红水河径流变化规律分析
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红水河径流的随机模拟研究综述
方乐润
【期刊名称】《河海科技进展》
【年(卷),期】1991(011)004
【摘要】径流的随机模拟是未来径流系列人工生成的主要途径,在现代水资源工程的系统模拟和分析中起着日益重要的作用。
本文综述了红水河径流随机模拟研究的主要内容和研究成果,着重阐述径流随机模拟方法及模型研究和径流随机模拟的理论探讨。
在全面对比分析国内外现行径流随机模型的基础上,根据红水河实测径流资料的统计分析,研究中将多站多阶线性自回归模型与典型分解模型相结合,提出了红水河梯级水电站的径流随机模型.该模型具有结构简单、概念清晰,求解可行,计算方便,资料要求不高的特点,并经统计参数和水利参数的双重检验.证明模型是有效的和可靠的,可为红水河梯级水电站的规划,设计和运行提供具有实用精度的长系列人工年,月径流系列资料.
【总页数】6页(P34-39)
【作者】方乐润
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TV121
【相关文献】
1.最大熵分布扰动最近邻抽样随机模型在年径流随机模拟中的应用 [J], 赵丽娜;宋松柏;肖可以;王剑峰
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流域介绍本次实习的电站位于黄泥河上属南盘江支流。
南盘江为珠江水系,珠江正源,发源于云南省曲靖市沾益县马雄山东麓,流经云南曲靖、陆良、宜良、华宁、弥勒、开远、泸西、罗平,贵州省兴义市、安龙、册亨,广西隆林等县,纳清水河而进入安龙县。
南盘江出云南省后为贵州、广西的界河。
南盘江在贵州省望谟县蔗香乡附近与来自贵州省黔西南州的北盘江汇合后称红水河,最终汇为珠江,经珠江三角州,于广州附近的磨刀门注入南海。
从发源地至入海口全长2214 千米,南盘江河段长914 千米,其中在云南境内长677 千米,流域面积4.33 万平方千米,天然落差为1414 米,常年平均水量为164.2 亿立方米,折合多年平均流量为521 立方米/ 秒。
南盘江与红水河是全国十大水利发电基地之一。
南盘江流域还拥有抚仙湖、阳宗海、异龙湖、星云湖、杞麓湖、大屯海、万峰湖等众多高原湖泊。
其中万峰湖是国家重点水电工程——天生桥高坝电站建成蓄水后形成的人工湖,跻身全国五大淡水湖,是南盘江的重要组成部分,是珠江三角洲水质调济的重要源泉;万峰湖烟波浩淼,湖光潋滟,湖内上千座山峰构成上千个全岛或半岛,景色十分迷人。
由于地貌形态不一,南盘江流域地势或陡峻,或迂回,或高山峡谷,或坦荡旷野,因而,有的地段急流险滩,波翻浪涌,有的则平静舒缓,水色如蓝,群山一片新绿,凝碧之中唯有木棉火红;夏秋之时,山水暴涨,南盘江流奔腾,惊涛拍岸,声如雷鸣。
南盘江属高原季风气候,雨量充沛,年平均降雨量在1100 毫米左右,流域面积广阔,水资源、矿产资源、植物资源十分丰富。
在南盘江上段流域,降雨是径流的唯一补给源,降雨的分布、降雨的变化直接影响径流的分布及变化。
年内降雨集中,年际变化大是本流域的降雨特点。
流域多年平均降雨量921.1mm,5~~10月汛期降雨量798.2mm,占全年降雨的86.7%,降雨主要集中在汛期。
流域最大年降雨量1310.0mm,最小年587.2mm,相差722.8mm,可见年际间降雨量的差别很大。
红水河与清水河干、支流洪水遭遇分析潘桂芬【摘要】以红水河与清水河汇合口迁江镇河段为例,通过分析干流红水河与支流清水河洪水的组合情况,推算受干流红水河顶托影响的支流清水河河口段设计洪水位。
河段设计洪水水面线是堤防设计的主要依据,对于有干支流洪水相互顶托的河段,需分析其洪水组合和遭遇规律,进行不同组合情况的水面线推算,以外包线作为设计的依据。
