量。同样利用极大似然法估计其12维Copula函数的参数,以AIC准则选择最优Copula,运用Bootstrap法进行拟合优度检验。采用拟合效果最好的Clay-ton Copula得到年径流量的联合概率分布,并计算了该径流的联合概率、条件概率和重现期。再利用此数据建立一个ARIMA(2,1,4)×(1,1,1)12模型,根据Clayton Copula函数计算预测值的12维年径流量联合概率,同时对此模型的预测值进行了有效地判断与评价。     

淮河干流泥沙输移特性浅析

根据淮河干流王家坝水文站以下主要控制站河流泥沙的实测资料,分析输沙量的年内分配和年际变化、径流量和输沙量的关系,为研究淮河干流的水土流失和泥沙输移规律、合理开发利用其水土资源提供科学依据。     

分布式陆面-水文模型在淮河流域的应用

分布式水文模型是模拟地表径流、研究流域水循环的有效手段,以淮河流域为研究对象,利用数字高程DEM(digital elevation model)、全球植被覆盖数据、土壤结构资料等构建气象数据驱动下的分布式陆面-水文模型,根据1980-1982年淮河流域水文站实测数据进行模型参数率定,采用相对误差、确定性系数和Nash效率系数作为衡量指标来验证模型的模拟精度,并对比淮河流域主要水文站实测逐日径流量与模拟值,分析该模型对洪水流量的模拟效果.研究结果表明,该分布式陆面-水文模型具有较高的模拟精度,能较好地模拟流域水文过程,可用于变化环境下的水循环过程模拟和流域水文响应研究.     

漓江上游水沙对降水、土地利用变化的响应

为了探究漓江流域上游水沙对气候和土地利用变化的响应特征,基于气温、降水量、径流量、输沙量,结合土地利用数据和归一化植被指数(NDVI)数据,应用Mann-Kendall检验法、双累积曲线法分析漓江上游水文气象要素变化趋势,利用累积量斜率变化率比较法定量揭示气候因子对上游径流变化的贡献率,结合植被覆盖变化特征探讨土地利用类型变化对河流水沙的影响。结果表明：1965—2019年漓江流域上游气温呈显著增加趋势,降水量、径流量、输沙量未呈现显著增加或减少趋势,同时期NDVI呈上升趋势,但土地利用结构未发生明显变化,仍以林地、耕地为主。漓江上游气温未出现突变点,降水量与径流量于1991年发生突变,1992—2019年漓江上游NDVI平均值显著高于突变前的1981—1991年,耕地面积平均值与林地面积平均值显著低于突变前的1981—1991年;输沙量于2003年发生突变,2004—2019年漓江上游NDVI平均值与建设用地面积平均值显著高于1981—2003年。降水对径流改变的贡献率为56.30%,降水量-径流量关系并未在突变点前后发生改变。降水量对输沙量改变的贡献率为-12.67%,降水量-输沙...     

黄河中游水沙变化特征分析

黄河具有水少、沙多、水沙关系不协调的特点,其治理的主要难题在于处理径流量和输沙量的关系.近60年来,黄河中游水沙关系加剧恶化.因此,揭示黄河中游水沙变化特征及其影响因素是水沙研究的首要任务.采用滑动平均法、Manner-Kendall检验法对比分析黄河中游4个主要水文站(龙门、花园口、华县、白家川)在1950—2010年的水沙变化趋势.结果表明:黄河中游水沙量呈显著减少趋势,尤其是20世纪70年代以后;气候变化、降雨、水利工程、水土保持措施等是水沙变化的主要驱动因素,人类活动正成为影响水沙变化的最根本因素.     

基于相关分析的淮河流域暴雨灾害风险评估

以淮河流域暴雨灾害为研究对象,从致灾因子的危险性和承灾体的易损性两方面出发,选择降水量、径流量、河网、高程、坡度、人口、经济等评价指标,通过相关分析法计算各指标权重,加权求和法得到淮河流域暴雨灾害的危险图、易损图及综合风险图,利用洪涝淹没面积数据验证暴雨灾害综合风险评估结果.结果表明:1)淮河流域暴雨灾害危险性较高的地区主要分布在河南南部、安徽北部以及江苏东部;2)淮河流域易损性较高的地区主要分布在河南中北部、安徽中部、山东南部及江苏东北部;3)淮河流域暴雨灾害高风险区集中在河南南部、安徽北部,以及江苏东部;4)洪涝淹没区隶属中高风险等级的面积占总面积的75.24%,与实际情况吻合,风险评估精度较高.     

基于灰信息的黄河凌期径流量预测研究

针对凌期径流量变化幅值较大和不具明显周期性的特点,建立基于灰信息的预测模型,对黄河巴彦高勒站凌期径流量进行预测.通过定义区间灰数的标准映射将白化权函数映射为[0,1]上的函数,并用函数重心估计出预测值的最大可能点.此模型可将径流量预测值限制在一个区间带上,此区间带由上界、下界和最大可能点构成,且预测结果精度较高.     

黄河下游河道断面宽深比对输沙能力的影响

根据1950~2000年黄河下游河道各站汛期实测径流量、输沙量资料,分析了花园口~高村、艾山~利津河段处于冲淤平衡状态时径流量与输沙量之间的关系,得到了冲淤平衡时,在径流量一定的情况下,河槽断面宽深比越小,输送的泥沙量越大的结论;通过概化河工模型试验,分析了在不同的主槽宽度、深度、流量和进口含沙量情况下,临界含沙量与主槽断面宽深比的关系,表明临界含沙量随流量的增大而增大,随断面宽深比的减小而增大,临界含沙量随断面宽深比减小而增大的速率随断面宽深比的减小而增大;分析了断面宽深比对黄河下游河道泥沙输移公式的影响;最后,与小浪底调水调沙实测成果进行了比较,结果表明其与笔者研究结论基本一致.     

