全球变化背景下黄河流域径流变化特征及其插值预测研究
发布时间：2020-11-08 21:25
气候变化是全球变化的核心问题。科学研究表明,近百年来,地球正经历着以全球变暖为主要特征的显著变化。现有预测成果表明,未来50-100a全球气候将继续向变暖的方向发展。气候变化在过去几十年已经对我国水文水资源产生了一定的影响,6大江河实测径流量大都呈下降趋势。虽然人类活动、人口增长以及社会经济发展引起用水量的增加,是径流量不断减少的原因,但近年来气温不断攀升及降水量的变化对河川径流的影响也不可忽视。所以,探讨气候变化背景下黄河流域径流的变化规律及在此基础上进行预测研究,有利于更好地规划流域水资源,具有重要的理论意义和现实意义。本文根据黄河流域实测径流资料和气象资料,应用数理统计、线性倾向估计、滑动平均、累计距平、MK检验、小波分析等多种方法,从趋势性、周期性以及突变性等方面揭示了黄河径流在不同时间尺度上的变化特征,并研究了径流对气候变化的响应,定量分析了气候因子的贡献值,最后基于改进信息扩散理论对径流进行了插值预测研究。(1)黄河流域处在干旱、半干旱地区,水资源系统对气候变化十分敏感。近60a,黄河流域径流呈明显的下降趋势,研究表明,径流下降是一种突变现象。20世纪50、60年代处于丰水期,70、80年代转入平水期,90年代进入枯水期,现阶段还处在枯水期,但21世纪有“枯转丰”的迹象。径流年际振荡显著,且越靠近下游越显著。枯水年份出现概率高于丰水年份和平水年份,大多是出现在气候变暖的90年代以后,连枯年份最高可达21年,连丰年份最长只有8年。径流年内变化十分剧烈,径流量主要集中期是汛期,年内分配极不均匀,且越靠近下游越不均匀。最长滞后期达11个月,夏半年(4月到9月)滞后性比冬半年(秋季10月经冬季到春季3月)要好。(2)黄河流域气温呈显著上升趋势,增温率为0.29℃/10a,冬季增温最明显,达0.45℃/10a,暖冬现象明显,气温在20世纪80年代末发生了突变。黄河流域年降水总体呈现弱下降趋势,且表现出阶段性特点：20世纪50、60、70年代的降水偏多,其中50年代降水量最多；80、90年代降水偏少；21世纪之后,降水有增多趋势。降水的年代际变化特征与径流的年代际变化特征基本吻合。降水与径流呈正相关,温度与径流呈负相关。在气候等因素的共同作用下,径流总体虽呈现显著减少趋势,但随着气候向暖湿型方向发展,有回升的趋势。(3)径流与气候因子的相关关系不是线性而是非线性的。总体来看,径流对降水的变化更敏感。定量分析气候因子对径流变化的贡献发现,降水对径流以正贡献为主,温度对径流以负贡献为主,都是在夏季、秋季更明显,冬季和春季的贡献相对较弱。(4)基于信息扩散理论,本文改进了最优窗宽理论,对黄河利津站径流进行了插值与预测,预测结果能够较好的模拟实际径流序列的波形变化,对于丰水年(如2007年)和枯水年(如2009年)都预报的比较准确。预测精度较高,在中长期预报(10a)中平均相对误差仅为11.59%,适用于地理位置、下垫面、流域面积等不同因素的水文站点年径流量的估计与预报。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P333.1;P339
【部分图文】：
?０．６０?０．８４??由径流年内分配完全调节系数（Ｃｔ）（图３．７，表３．５＞的变化情况看到：总体??而言，两站Ｃｔ值的震荡很剧烈，利津站比花园口站波动更厉害；花园口站Ｃｔ值??随时间推移在减小，并且７０、８０、９０年代的值相同，说明该站年内分配不均匀??程度越来越小；而利津站的Ｃｔ值随时间基本是在增大，８０、９０年代和２１世纪??２８??