%Qingshui River is one of the tributaries of Hongshui River and they merged at Qianjiang Town. Taking the river section at Qianjiang Town as example, flood synthesis was analyzed, the design flood level at estuary sec⁃tion of Qingshui River was calculated taking into account the backwater effect from Hongshui River. The water sur⁃face profile of design flood is the major basis of dike design. For the river section influenced by backwater of trunk stream and tributary, flood synthesis and encounter rule shall be analyzed, water surface profiles corresponding to various synthesis conditions shall be calculated, with the envelope curve as design basis.【期刊名称】《广西水利水电》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P21-25)【关键词】干流;支流;洪水组合;设计洪水;相应洪水;红水河;清水河【作者】潘桂芬【作者单位】广西水利电力勘测设计研究院,南宁 530023【正文语种】中文【中图分类】P333在水利水电工程水利计算中,常常遇到干、支流洪水组合和遭遇问题。
红水河梯级开发条件下洪水资源化利用研究的开题报告一、研究背景随着国家经济的不断发展和人民生活水平的提高,对于水资源的需求与日俱增。
然而,由于自然因素以及人为因素的影响,水资源的供给与需求之间的矛盾日益加剧。
水资源不仅仅是主要的生产和生活资源,也是一种重要的能源资源。
在这个大背景下,洪水资源被人们越来越重视。
红水河流域是河南省东南部的一条主要河流,流经许昌市、周口市、驻马店市和南阳市四个地级行政单位,具有重要的经济、农业、生态和文化价值。
红水河流域洪水灾害频发,但是其洪水资源却未得到充分利用。
研究红水河梯级开发条件下的洪水资源化利用,将对满足该流域的经济发展需求,提高水资源利用效率,保护生态环境等方面都具有重要的意义和价值。
二、研究目的本研究旨在探究红水河梯级开发条件下洪水资源化利用的可行性和途径,为该流域可持续发展提供科学的理论和实践依据。
具体的目标包括:1.分析红水河流域洪水资源的基本特征和现有利用情况,评估洪水资源的潜力和价值。
2.研究红水河梯级开发的条件和存在的问题,探究洪水资源化利用在水电、农业、城市建设等领域的应用前景。
3.根据分析结果,提出适合红水河流域梯级开发条件下洪水资源化利用的途径和技术路径,为该流域的可持续发展提供科学的决策参考。
三、研究内容和方法1. 洪水资源特征和现有利用情况分析通过对红水河流域的水文气象资料进行分析,对其洪水资源的特征进行描述和评估。
同时,对流域内已有的洪水利用项目进行调研和评估,总结其存在的问题和不足。
2. 红水河梯级开发条件和问题分析在对红水河流域洪水资源的评估基础上,结合红水河梯级开发项目的建设情况,分析洪水资源利用在该项目中存在的问题和不足。
3. 洪水资源化利用的途径和技术路径研究在前两个环节的基础上,研究洪水资源化利用的途径和技术路径,包括水电、灌溉、生态修复等方面,以及洪水资源的综合利用模式和技术。
4. 研究方案实施与效果评估提出适合红水河流域梯级开发条件下洪水资源化利用的方案,并进行落实和实施。
红水河流域2009年后汛期8~10月降水偏少环流特征分析廖彩荣;黄力坚;韦健
【期刊名称】《云南地理环境研究》
