大清河流域山区降雨—径流关系演变及其驱动因素影响分析
发布时间：2021-11-21 19:29
以大清河流域山区为主要研究对象,从时间、空间层面探究分析其降雨-径流关系的演变特点及其驱动因素的影响,为变化环境下大清河流域降雨-径流关系研究及研究区水资源可持续发展奠定基础。依据研究区收集整理的相关水文气象资料,首先从统计特点、趋势性、持续性及周期性等方面分析山区降雨-径流关系演变规律,从EMD分解变量尺度细致剖析山区降雨、径流序列的变化原因及其与时间突变拐点的关系,进一步依据Archimedean Copula函数构造主要子流域降雨径流丰枯遭遇概率,结合Markov相关理论构造降雨径流二维组合状态转移概率矩阵,探究分析降雨-径流关系的丰枯演化特点;然后采用GAMLSS方法及流量历时曲线（Flow Duration Curve,FDC）相关定义,探究降雨-径流关系非一致性特点,其中降雨-径流关系演变的驱动因素影响最直观的表现是对径流贡献度的变化,为此以累积量斜率变化率比较法分析驱动因素对径流的影响及相关原因;最后通过Copula联合分布概率值量化降雨-径流关系,结合地统计学相关知识建立研究区降雨-径流关系的空间变异。研究主要内容及取得成果如下:（1）大清河流域山区内的各降雨及径流序列...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
研究区概况92研究区概况2.1地理位置大清河流域山区位于大清河流域西北部，总控制面积约为18659km2，约占大清河流域总面积的43%。大清河流域山区面积仍以河北省区域为主，约占山区总面积的74%；大清河流域中的山西省区域主要集中于山区的西大洋水库、王快水库以上流域内，约占山区总面积的19%；北京市区域面积最小，位于山区东北部，约占山区总面积的7%[50]。依据实际考察了解到现阶段山区水库下游河道水量除水库放水外，河道基本呈现低水、无水状态，水库上游河道水量仍保持水量变化连续的流域主要有王快水库以上流域、西大洋水库以上流域、拒马河流域。依据收集整理的资料，本文进行相关研究时将大清河流域山区研究范围合理缩小，进一步结合实地状况，确定王快水库沙河上游、西大洋水库唐河上游、安各庄水库主要引水河流（拒马河）紫荆关控制站上游作为主要研究子流域。其中阜平站为王快水库沙河主要入库控制站点，倒马关及中唐梅站为主要西大洋水库唐河控制站点，主要站点及研究区域相对位置详见图2.1所示。图2.1大清河流域相对位置及主要站点示意图
降雨-径流关系演变规律14年左右为径流丰水年，且随着时间的延续各站径流均出现不同程度的衰减，为此造成各站径流发生最大值出现时间都比较靠前且时间相近的现象，其中阜平水文站点作为王快水库沙河支流主要的入库控制水文站，径流最小值出现在1984年；倒马关、中唐梅水文站点属西大洋水库唐河支流主要控制水文站，其径流最小值分别出现于2015年、1984年，紫荆关水文站点属拒马河主要控制水文站，其径流最小值出现于2009年。图3.1大清河流域山区平均降雨及主要水文站点径流序列变化图3.1.2演变特征由表3.1和表3.2中各站统计特征值及图3.1序列变化可以明显看出大清河流域山区降雨随时间变化升降不明显，但流域内各站年径流均呈现不同程度的下降趋势。为更为细致的描述降雨、径流的变化规律，从趋势性、持续性及周期性方面对二者进行详细分析。（1）趋势性、持续性采用Mann-Kendall检验法[56-57]对降雨、径流因素的趋势性及突变点进行分析，具体步骤如下：设水文气象数据的时间序列为12,,,nyyyD，im表示第i个样本ijyy的累计数，定义统计量kd为：1,2kkiidmkn（3.2）在原序列随机独立等假设下，kd的均值kEd和方差kVard分别为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]变异条件下淮河流域生态径流变化特征及驱动因子[J]. 温庆志,姚蕊,孙鹏,张强,顾然. 生态学报. 2020(08)
[2]西大洋水库唐河支流丰枯演化特征研究[J]. 张金萍,张鑫,肖宏林. 水利水电技术. 2019(07)
