葫芦河径流年际变化分析难点.docVIP

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） 总体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287 km，流域面积10740 km2，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 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x-xk小于、等于或大于零时sign(x-xk)分别为-1、0或1 (2-7) 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 t=2，3，……，n E（t）=t（t-1）/4 Var（st）= t（t-1）（2t+5）/72 t=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，分析葫芦河径流多年变化特征。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，总体表现为的趋势 （二）径流变差系数和年极值比 对水文现象来说，变差系数Cv，年反映河川径流在多年中的变化情况，Cv，年值越大，表明丰枯水年的年径流变化剧烈，容易引发干旱或洪涝灾害，对水资源的开发利用不利。年际径流极值比越大，反映径流年际变化幅度越大。 表3-4 葫芦河流域年径流量特征值表 水文站 年径流量（亿m3） 流域面积（km2） Cv，年 最大 最小 最大/最小 年径流量（亿m3） 年份 年径流量（亿m3） 年份 秦安） 3.09 9805 0.68 8.48 1968 0.32 1997 26.5 从表3-4中可以看出，葫芦河Cv，年值为0.68，表明葫芦河径流年际变化剧烈，多年分配不均匀、不稳定，丰水年易发生洪水问题，枯水年易发生干旱问题。自1956年以来，葫芦河流域水量最丰沛的一年为1968年，1997年是葫芦河流域历史上最枯的一年，年际径流量极值比为26.5，表明该流域调蓄能力较弱，年际变化幅度大。 （三）径流M-K秩次检验 根据葫芦河秦安站1956