【年(卷),期】2011()S1
【摘要】选用国家气象局气候中心系统诊断预测室每月提供的500百帕环流指数、环流特征量资料等资料,对2009年红水河流域8~10月份降水偏少成因的主要环
流特征进行分析,得出2009年8~10月500百帕亚洲地区中高纬以纬向环流为主;极涡中心偏向东、西半球,强度比常年偏强,位置偏北,不利于冷空气南下到低纬地区。
南海夏季风爆发及结束时间比多年平均偏晚,强度较常年偏弱;副高位置偏西、偏北,强度偏强;热带气旋活动路径偏西、偏北。
在这种大型环流形势的配置下,使得低纬
大部地区产生较大降水的条件受阻,是造成红水河流域后汛期降水偏少的主要原因。
【总页数】4页(P43-45)
【关键词】后汛期降水偏少;环流特征分析;红水河流域
【作者】廖彩荣;黄力坚;韦健
【作者单位】河池市气象局科技服务中心
【正文语种】中文
【中图分类】P942
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1.前汛期惠州市强降水气候突变及其环流特征分析 [J], 吴蔚;乔云亭;温之平;陈运光;李明华;杨柳
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海口市高考地理二轮专题18 水坝(1)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共13题;共42分)1. (2分) (2015高二上·淮北期中) 红水河,为西江上游的别称,流域内山岭连绵,地形崎岖,水力资源十分丰富,它的梯级开发已被我国列为国家重点开发项目。
读下图,除水电外红水河流域综合开发利用的方向有()A . 钢铁工业B . 有色金属冶炼C . 棉花种植、加工业D . 甜菜种植2. (6分) (2019高二上·县期末) 2017年8月3日,全球在建规模最大的水电工程——金沙江白鹤滩水电站全面开工建设。
该水电站是金沙江下游干流河段四个梯级电站中的第二个电站。
读图,完成下面小题。
(1)金沙江河段梯级开发能够实现,主要依赖的自然条件是()A . 流量大B . 落差小C . 峡谷多D . 流速快(2)依据充足的水电资源,该区域最适宜发展的工业部门是()A . 电子装配工业B . 有色冶金工业C . 家具制造工业D . 服装加丁工业3. (2分)下列关于田纳西河及其流域开发的说法正确的是()A . 发源于阿巴拉契亚山脉东坡B . 山地的生态环境直接影响环境水量和水质C . 河流是生态环境保护的重点D . 河谷平原是该流域中开发利用的主要部分4. (2分) (2019高三上·南宁月考) 云中湖位于湖北省九宫山风景区核心地带,是九宫山镇所在地,也是九宫山旅游的食宿基地,1958年筑坝蓄水形成人工水库。
1984年大坝进一步扩建增高,库容125万立方米,海拔1220米,最大水深35米。
据此完成下面小题。
(1)图中湖水主要外泄河道是()A . 甲B . 乙C . 丙D . 丁(2)建坝主要是为了()A . 水力发电B . 发展航运C . 农业灌溉D . 提供水源(3)大坝建成后会导致()A . 地下水位上升,土壤盐碱化B . 蒸发量增大,降水明显增多C . 湖水流速变慢,水体富营养化D . 湖水含沙量变大,湖底淤积严重5. (2分)读“田纳西河流域的综合开发与治理示意图”。
2020年11月第42卷第6期地下水Ground waterNov. ,2020Vol.42 NO.6D O I:10. 19807/ki.D X S.2020 -06 -058石羊河水系红水河径流变化趋势分析曹明军(甘肃省武威水文水资源勘测局,甘肃武威733000)[摘要]石羊河水资源系统随着人类活动的加剧而发生变化,自然形成的水文循环平衡系统被打破。
红水 河迄今未出现过断流,很好记录了石羊河流域水资源变化轨迹。
通过分析研究红水河径流变化趋势,反映石羊河流域水资源循环系统在人类活动影响下的变化趋势。