[3]基于EMD的岷江上中游流域流量特性分析[J]. 王俊鸿,覃光华,童旭. 中国农村水利水电. 2019(05)
[4]渭河干流径流变化趋势及突变分析[J]. 王小杰,姜仁贵,解建仓,朱记伟,汪雅梅. 水利水运工程学报. 2019(02)
[5]气候变化与人类活动影响下大清河流域上游河流径流响应研究[J]. 崔豪,肖伟华,周毓彦,陈琰,鲁帆. 南水北调与水利科技. 2019(04)
[6]基于GAMLSS模型的水文系列非平稳性研究[J]. 高洁. 水力发电. 2019(07)
[7]岔巴沟流域降雨不同时间尺度的空间变异特征[J]. 杨丽虎,刘鑫,宋献方. 人民黄河. 2019(03)
[8]基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究[J]. 王小杰,姜仁贵,解建仓,汪妮,李晓春. 水利水运工程学报. 2019(01)
[9]基于GAMLSS的雅砻江流域极端降水时空特性研究[J]. 高洁. 水力发电. 2019(01)
[10]潼关水文站1919～2015年水沙演化特征研究[J]. 张金萍,张鑫,肖宏林. 水电能源科学. 2018(11)
博士论文
[1]流域环境变化下玛纳斯河融雪洪水的水文效应及其防洪风险不确定性问题研究[D]. 陈伏龙.天津大学 2017
[2]海河流域下垫面要素变化及其对洪水的影响研究[D]. 魏兆珍.天津大学 2013
[3]大清河山丘区下垫面变化对洪水径流影响问题的研究[D]. 韩瑞光.天津大学 2010
硕士论文
[1]陆浑灌区供需水随机模拟与状态演化特征研究[D]. 石茜茜.郑州大学 2019
[2]基于SWAT模型的流域水资源演变机制及归因分析[D]. 陈琰.中国水利水电科学研究院 2018
[3]基于SWAT模型的黑河上游径流模拟及其对气候变化的响应[D]. 何旭强.西北师范大学 2013
[4]基于SWAT模型的疏勒河中游径流模拟研究[D]. 邹悦.西北师范大学 2012
[5]大清河流域下垫面要素变化对洪水的影响统计分析[D]. 张冬冬.天津大学 2012
[6]Archimedean Copulas函数在干旱分析中的应用[D]. 张雨.西北农林科技大学 2010
[7]大清河流域土地利用变化对洪水影响的研究[D]. 付军.天津大学 2010
[8]大清河流域土地利用/覆被变化对洪水径流影响问题的研究[D]. 于静.天津大学 2008
[9]降雨空间变异性及其径流响应研究[D]. 庞立新.武汉大学 2005
本文编号：3510091
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
研究区概况92研究区概况2.1地理位置大清河流域山区位于大清河流域西北部，总控制面积约为18659km2，约占大清河流域总面积的43%。大清河流域山区面积仍以河北省区域为主，约占山区总面积的74%；大清河流域中的山西省区域主要集中于山区的西大洋水库、王快水库以上流域内，约占山区总面积的19%；北京市区域面积最小，位于山区东北部，约占山区总面积的7%[50]。依据实际考察了解到现阶段山区水库下游河道水量除水库放水外，河道基本呈现低水、无水状态，水库上游河道水量仍保持水量变化连续的流域主要有王快水库以上流域、西大洋水库以上流域、拒马河流域。依据收集整理的资料，本文进行相关研究时将大清河流域山区研究范围合理缩小，进一步结合实地状况，确定王快水库沙河上游、西大洋水库唐河上游、安各庄水库主要引水河流（拒马河）紫荆关控制站上游作为主要研究子流域。其中阜平站为王快水库沙河主要入库控制站点，倒马关及中唐梅站为主要西大洋水库唐河控制站点，主要站点及研究区域相对位置详见图2.1所示。图2.1大清河流域相对位置及主要站点示意图
