基于熵权法的生态适宜流量研究

以宜昌水文站为例,针对不同时期河流生态系统对水文条件的需求,基于熵权、生态适宜性理论,构建了长江干流宜昌站近50年逐日适时划分水文指标模型,分析了流量、时间、频率、变化率等主要水文指数对河流生态流量的影响。结果表明,该方法可行。     

大型水库对其下游河流径流年际变化及年内分配的影响

基于鄂毕河干流科尔帕舍沃站及其支流额尔齐斯河上的鄂木斯克站逐月流量资料,采用启发式分割算法分析了新西伯利亚水电站对鄂毕河、布赫塔尔马水电站对额尔齐斯河下游流量序列的影响,找出序列的突变点,以此为分界点分别采用累积频率法和方差分析法分析了突变点前后流量序列的年际变化情况,并根据年内不均匀系数和集中度分析了突变点前后两站的年内分配变化情况。结果表明,鄂木斯克站流量序列在1960年发生突变,突变点前流量变幅较大,突变点后变幅明显减小,年内分配不均匀系数和集中度在突变点后显著减小;科尔帕舍沃站流量序列在1962年发生突变,突变点前后流量变幅无显著差异,年内分配不均匀系数和集中度在突变点后同样显著减小。可见在大型水库的运行调节下鄂毕河流域流量序列的年际和年内分配情况均受到了一定的影响。     

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用MannKendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960 ～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势 的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈 下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均 最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体 属中度变化。     

闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站1950～2018年逐日流量资料,采用Mann-Kendall法进行趋势和突变检验,确定1997年为径流突变年份。采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列1950～1996、1997～2018年的32个水文指标进行分析。结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为38.16%,为中度改变。采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案1压咸流量过程的最小值及总需水量较方案2少,压咸流量保证率高。压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题。说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致。     

洪水风险率分析的更新过程模型及其应用

本文在分析洪水风险率Poisson模型的不足后提出了洪水风险率分析的更新过程模型,并结合长江宜昌站的流量洪峰资料,探讨了这类模型的适用性。结果表明,该模型是洪水风险率分析的切实可用的模型。     

长江大通站径流量变化特征分析

综合采用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变点检验、Morlet小波分析及径流年内分配量化研究方法分析了长江大通站1946～2009年径流的变化趋势、突变、周期和年内分配特征.结果发现大通站年均、洪、枯季流量无明显变化趋势,但月均流量有明显变化趋势;年均流量无显著突变,但洪、枯季、月均流量均存在显著突变;流量序列存在10年以上的年代周期与10年以内的年际周期;径流年内分配在20世纪60、70、90年代相对集中,在21世纪初则相对均匀,年内径流主要集中于7、8月,年内变幅在20 世纪60年代较大,在21纪初较小.分析了大通站径流变化原因,以期为流域水资源的合理开发利用提供科学依据.     

BFS在洪水预报中的应用研究

采用贝叶斯预报系统(BFS)水文不确定性处理器(HUP)对水文预报不确定性进行分析,实现概率洪水预报。以新安江流域水文模型为洪水预报模型提供流量初始预报系列,通过亚高斯模型对流量初始预报系列及实测系列分别进行正态分位数变换,由贝叶斯公式得到预报变量的后验概率分布并进行洪水过程的概率预报,采用分布点估值定值预报,并可通过构造置信区间对点估值预报的不确定性进行评估。以南一水库流域为例,将BFS后验概率分布均值与新安江模型预报进行对比,结果表明BFS可提高预报精度。     

宜昌站百年径流极值演化特性分析

以宜昌站1882~2002年日流量资料为例,分析了非汛期和汛期的径流极值与极端事件的演变趋势与演变规律.结果表明,非汛期与汛期的径流极值演变呈减小趋势,突变点后的平均径流极值较突变点前减小,径流极端事件的发生主要集中于2~3月、7~8月两个时段,且强度于1970年后趋于增大.可为长江流域的防洪与兴利部门的预报与调度工作提供参考.     

金沙江下游及三峡梯级空间径流均匀度变化

针对金沙江下游及三峡梯级流域开发可能对空间径流均匀度产生的影响,基于屏山、寸滩和宜昌水文站1954~2007年径流资料,利用Lorenz曲线和Gini系数计算了径流时空分布均匀度变化。结果表明,屏山、寸滩、宜昌3站年径流Gini系数整体呈下降趋势,流量时间分布趋于均匀,流域洪枯变化和干支流建坝蓄水调节均对径流均匀度产生较大的干扰。表明上游水库对下游径流量的影响程度取决于上游水库的调节性能及来流量,对于调节性能不高的水库,流域天然径流的丰枯变化大于水库的调蓄影响。     

小波变换在非平稳水文时间序列分析中的初步应用

阐述了小波变换的原理和小波系数同信号奇异性之间的关系,以此为基础,检验非平稳水文时间序列的变异性态,识别突变与缓变发生的位置、类别,从而为恢复水文序列的一致性提供良好的前提条件。     