珠江南河道平面二维非恒定流水沙数值模拟

基于贴体正交曲线坐标系下沿水深积分的平面二维非恒定水沙数学模型对珠江南河道水沙运动和泥沙冲淤进行了数值模拟,在确定悬沙絮凝沉速时考虑了泥沙粒径、盐度、含沙量及水流紊动的影响,针对河口泥沙双向交换的特点,对泥沙冲淤函数φ作了改进,对挟沙力级配公式进行了调整,改进了现有模型,并利用河段实测水文资料及原型观测数据对模型进行验证,结果表明,模型计算的沿程水位、流速分布和泥沙输移以及河床冲淤演变与资料符合较好。     

浐河水沙变化特性及橡胶坝库区水面线研究

在自然因素和人为因素的综合作用下,浐河流域的来水、来沙特性发生了一定的变化。通过分析浐河流域1960—2012年共53 a的水沙资料,掌握了浐河流域的水沙特征及水沙关系。结果表明:浐河流域多年径流量和输沙量年际分配极不均匀,水沙系列总体下降趋势明显。流域径流量与输沙量呈正相关关系,径流输沙主要集中在每年7月。人类活动通过改变流域下垫面情况,作用于水沙关系,使得水沙双累积曲线在1979年和2003年发生了改变。此外,选择橡胶坝的两种典型工况,得出立坝时的水面线较塌坝时的水面线平稳,塌坝时的水流发生了水跃现象。     

三峡工程水库入库站(寸滩)悬移质沙量的分析

本文根据寸滩站多年(1939——1981年)实测悬移质输沙率的资料分析,揭示了该站输沙率和输沙量的随机变化特征和50年代以来各年代的水沙关系.评论目前所采用的三峡工程水库泥沙冲淤计算或试验的水沙系列,并提出新的水沙系列.     

洪涝灾害损失划分的原则与方法初探

以淮河流域中游焦岗湖洼地为研究对象,提出了一种新的洪涝灾害划分原则与涝渍灾害损失的定量划分方法,该方法以农田排水径流模拟模型和作物水分胁迫生产函数模型为基础,实例研究表明了该划分原则与划分方法的合理性与有效性.     

基于分布式水文模型的流域输沙过程模拟

根据黄土丘陵沟壑区藉河流域1962—2008年的逐日水文、气象资料,建立了空间数据库和属性数据库,采用分布式水文模型SWAT对该区过去近50年的输沙变化进行了模拟和验证.结果表明,年均输沙量在校准期与验证期内的模拟值和实测值保持比较一致的趋势性变化,但验证期的模拟效果不如校准期的;月均输沙量在校准期模拟值和实测值的相对误差Re、决定系数R2、效率系数Ens分别为7.5%,0.862,0.764,验证期内则分别为8.9%,0.535,0.474,模型验证效果不太好,类似于年均输沙量模拟,且月均输沙量的模拟效果不如年均输沙量的.     

图像邻域像素分布分析

从数字图像的成像原理出发,对邻域像素的分布进行了分析,进而对邻域像素跳变分布提出了2种新的函数模型。实验采用非线性最小二乘法对从实验图像中得到的分布结果进行函数拟合,并用差值能量函数(DPF)对新提出的函数模型与文献[8,12]的分布函数进行对比分析。结果表明:新提出的函数模型拥有更高的拟合度,更符合邻域像素值的分布情况。     

赣江上游典型流域输沙过程及对降水与径流变化的响应——以贡水流域为例

论文以贡水流域为研究对象,结合流域内2010—2013年的16个气象站日降水资料和7个水文站逐日径流及输沙数据,运用统计分析法、Mann-Kendall检验等方法分析了贡水流域的输沙时空变化以及对降水变化的响应.主要结论有:(1)贡水流域年内降水分布不均,在空间上为区域性降水;(2)贡水流域径流以峡山站贡献最大(占贡水流域的59%),流域径流年内变化显著;(3)贡水流域内泥沙以贡水主河道贡献最多,占贡水流域总输沙量的74%,年内泥沙分布不均;(4)月输沙量与月降水量间关系式为Q=351+2.1P+0.008P~2+3.87*10~(-7)P~3;(5)月均输沙率与月均径流量关系式为Q=-2.771+0.007R+0.0003R~2-7.35*10~(-8)R~3;(6)降水是影响输沙的主要因素,而径流是影响输沙的直接因素.     

分布函数调频加网及其优化算法模型研究

以[a,b]上的连续均匀分布函数为基本生长模型,建立了一种能够改善调频网点结构的优化算法模型.首先分析了分布函数模型及其特性,提出了分布函数生成一般调频网点的方法.通过对不同灰度级进行4组随机数产生实验,分析讨论了均匀分布函数随机数的特性,并利用随机数生成调频网点,定性和定量研究了网点的结构与性质.通过推导网点总周长公式,得出控制网点扩大的具体方法,在此基础上提出了基于分布函数模型的网点优化算法模型思路,改进了网点生成的算法模型,并通过数值变量方法讨论了网点离散和聚集的定量关系,得出了关系曲线图.