降雨-径流关系演变规律14年左右为径流丰水年，且随着时间的延续各站径流均出现不同程度的衰减，为此造成各站径流发生最大值出现时间都比较靠前且时间相近的现象，其中阜平水文站点作为王快水库沙河支流主要的入库控制水文站，径流最小值出现在1984年；倒马关、中唐梅水文站点属西大洋水库唐河支流主要控制水文站，其径流最小值分别出现于2015年、1984年，紫荆关水文站点属拒马河主要控制水文站，其径流最小值出现于2009年。图3.1大清河流域山区平均降雨及主要水文站点径流序列变化图3.1.2演变特征由表3.1和表3.2中各站统计特征值及图3.1序列变化可以明显看出大清河流域山区降雨随时间变化升降不明显，但流域内各站年径流均呈现不同程度的下降趋势。为更为细致的描述降雨、径流的变化规律，从趋势性、持续性及周期性方面对二者进行详细分析。（1）趋势性、持续性采用Mann-Kendall检验法[56-57]对降雨、径流因素的趋势性及突变点进行分析，具体步骤如下：设水文气象数据的时间序列为12,,,nyyyD，im表示第i个样本ijyy的累计数，定义统计量kd为：1,2kkiidmkn（3.2）在原序列随机独立等假设下，kd的均值kEd和方差kVard分别为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]变异条件下淮河流域生态径流变化特征及驱动因子[J]. 温庆志,姚蕊,孙鹏,张强,顾然. 生态学报. 2020(08)
[2]西大洋水库唐河支流丰枯演化特征研究[J]. 张金萍,张鑫,肖宏林. 水利水电技术. 2019(07)
[3]基于EMD的岷江上中游流域流量特性分析[J]. 王俊鸿,覃光华,童旭. 中国农村水利水电. 2019(05)
[4]渭河干流径流变化趋势及突变分析[J]. 王小杰,姜仁贵,解建仓,朱记伟,汪雅梅. 水利水运工程学报. 2019(02)
[5]气候变化与人类活动影响下大清河流域上游河流径流响应研究[J]. 崔豪,肖伟华,周毓彦,陈琰,鲁帆. 南水北调与水利科技. 2019(04)
[6]基于GAMLSS模型的水文系列非平稳性研究[J]. 高洁. 水力发电. 2019(07)
[7]岔巴沟流域降雨不同时间尺度的空间变异特征[J]. 杨丽虎,刘鑫,宋献方. 人民黄河. 2019(03)
[8]基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究[J]. 王小杰,姜仁贵,解建仓,汪妮,李晓春. 水利水运工程学报. 2019(01)
[9]基于GAMLSS的雅砻江流域极端降水时空特性研究[J]. 高洁. 水力发电. 2019(01)
[10]潼关水文站1919～2015年水沙演化特征研究[J]. 张金萍,张鑫,肖宏林. 水电能源科学. 2018(11)
博士论文
[1]流域环境变化下玛纳斯河融雪洪水的水文效应及其防洪风险不确定性问题研究[D]. 陈伏龙.天津大学 2017
[2]海河流域下垫面要素变化及其对洪水的影响研究[D]. 魏兆珍.天津大学 2013
[3]大清河山丘区下垫面变化对洪水径流影响问题的研究[D]. 韩瑞光.天津大学 2010
硕士论文
[1]陆浑灌区供需水随机模拟与状态演化特征研究[D]. 石茜茜.郑州大学 2019
[2]基于SWAT模型的流域水资源演变机制及归因分析[D]. 陈琰.中国水利水电科学研究院 2018
[3]基于SWAT模型的黑河上游径流模拟及其对气候变化的响应[D]. 何旭强.西北师范大学 2013
[4]基于SWAT模型的疏勒河中游径流模拟研究[D]. 邹悦.西北师范大学 2012
[5]大清河流域下垫面要素变化对洪水的影响统计分析[D]. 张冬冬.天津大学 2012
[6]Archimedean Copulas函数在干旱分析中的应用[D]. 张雨.西北农林科技大学 2010
[7]大清河流域土地利用变化对洪水影响的研究[D]. 付军.天津大学 2010
[8]大清河流域土地利用/覆被变化对洪水径流影响问题的研究[D]. 于静.天津大学 2008
[9]降雨空间变异性及其径流响应研究[D]. 庞立新.武汉大学 2005
本文编号：3510091
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