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时间:2018-10-21
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1、WORD文档下载可编辑葫芦河径流年际变化分析(天水市水利水电勘测设计院甘肃天水741000)摘要径流的变化对整个水文系统的演化起主导作用,会对资源环境和区域经济产生重大影响,本文依据葫芦河下游秦安水文站实测月、年径流量资料,运用数理统计法对葫芦河径流的年际变化进行了分析计算,得出葫芦河近50a来的径流情势:年际变化总体呈现出先增大后减小的趋势,特别近几年,葫芦河进入相对枯水期,年径流变差系数和极值比较大,反映出葫芦河径流丰枯水年变化剧烈,流域调蓄能力不强;径流M-K趋势反映葫芦河径流总体呈现减小趋势,径流在1989年和2003年发生突变。关键词葫芦河,径流,年际变化,数理统计,M
2、ann-kendall秩次检验法序言河川径流量是水循环的重要环节,会对资源环境和区域经济产生重大影响,近年来,由于人类活动频繁,各流域的河川径流量都出现了不同程度的增大和减小趋势。葫芦河是黄渭河上游较大的支流,为甘肃省中部静宁县、庄浪县、秦安县提供丰富的水资源,同时也是这一地区防洪减灾重要设防河流。因此有必要对葫芦河径流变化规律进行深入研究,以便深入了解葫芦河流域地表水资源的变化趋势,为水资源的合理开发利用、流域的生态安全和防洪减灾提供科学依据。1研究区概况专业技术资料分享WORD文档下载可编辑葫芦河属渭河一级支流,发源于宁夏回族自治区西吉县月亮山,河源处海拔高程2550m,由北
3、向南流经静宁县、庄浪县、秦安县至麦积区南河川汇入渭河。河流全长287km,流域面积10740km2,河道平均比降0.44%。整个流域地处六盘山以西地区,地貌类型为高黄土梁,黄土梁相对高度达200m以上。河流多年平均径流量3.09亿m3。多年平均输沙量776万t。图1-1葫芦河流域地理位置图专业技术资料分享WORD文档下载可编辑2研究内容及方法2.1研究内容本次研究以葫芦河下游秦安站1956-2006年实测径流资料为基础,对径流年际变化特点进行分析,揭示葫芦河流域径流系统的演化规律和趋势变化特点。2.2研究方法(一)距平法距平是常用的表示径流偏离正常情况的统计量,即xi-。(二)变
4、差系数和年际极值比变差系数是衡量系列相对离散程度的参数,变差系数大小反映河川径流在多年中的变化情况,计算式为:(2-5)其中:Ki为第i年的年径流变率,Ki=,n为资料年数。(三)Mann-kendall秩次检验法在M-K秩次检验中,原假设H0:时间序列数据(x1,x2,……xn)是n个独立同分布的随机变量样本;备择假设H1是双边检验;对于所有的k,j<n且k≠j,xk和xj的分布是不相同的,检验的统计变量S计算如下式: S=(2-6)其中,sign()为符号函数。当xj-xk小于、等于或大于零时sign(xj-xk)分别为-1、0或1。S为正态分布,其均值为0,方差s>0s=0
5、s<0(2-7)专业技术资料分享WORD文档下载可编辑使用连续Mann-Kendall检验来清晰看到趋势随时间的变化过程。连续值U(t)为一标准化变量,具体计算如下xi>xjxi>xj1≤j≤i(2-12)t=2,3,……,nE(t)=t(t-1)/4Var(st)=t(t-1)(2t+5)/72t=1,2,…….,n采用双边趋势检验,统计量U称为M-K秩次检验系数,在给定一显著性水平=5%,查正态分布表得到临界值=±1.96。若,拒绝原假设,即表明原序列存在一个显著的增长或减少趋势。若,接受原假设,U服从标准正态分布,即序列无趋势变化。即所有U随时间变化曲线落在置信区间内,那么
6、原序列不存在变化趋势,反之,原序列存在显著的变化趋势。将原时间序列x按顺序排列,按以上公式计算得出U(t)为统计量UF;原时间序列x按逆序排列,再按上式计算得出的U(t)为统计量UB,将统计量曲线UF、UB和信度线(u0.05=±1.96)绘制在同一张图上,如果UF值大于0,则表明原序列呈上升趋势,反之则呈下降趋势;当UF超过置信度线时,表明上升或下降趋势显著,超过置信度线的范围确定为出现突变的时间区域。3成果分析(一)径流的年际变化河川径流是流域自然地理因素综合作用的产物,各河流径流量年际变化呈现不同的特点。根据葫芦河1956-2006年共51年年径流资料系列,计算径流距平,分
7、析葫芦河径流多年变化特征。专业技术资料分享WORD文档下载可编辑根据水文预报规范,径流丰枯情况的划分标准为:P<-20%为枯水;-20%≤P<-10%为偏枯;-10%≤P≤10%为平水;10%<P≤20%为偏丰;P>20%为丰水。图3-1葫芦河径流距平图从图3-1中看出:葫芦河径流年际波动较大,总体表现为先增大后减小的趋势,丰平枯水年交替出现,秦安站枯水年出现的次数最多,丰水年次之,平水年最少。50年代为葫芦河径流平水期,60年代至70年代为葫芦河丰水期,80年代至21世纪初为葫
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