本文对红水河的年径流、洪水来水、地下水补给量和补给带的变化规律进行了分析,并探讨了红水河径流与出山口径流之间的响应关系,及其在人类活动干扰下的变化趋势。
[关键词]红水河;石羊河;水资源;变化趋势;响应关系[中图分类号]P333.丨[文献标识码]B[文章编号]1004 - 1184(2020)06 -0176 -02红水河发源于古浪、天祝县交界、河西走廊最东端的毛毛山、乌梢岭北坡,发生于此处的暴雨洪水沿山坡而下,在进 人走廊平原后沿逐渐走低的地势向西北方向流动,最终汇人 石羊大河,石羊河水资源系统自上世纪6 0年代开始随着人类活动的不断加剧而不断发生变化,自然形成的水文循环平 衡系统被逐渐打破,红水河的水量从上世纪60年代末开始亦大幅度衰减,但迄今尚未出现过断流现象,它的存在良好的记录了石羊河流域水资源变化的轨迹。
由于红水河径流来自地表和地下两部分,因此其与山区地表水、平原区地下水、上游武威盆地人类用耗水以及排人民勤盆地的水都有密切的关系,鉴此考察分析红水河径流的时空变化就能从一个侧面揭示石羊河流域水资源循环系统变化的趋势。
红水河进人平原区后沿途再没有支流加人,河流在武威 长城乡经过古长城,穿行于沙漠戈壁之中,至民勤县蔡旗乡汇入石羊河,河长全程约60 k m,但在石羊河流域生态环境面 临严重危机的今天,红水河的存在对有效保护武威绿洲起着重要作用。
红水河)))中国水能资源的/富矿t 黄冠山(广西大化高中530800)红水河是珠江流域西江水系的上游干流河段,发源于云南省东部沾益县境内的马雄山,其上游称南盘江。
南盘江东出云南沿黔桂边境流至贵州省望漠县蔗香村与北盘江汇合后称红水河。
之后继续沿着黔桂边境东流,至广西天峨县北部后转往东南方向,穿越广西的西北部和中部,至象州县石龙镇与柳江汇合后才改称黔江,往下依次接纳了郁江、桂江后,又分别改称浔江、西江,西江进入广东最后经珠江三角洲入海。
红水河流域面积1311万平方千米,约占西江流域总面积的37%。
流域内雨量充沛,年降雨量普遍在1200毫米~1500毫米以上。
充沛的降雨给红水河带来了丰富的径流量,据红水河下游的武宣水文站资料记载,红水河多年平均径流量为4210立方米/秒,年均水量达1300多亿立方米。
与黄河下游的利津站相比,其集雨面积仅有黄河的1/4,而年均水量却为黄河的2186倍,实测最大流量是黄河的414倍。
红水河流域地势西北高东南低,呈阶梯状,海拔高度从上游云贵高原的1000米以上逐步下降到下游沿江平原的200米以下,沿途多峡谷险滩,落差巨大而且集中,如天生桥至纳贡一段河长仅1415千米,集中落差181米,平均每千米落差达1215米;天峨附近河段甚至出现每千米落差高达50米的水平。
充沛的流量与巨大、集中的落差,使红水河)))这条桂西北的母亲河蕴藏着极为丰富的水能资源。
其中,自上游南盘江的天生桥到下游黔江的大藤峡,为红水河的规划开发河段,总长1050千米,总落差75615米,水能蕴藏量占广西水能资源蕴藏总量的60%以上,可开发利用的水能达1200多万千瓦,年发电量在600亿千瓦时以上。
尤其难得的是,红水河丰富的水能资源具有非常优越的开发条件。
首先是地形与地质条件好。
红水河上游河段两岸均为高山峡谷,出露岩层多为三叠纪砂页岩,如天生桥、龙滩坝址等地段,均为理想的高坝大库建设基地;中下游地区低山与丘陵相间分布,虽然广泛出露石灰岩,岩溶发育,但绝大多数河段仍然具有良好的隔水层或相对隔水条件,如岩滩坝址段有岩浆岩分布等,经勘测规划,均可以满足电站大坝的建设及水库蓄水的正常需要。
红水河流域红水河流域水电开发是如何规划的?采取了什么样的开发模式?龙滩水电工程又好又快建设的奥秘是什么?在红水河流域采访期间,记者专访了大唐集团龙滩水电开发公司副总经理龙先进,试图从这位“老水电”身上寻找答案······中国水电开发调查红水河流域之人物篇情系母亲河——访龙滩水电开发公司副总经理龙先进本网记者魏家经刘辉红水河流域水电开发是如何规划的?采取了什么样的开发模式?龙滩水电工程又好又快建设的奥秘是什么?在红水河流域采访期间,当记者寻求关于红水河流域水电开发各方面问题的答案时,中国大唐集团的有关人士总会提及一个名字——龙滩水电开发公司副总经理龙先进,“问他吧,他是老水电!”于是,8月2日,在龙滩电站那花园般的办公区里,记者专访了龙先进。