水文序列变异点检验方法的性能比较分析

通过设计的水文变异序列生成器生成满足P-型分布及统计参数,用统计实验的方法比较分析了10种常用水文序列变异点检验方法对3类变异序列的性能检验。结果表明,秩和检验、Brown-Forsythe、有序聚类、滑动T检验、Bayesian、里海哈林检验方法对均值变异类序列检验效果明显,滑动F检验法对变差系数CV变异序列检验效率优于其他方法,各方法对偏态系数CS变异序列检验效率较低。     

基于贝叶斯分析的概率洪水预报模型研究

根据贝叶斯分析,用先验分布考虑水文要素的自然不确定性,用似然函数描述水文模型和参数的不确定性,通过亚高斯模型对实际流量与模拟流量进行正态分位数转化,并对转化后的时间序列进行线性-正态假设,得到实际流量的后验密度函数的解析解。利用白云山水库的资料进行检验,结果表明贝叶斯概率洪水预报可显著提高预报精度,实现了预报与决策的有机结合。     

水文变异综合诊断方法及其应用研究

提出了一种水文时间变异综合诊断方法。首先采用Hurst系数等方法对序列进行初步检验，判断序列是否存在变异；然后用多种检验方法对序列进行详细诊断，得到多种检验结果；最后对检验结果评分，计算综合权重，找出权重最大的点，并结合实际水文调查分析对该点进行确认，从而得到最可能变异点。该方法已应用于潮白河45a径流量变异分析中，解决了单一检验方法检验结果不合理、多种检验方法检验结果不一致的问题。     

基于多模型的黄河源区径流极值情景预测

基于HadCM3提供的未来情景,采用HBV模型、新安江模型、TOP模型和径流极值的评估方法,分析和预测了气候变化下黄河源区径流量的变化情况。结果表明,三个模型均能较好地模拟黄河源区唐乃亥站的历史径流系列;在A2和B2情景下,黄河源区未来多年平均径流量呈减少趋势,径流年内分配的变化表现为夏、秋季节的径流量显著减少,而冬、春季节的径流变化趋势随水文模型的变化而变化;未来高流量事件的发生频率呈减少趋势,洪水强度可能会进一步缓和,而冬季低流量事件频繁发生的可能性增加。     

漳河年径流量的变化趋势研究

采用Mann-Kendall法对浊漳河侯壁站、清漳河匡门口站1956~2007年的年径流系列进行趋势和突变检验,揭示了两站年径流量呈明显衰减的趋势,并分析了导致径流量衰减的原因,考虑气候变化和人类活动对径流情势的影响,预测了丰、平、枯水年的径流量,为漳河水资源的公平合理分配提供依据。     

二滩水电站运行后对雅砻江下游河流水文情势的影响分析

为评估二滩水电站运行后对下游雅砻江水文情势的影响程度,针对雅砻江下游小得石水文站1958～2012年期间逐日流量变化情况,采用变化范围法（RVA）求得水文变动指标（IHA）中33个水文参数的改变及水文改变程度。结果表明,二滩水电站运行后,其下游雅砻江月平均流量变化的改变不大,年最小流量的改变有所增加,年最大流量变化不大;年最大流量、年最小流量的出现时间均由建库前的30日左右增加到90日左右,偏差较大;年高低流量的频率升幅较大,但持续时间略微减少;涨水率有所上升;落水率有所下降。最终根据水文综合改变度评价雅砻江河流水文情势总体改变度为68.31%,这表明二滩水电站的运行对下游小得石水文站的水文情势的影响为高度改变。     

基于Holt-Winters方法的年径流序列周期识别

针对小波分析法在年径流序列周期识别方面存在的不足,以长江支流乌江水系武隆站为例,利用Holt-Winters模型固有结构模拟水文时间序列,根据拟合精度来判断年径流序列周期出现的可能性,以达到周期识别的目的,并与小波分析法识别的序列周期进行比较。结果表明,Holt-Winters模型很好地捕捉到了小波分析法中的所有周期成分,且模型结果很好地验证了所提假设,可确定原序列存在5.6年的主要周期项。     

水文综合改变度动态评估模型构建与应用

根据龙羊峡水库下游贵德水文站1954～2017年流量数据,利用粗糙集理论、集对分析理论及变化范围法确定水文综合改变度,通过集对-马氏链评估方法建立了一种关于水文综合改变度的动态评估模型,探讨龙羊峡水库水文综合改变度变化及趋势。结果表明,该模型在时段预测及稳态预测有较好的表现;2013～2017年时段的模型预测结果与实际计算结果相同,同为中度改变;现阶段水文综合改变度处于高度改变状态,但具有逐渐向好的态势,经多个周期变化达到稳定态势后呈现为低度改变。     

金沙江上游流域水文循环要素变化特征分析

基于金沙江上游攀枝花和直门达两个水文站及49个气象站1956～2009年的水文气象资料,分析了气温、降水和径流的时空变化特征,并采用Mann-Kendall检验法对各要素的时间变化趋势进行了显著性检验。结果表明,金沙江上游年平均气温和月平均气温均显著升高;年降水量显著增加,但年径流量增加趋势并不显著;月径流量除在春末夏初显著增加外,其他各月均无明显变化。