考虑水文趋势影响的珠江流域非一致性洪水风险分析_顾西辉.pdfVIP

第33卷第9期 地 理 研 究 Vol.33, No.9 2014年9 月 GEOGRAPHICAL RESEARCH September, 2014 考虑水文趋势影响的珠江流域非一致性 洪水风险分析 1,2 1,2,3 顾西辉 ，张 强 (1. 中山大学水资源与环境系，广州510275 ；2. 中山大学华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实 验室，广州510275 ；3. 宿州学院地球科学与工程学院，安徽宿州234000) 摘要：基于两参数对数正态分布和指数趋势模型建立了非一致性洪水频率计算模型，分析了 珠江流域28个测站年最大日流量序列趋势性对洪水频率分析的影响。结果表明：①从空间分 布来看，珠江流域中北部年最大日流量序列呈增加趋势，东部和南部年最大日流量序列呈减小 趋势；从时间变化来看，1981-2010年年最大日流量呈显著性增加趋势的站点数较多，占总站点 数的20%~25% ，1966-1990年年最大日流量呈显著性减小趋势的站点数较多，占总站数的25%~ ② T T 30% ； 珠江流域洪水放大因子(未来 年一遇设计流量与现在 年一遇设计流量比值)和重 现期都受到趋势性的显著影响。西江中北部和北江洪水放大因子大于1 ，意味着原有的防洪工 程设计标准可能无法满足未来防洪需求，存在防洪隐患；洪水放大因子较大和较小的地区集中 在西江干流和东江干流；③非一致性条件下，同一场洪水过去、现在和未来重现期是不同的。 非平稳性条件下，珠江流域近20年来20~50年一遇洪水发生站次相比平稳性条件下在减小。 关键词：两参数对数正态分布；指数趋势模型；非一致性；趋势检验；洪水放大因子；珠江 DOI: 10.11821/dlyj201409009 1 引言 数据样本的独立性和一致性假设是洪水频率分析的前提条件。一般而言，由年最大 值抽样法得到的水文极值序列满足独立性假设。由于气候变化与人类活动的综合影响， [1] [2] 流域水文过程形成环境的“一致性”已发生显著变异 。Schiermeier 研究认为 ，在20世 纪末，北半球降雨强度呈增加趋势，增加洪水发生风险，降雨强度上升并不完全归因于 气候自身变化，还与人类活动造成的全球温室气体增加有很大关系。Barnett 等[3]指出： 20世纪后半叶美国西部水循环发生了显著变化，其中高达60%归因于人类活动引起的环 境变化。李运刚等[4]对红河流域研究发现，近20 年间强降水频次和强度的增加，增大了 局部地区滑坡泥石流、洪涝灾害的风险，河流泥沙含量也随之增加。张强等[5]通过研究发 现，珠江流域降水强度在增加，降水强度的增大增加潜在的洪水风险和相应的洪水灾害。 在此变化环境下，把径流和其他水文过程做稳定性过程处理可能不再合理[1] 。尤其是 依据水文过程稳定性假设构建的传统频率分析模型计算的设计标准修建的流域开发利用 工程、防洪和抗旱工程，将面临由变化环境引起的水文变异导致的风险。因此，变化环 收稿日期：2013-12-15; 修订日期：2014-06-10 基金项目：安徽省高校引进领军人才专项项目；中山大学滨海小流域自然地理综合过程观测与实验平台建设项目 作者简介：顾西辉（1990- ），男，河南信阳人，硕士，主要从事气象水文学研究。E-mail: guxihui421@163.com 通讯作者：张强（1974- ），男，山东沂水人，博士，教授，博士生导师，主要从事流域气象水文学研究、旱涝灾 害机理、流域地表水文过程及其对气候变化的响应机制与机理以及流域生态需水等领域的研究。 E-mail: zhangq68@ 1680-1693 页 9期