红水河开发是造福于民的举动记者:红水河流域被誉为水电的富矿,据了解,从上世纪五十年代开始,中国水电人就开始对其进行勘测。
请你介绍一下红水河流域水电开发的整体情况。
龙先进:红水河是一条古老神秘的河,也是充满勃勃生机的河,被广西人民誉为母亲河。
红水河蕴藏着丰富的水能,让它发光发热,是我国几代水电人的梦想,也付出了几代水电人的心血。
经过艰苦的勘测和论证,1981年11月,国务院批准了红水河综合利用规划,同意包括上游南盘江和下游黔江大藤峡全长1050千米,总落差756.6米的河段上,规划建设天生桥一级、天生桥二级、平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩、桥巩和大藤峡在内的十座梯级水电站,其中装机100万千瓦以上的有5座,并确认龙滩水电工程是红水河梯级开发中的关键性骨干工程。
1983年,大化水电站首先开始发电;目前正在建设的有龙滩和桥巩两座电站;除大藤峡电站外,其他7座电站已先后建成投产。
大藤峡电站由于涉及到的移民较多,建设方案还在优化。
2001年7月1日,龙滩水电站正式开工建设,今年5月首台机组提前发电,2009年底全部投产发电,到那时,红水河水电开发将告一段落。
红水河径流变化规律分析摘要依据红水河实测水文资料,采用时间序列分析、小波分析、互相关分析等方法对红水河流域径流长持续性、趋势性、周期性等进行深入的分析。
分析径流的地区组成和年际变化、年内分配规律以及枯季径流规律,为梯级水库水电站运行方式的制定,特别是长期运行方式的制定提供依据。
关键词径流分析年际变化年内分配优化调度红水河梯级电站1 引言随着龙滩水电站的投产,红水河流域形成了以平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩等六大水电站组成的“二库六级”梯级水电站系统。
各电站水力联系密切,调节性能各异,发电运行相互影响,如何协调好流域梯级上下游水库的蓄泄关系,协调好电站发电、珠江下游压咸补淡、水库防洪以及综合利用的关系,需要统筹考虑,科学决策,联合调度。
本文根据红水河流域的实际情况,收集整理红水河天峨水文站径流资料,采用时间序列分析、小波分析、互相关分析等方法对红水河流域径流长持续性、趋势性、周期性等进行深入的分析。
分析径流的地区组成、年际变化、年内分配规律以及枯季径流规律,为红水河梯级水电站群运行方式的制定,特别是长期运行方式的制定提供预见期长、预报精度尽可能高的水情信息和决策依据,更好地适应电力负荷变化和满足水库综合利用的要求。
2径流分析背景红水河水量丰,落差大,水能蕴藏量大。
自南盘江流入广西境内至黔江与桂平郁江汇合处,全长1056km,天然落差712m,平均坡降0.676‰。
目前红水河流域形成了以平班、龙滩、岩滩、大化、百龙滩、乐滩六大水电站组成的“二库六级”梯级水电站群系统,其中,龙滩水电站具有年调节能力,是红水河干流上的龙头电站,岩滩水电站为季调节,其它水电站为日调节或无调节,龙滩水电站的运行状态对下游水电站起到关键的作用。
龙滩坝址下游15km的天峨水文站是龙滩工程的设计依据站,有70多年的天然径流序列资料,因此,本文以天峨站径流规律研究为重点,开展对红水河径流规律的分析研究。
3年内径流特性分析采用不均匀性、集中程度以及变化幅度等指标,对径流年内分配特征进行描述。
(一)不均匀性由于气候的季节性波动,气象要素如降水和气温等都有明显的季节性变化,从而在相当大程度上决定了径流年内分配的不均匀性[7]。
综合反映河川径流年内分配不均匀性的特征值有多种不同的计算方法。
本次研究采用径流年内分配不均匀系数Cv和径流年内分配完全调节系数Cr 衡量径流年内分配的不均匀性。
(3-1)式中Ri为年内各月径流流量,为年内月平均流量。
