【摘要】：在水資源管理、規(guī)劃與配置、防洪減災(zāi)方案的設(shè)置和實(shí)施以及各類水利水電、土木工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理中,都要求一定標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)值,而設(shè)計(jì)值往往基于水文序列的一致性假設(shè)取得。全球氣候變化以及人類活動(dòng)引起了水文要素的劇烈變化,如流域蒸散發(fā)量增大、河川徑流減少甚至斷流,旱澇事件頻頻發(fā)生,等。這使得一些水文序列的一致性受到挑戰(zhàn)。為檢驗(yàn)變化環(huán)境下流域降水徑流非一致性及其演變規(guī)律,本文在目前諸多水文非一致性研究的基礎(chǔ)上,對(duì)非一致性的內(nèi)涵進(jìn)行剖析和定義,基于定義對(duì)水文非一致性的表現(xiàn)形式進(jìn)行分類,并提出了相應(yīng)的流域降水徑流非一致性診斷方法。該診斷方法被成功應(yīng)用在海河北系和京津地區(qū)。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下：(1)在對(duì)水文非一致性產(chǎn)生原因的分析基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)及其狀態(tài)和運(yùn)行機(jī)制的分析,對(duì)水文非一致性進(jìn)行定義：是在水循環(huán)物理?xiàng)l件變化的背景下,水文監(jiān)測(cè)資料不再屬于同一總體的現(xiàn)象,反應(yīng)了水循環(huán)過(guò)程對(duì)變化環(huán)境的綜合響應(yīng)過(guò)程,體現(xiàn)在水文樣本不再滿足獨(dú)立同分布假設(shè)。根據(jù)水文非一致性的定義,并借鑒于時(shí)間序列分析,將水文非一致性的表現(xiàn)形式分為差分非一致性和趨勢(shì)非一致性兩類,分別體現(xiàn)了方差和均值的變化,補(bǔ)充了現(xiàn)有對(duì)非一致性的認(rèn)識(shí)。(2)根據(jù)水文非一致性的兩種表現(xiàn)形式,提出了單序列的非一致性診斷方法,能夠識(shí)別出均值和方差的變化,改進(jìn)了現(xiàn)有方法重點(diǎn)考察均值,忽略方差的弱點(diǎn),方法更嚴(yán)謹(jǐn),診斷結(jié)果更可靠。在此基礎(chǔ)上,提出非一致度的概念,提出針對(duì)多序列的非一致性診斷方法,從而實(shí)現(xiàn)非一致性程度的量化。(3)將流域降水徑流非一致性診斷方法運(yùn)用到海河北系和京津地區(qū),對(duì)研究區(qū)域總共981個(gè)時(shí)間序列進(jìn)行非一致性診斷。結(jié)果表明,海河北系和京津地區(qū)的降水非一致度為80/380,極端降水非一致度為161/220,徑流非一致度達(dá)到280/380,降水徑流關(guān)系表現(xiàn)非一致性。從非一致性形式上看,降水由差分和趨勢(shì)共同組成(差分/趨勢(shì)：39/46),表明降水的均值與方差變化相當(dāng),極端降水非一致性主要表現(xiàn)為差分非一致性(差分/趨勢(shì)：159/18),即以方差的變化為主,徑流非一致度主要表現(xiàn)為趨勢(shì)非一致性(差分/趨勢(shì)：124/252),即以均值的變化為主。從空間分布上看：山前地區(qū)的降水非一致程度較高,山區(qū)的極端降水非一致程度較高,且以方差的變化為主；桑干河上游大型灌區(qū)等地區(qū)徑流非一致程度較高,以均值的下降為主。(4)通過(guò)案例分析,證明本文所提出的流域降水徑流非一致性診斷方法可以準(zhǔn)確地篩選出非一致序列,并能識(shí)別非一致序列的所屬種類,得到流域降水、徑流要素的非一致變異最為顯著的時(shí)間尺度,以及極端降水非一致變異最為顯著的特征,實(shí)現(xiàn)了對(duì)水文要素在多個(gè)時(shí)間尺度上的非一致性變化程度的量化和比較,以及對(duì)多個(gè)站點(diǎn)的非一致性變異程度的量化和比較。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P333

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本文編號(hào)：2712507