ＣＴ）ＣＪ＞０＾ＣＴ＞０＾ＣＴ？ＣｒｉＣＴ）ＣＴ＞０＾ＣＴ＞０＾（Ｊ＞０＾０＾０＾ＣＴ＞ＯＯＯＯ??年份??图３．６黄河流域中下游各站径流年内分配不均匀系数??表３．４黄河流域中下游径流年内分配不均匀系数??花园口站?利津站??１９５１－１９５９?年?０．７３?０．７７??１９６０－１９６９?年?０．６５?０．７４??１９７０－１９７９?年?０．６２?０．７８??巧８０－１９８９?年?０．６３?０．８８??１９９０－１９９９?年?０．５３?０．９６??２０００－２０１２?年?０．５１?０．８９??最大值?１．０１?１．８７??最小值?０．２９?０．３８??多年平均值?０．６０?０．８４??由径流年内分配完全调节系数（Ｃｔ）（图３．７，表３．５＞的变化情况看到：总体??而言，两站Ｃｔ值的震荡很剧烈，利津站比花园口站波动更厉害；花园口站Ｃｔ值??随时间推移在减小，并且７０、８０、９０年代的值相同，说明该站年内分配不均匀??程度越来越小；而利津站的Ｃｔ值随时间基本是在增大，８０、９０年代和２１世纪??２８??
??图５．２可看出，本文的改进窗宽模型在预报黄河历年径流量方面比经验窗??宽模型更准确，得到了较好的预报结果。预测结果能够较好的模拟实际径流序??列的波形变化，对于丰水年（如２００７年）和枯水年（如２００９年）都预报的比较??准确。中长期预报（１０ａ）平均相对误差仅为１１．５９％，预报效果较化特别是相??较于传统的信息扩散方法的５５．２３％的误差有很大的改进。??综上试验３、４，说明本文提出的改进窗宽扩散方法在处理样本点稀疏Ｗ及非??对称、非正态的黄河利津站年径流量插值和预报试验中，比经验窗宽扩散、最??优窗宽扩散表现出更好的适用性和可行性，为分析处理水文稀疏数据插值、预??报等信息不完备问题探索了一条新途径。??５．３．３空间插值试验??选取黄河流域的其他２个站点（花园口和兰州）和长江流域的３个站点（朱巧，??宜昌和大通）
【引证文献】
本文编号：2875367
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P333.1;P339
【部分图文】：
?０．６０?０．８４??由径流年内分配完全调节系数（Ｃｔ）（图３．７，表３．５＞的变化情况看到：总体??而言，两站Ｃｔ值的震荡很剧烈，利津站比花园口站波动更厉害；花园口站Ｃｔ值??随时间推移在减小，并且７０、８０、９０年代的值相同，说明该站年内分配不均匀??程度越来越小；而利津站的Ｃｔ值随时间基本是在增大，８０、９０年代和２１世纪??２８??
ＣＴ）ＣＪ＞０＾ＣＴ＞０＾ＣＴ？ＣｒｉＣＴ）ＣＴ＞０＾ＣＴ＞０＾（Ｊ＞０＾０＾０＾ＣＴ＞ＯＯＯＯ??年份??图３．６黄河流域中下游各站径流年内分配不均匀系数??表３．４黄河流域中下游径流年内分配不均匀系数??花园口站?利津站??１９５１－１９５９?年?０．７３?０．７７??１９６０－１９６９?年?０．６５?０．７４??１９７０－１９７９?年?０．６２?０．７８??巧８０－１９８９?年?０．６３?０．８８??１９９０－１９９９?年?０．５３?０．９６??２０００－２０１２?年?０．５１?０．８９??最大值?１．０１?１．８７??最小值?０．２９?０．３８??多年平均值?０．６０?０．８４??由径流年内分配完全调节系数（Ｃｔ）（图３．７，表３．５＞的变化情况看到：总体??而言，两站Ｃｔ值的震荡很剧烈，利津站比花园口站波动更厉害；花园口站Ｃｔ值??随时间推移在减小，并且７０、８０、９０年代的值相同，说明该站年内分配不均匀??程度越来越小；而利津站的Ｃｔ值随时间基本是在增大，８０、９０年代和２１世纪??２８??
??图５．２可看出，本文的改进窗宽模型在预报黄河历年径流量方面比经验窗??宽模型更准确，得到了较好的预报结果。预测结果能够较好的模拟实际径流序??列的波形变化，对于丰水年（如２００７年）和枯水年（如２００９年）都预报的比较??准确。中长期预报（１０ａ）平均相对误差仅为１１．５９％，预报效果较化特别是相??较于传统的信息扩散方法的５５．２３％的误差有很大的改进。??综上试验３、４，说明本文提出的改进窗宽扩散方法在处理样本点稀疏Ｗ及非??对称、非正态的黄河利津站年径流量插值和预报试验中，比经验窗宽扩散、最??优窗宽扩散表现出更好的适用性和可行性，为分析处理水文稀疏数据插值、预??报等信息不完备问题探索了一条新途径。??５．３．３空间插值试验??选取黄河流域的其他２个站点（花园口和兰州）和长江流域的３个站点（朱巧，??宜昌和大通）
【引证文献】
本文编号：2875367
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/qxxlw/2875367.html