由式(3-1)可以看出,Cv值越大,即表明年内各月径流量相差悬殊,径流年内分配越不均匀。
径流年内分配完全调节系数Cr 是另外一种年内分配的指标。
其计算公式如下:(3-2)(二)集中度本次研究使用的是月径流资料,不考虑2月份是28d或29d,或者大月、小月,均视为同一个时段长,从1月到12月每月的方位角分别为0°,30°,60°,…,360°,并把每个月的径流分解为x和y两个方向上的分量。
考虑到平面三角学的基本原理,正弦、余弦值由于所在象限中所具有的正、负号不相同,集中期计算时不仅要视R的正、负,而且要视Rx的正负号、Ry正负号去决定D的大小及所在象限或其角度值。
集中度和集中期的计算是将一年内各月的径流量作为向量看待,月径流的大小为向量的长度,所处的月份为向量的方向。
从1月到12月每月的方位角分别为0°,30°,60°,…,360°,并把每个月的径流分解为x和y两个方向上的分量,则x和y方向上的向量合成分别为:(3-3)于是径流的合成为:,这样就定义了集中度Cd 和集中期D 如下式:(3-4)由式(3-4)可以看出,合成向量的方位,即集中期D指示了月径流量合成后的总效应,也就是向量合成后重心所指示的角度,即表示一年中最大月径流量出现的月份。
而集中度Cd 则反映了集中期径流值占年总径流的比例。
(三)变化幅度采用相对变化幅度,即最大月平均径流量Rmax、最小月平均径流量Rmin 与年平均径流量之比,分别称为极大比Cmax和极小比Cmin,计算公式为:Cmax =Rmax/ Cmin =Rmin/(3-5)将红水河天峨站实测月径流资料按各统计指标公式进行计算,结果见表3-1。
表3-1红水河径流天峨站径流年内分配特征指标值天峨水文站径流年内分配具有以下特性:a)不均匀性各年代的径流年内分配不均匀系数Cv和完全调节系数Cr在2.60~2.96与0.34~0.37之间变化,平均为2.77和0.35,说明径流年内分配极不均匀,各年代Cv、Cr最大相差分别为0.36、0.03,且大小交替出现,说明各年代起伏变化不大,并保持持续性。
b)集中度各年代年径流集中度Cd和集中期集D分别在0.50~0.55与190.7~202.9之间变化,平均为0.53和199.2,说明年内径流集中在7月初和7月中旬,各年代最大相差0.05和12.2,且大小交替出现,说明径流集中的时间比较稳定,并保持持续性。
c)变化幅度各年代极大比Cmax在2.11~2.86之间变化,平均为2.41,极小比Cmin在0.19~0.26之间变化,平均为0.23,且大小交替出现,说明各年代年内径流变化剧烈,并保持持续性。
4年际径流特性分析4.1径流系列的趋势性分析径流过程的变化规律一般呈锯齿状高频振荡,不易看出其变化趋势。
本次将红水河天峨站年平均流量过程用差积曲线法、线性回归法、滑动平均法、Spearman 秩次相关法、Mann-Kendall秩次相关法等多种方法对年际径流的变化趋势进行分析和检验。
图4-1红水河天峨水文站径流序列差积曲线图4-2 红水河天峨站年径流滑动均值图(5a、10a)图4-3红水河天峨站年径流线性趋势曲线图Spearman秩次相关检验Spearman秩次相关检验主要是通过分析水文序列与其时序的相关性而检验水文序列是否具有趋势性。
在运算时,水文序列用其秩次(即把序列从大到小排列时,所对应的序号)代表,则秩次相关系数为:(4-1)式中,n为序列长度;。
如果秩次与时序i相近,则较小,秩次相关系数较大,趋势性显著。
通常采用t检验法检验水文序列的趋势性是否显著,统计量T的计算公式为:(4-2)T服从自由度为n-2的t分布,原假设为序列无趋势,则根据水文序列的秩次相关系数计算T统计量,然后选择显著水平α,在t分布表中查出临界值,当时,则拒绝原假设,说明序列随时间有相依关系,从而推断序列趋势明显,否则,接受原假设,趋势不显著。
统计量T也可以作为水文序列趋势性大小衡量的标度,越大,则在一定程度上可以说明序列的趋势性变化越显著。
