南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇研究 Synchronous-asynchronous encounter probability of rich-poor precipitation between water source area and water receiving areas in the Middle Route of South-to-North Water Transfer Project.pdfVIP

水 利 学 报 SHUILI 2007年10月 XUEBAO 第38卷第i0期 文章编号：0559—9350(2007)lo_1178—08 南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇研究 闰宝伟1，郭生练1，肖 义h2 (1武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室。湖北武汪删72；2湖南省水利厅．朝南长抄4I哪) 摘要：运用c“p山方法理论构造了南水北调中线工程水源区与各受水医汛期、非汛期及垒年降雨量的联合分布，并 用所建模型对水源区与各受水区的丰枯遭遇进行了研究。结果表明，用copub方法来描述不同水文区的丰枯遭遇 问题是可行的。通过分析得出以下结论：水源区与受水区丰枯同步的频率表现出由南向北递减的规律，且同枯的 频率略大于同丰的频率，同平的频率最低，有利于调水的频率却表现出相反的趋势；非汛期调往各受水区的承量有 限，需配合其他水利工程进行联台调度才能保证供水区的用水安全。 关键词：南水北调；中线工程；丰枯遭遇；频率分析；c叩山 中田分类号：P333 文献标识码：A 1研究背景 南水北调中线工程是解决我国水资源分布与社会生产力布局不相适应、促进地区经济繁荣和社会 发展与保护生态环境的有效途径，也是支撑缺水地区可持续发展的重要举措。工程从汉江丹江口水库 引水(近期)，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，北上自流到北京、天津。工程处于东部平原气候与中 西部山区气候的交界带上，穿越北亚热带的秦巴、南热带的鲁淮和河北3个气候区。水源区汉江丹江口 以上流域集水面积9．52万km2，受水区范围约15万ko，分为唐白河区、黄淮河区和海河区。 郑红星等w根据同步水文系列进行经验频率计算，确定南水北调东、中两线不同水文区降水丰枯的 遭遇概率，但该法没有考虑水源区与受水区之间大气降雨的内在联系，理论上尚待完善。戴昌军和梁忠 民”1通过统计试验对正态变换等3种联合分布计算方法进行比较研究，并用正态变换的Mom法分析 了南水北调东线径流丰枯遭遇频率。该法计算比较复杂，且在数据转换过程中难免会使一些信息失真。 本文尝试采用比较简单易行且已在水文计算中得到成功应用的copula方法o。1进行不同水文区的丰枯 遭遇研究，通过copula构造南水北调中线水源区与各受水区降雨的联合分布，具体分析水源区与各受 水区丰枯遭遇的频率，为南水北调中线工程的实施和运行提供相应的科学依据。 2资料和方法 水资料，所选时段包括汛期(5一10月)、非汛期(“月一次年4月)及全年。选取各区分布较均匀的站点 作为代表站点，其中汉江区选用3站，唐白河区选用3站，黄淮河区选用5站，海河区选用5站。为了减 少单站实测资料的片面性，取水源区和受水区各站的算术平均序列作为区域序列进行分析。 收藕日期：2006一12-12 研究基金(0∞6822) 作者简介：国宝伟‘1辨1一)．男．山东滨州^，博士生，主要从事水文水资源研究。BmⅡ：咖一枷@1舒．哪 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 _萋 螂 窿 壹 毫 皿 也 捉扛区降雨量饷 捉扛区降雨量，mm 汉扛区降雨量，mm (aJ攫唐遭遇 (b)祝黄遭遇 (c)攫海遣遇 图3水源区与各受水区年降雨遭竭的联台分布等值钱 ≤，畦)。 两种情形，其中丰枯异步包括水源区偏丰受水区偏枯和水源区偏枯受水区偏丰两种情形，具体见表4。 表4水源区与各受水区丰枯遭遇频率(％) 一1182— 万方数据 表4列出了水源区与各受水区不同时段丰枯遭遇的频率．其丰枯遭遇表现出如下特征。 (1)从时间尺度看，丰枯同步的频率在非汛期最高(汉黄遭遇除外)，一般而言，丰枯同步的频率越