由天峨站1936~2004年(共计69年)年平均流量组成的径流序列计算求出,将其代入公式(4-1)和(4-2),求出r=0.0390,T=0.315;选a=0.05,查出ta/2=2.23;因为i,i=1,2,…,n-1; j=i+1,i+2,…,n)中的0,则表示序列有增加的趋势,相反,U < 0,则表示序列有减小的趋势。
统计量U也可以作为水文序列趋势性大小衡量的标度,越大,则在一定程度上可以说明序列的趋势性变化(增加或减小)越显著。
对红水河天峨水文站69年径流序列进行Mann-Kendall秩次相关检验,计算得U=-0.715。
比较可知,红水河天峨站序列有下降趋势,但趋势不显著。
4.2径流系列的周期性分析本次研究借助小波分析的多分辨功能,分析天峨站年径流序列的变化趋势,揭示径流的周期变化规律。
在进行小波变换之前,先对实测径流序列进行距平化处理。
数据处理后,采用Morlet复值小波对径流序列做离散小波变换,得到小波变换系数的实部等值线图,如图4-4所示。
图4-4 天峨站年径流Morlet小波变换系数实部等值线图从图4-4可以分析出天峨站径流存在明显的年际变化(小于10年)和年代际变化(大于10年)规律,随着伸缩尺度a的增大(即分辨率的减小),不同尺度震荡的小波变换部分被分离开来。
进一步分析可知,天峨站径流存在27年尺度、17年尺度、10年尺度以及5年尺度下的周期变化。
提取各时间尺度下的小波变换系数,绘于图4-5,各时间尺度下小波系数的变幅反映了该时间尺度成分的强弱,变幅越大,成分越强。
图4-5 天峨站年径流不同尺度下小波变换系数综合图4-4和图4-5所反应的情况,无论是从等值线的密集程度还是从小波系数的变幅来看,17年尺度都是信号最强的,因此推断红水河天峨站年径流变化的主周期为17年。
从主周期17年尺度分析,径流变化出现了丰枯交替的四次震荡,对应于此,红水河天峨站径流变化表现出了明显的突变特征,具体表现为1943年以前径流偏枯,1944~1950年偏丰,1953~1963偏枯,1964~1971偏丰,1972~1978年偏枯,1979~1986年偏丰,1987~1993年偏枯,1994~2001年偏丰,2002~2004年偏枯,并仍有继续偏枯的趋势。
由以上分析可以得到如下基本结论:(1)红水河天峨站年径流变化存在多时间尺度的特征,具有20年以上尺度、10~20年尺度以及10年以下尺度的周期变化,周期中心分别为27年、17年、10年和5年,其中17年周期为主周期。
(2)主周期存在逐渐变小的趋势,这一点在图4-4中反映的尤为明显。
图4-5中小波系数等值线的极值点并不在一条水平或近似水平线上,而是呈现出向下倾斜的趋势,这也从侧面反映了主周期逐年变小的趋势。
同时,10年周期在1975年以前比较稳定,之后也呈现出变小的趋势。
这一点值得注意并有待于今后的进一步验证。
相比之下,5年周期比较稳定。
4.3径流系列的持续性分析水文要素在时序上的变化,常常使水文序列的数值出现成组现象,当其成组的持续时间较长时,称这种水文序列具有长期持续性。
本次研究采用描述时间序列长期相关性较好的Hurst系数对天峨站年径流序列的持续性进行分析。
对于红水河天峨站1936~2004年年平均径流序列,计算Hurst系数,得k=0.63。
给定显著性水平,由样本容量n=69和偏态系数查Hurst系数分位值表,得。
可见,说明天峨站年径流序列不具有长持续性。
4.4 不同年代径流的丰枯变化情况按照径流丰枯等级的划分标准,统计分析红水河天峨站各年代径流丰枯变化情况,统计显示20世纪40年代为丰水年;50年代为枯水年,60年代为偏丰年,70年代为丰水年,80年代为枯水年,90年代为偏枯年,2000以后延续90年代属于偏枯年。
由天峨站实测资料可以得出,红水河最长的连丰期发生在20世纪40年代,最长的连枯期发生在50年代,可见这段时间红水河丰枯变化剧烈。
从20世纪60年代以后,红水河进入一段丰水期段,但进入到80年代以后,1980-1991年一个连枯期改变了这种格局,红水河年径流量呈下降趋势,进入了一个历时较长的枯水段。