在水庫(kù)群建設(shè)階段,由于人為大面積改變土地利用和植被覆蓋而造成下墊面結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的變化,引起了水文過(guò)程的劇烈變化。在水庫(kù)群運(yùn)行階段,水庫(kù)群在發(fā)揮防洪發(fā)電等作用時(shí),對(duì)河川徑流特征造成顯著變化,導(dǎo)致河流水文情勢(shì)改變。因此明確水電開(kāi)發(fā)對(duì)流域徑流特征的改變程度,定量評(píng)價(jià)下墊面變化和水庫(kù)群運(yùn)行對(duì)河道徑流的影響,開(kāi)展水庫(kù)群運(yùn)行背景下的中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào),對(duì)制定新形勢(shì)下流域水資源的合理開(kāi)發(fā)利用、保護(hù)資源環(huán)境措施以及優(yōu)化水利工程調(diào)度方案具有十分重要的意義。岷江是長(zhǎng)江上游水量最大的支流,也是長(zhǎng)江流域重要的水能資源開(kāi)發(fā)基地。本文以岷江流域?yàn)檠芯繀^(qū),深入開(kāi)展水庫(kù)群運(yùn)行下流域徑流演變規(guī)律分析、水文過(guò)程模擬和中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)研究。主要研究結(jié)論如下:(1)針對(duì)水庫(kù)群建設(shè)運(yùn)行對(duì)徑流的影響程度問(wèn)題,以岷江流域的出口控制站(高場(chǎng)水文站)徑流序列為研究對(duì)象,分別采用傾向率法、滑動(dòng)T檢驗(yàn)、Mann-Kendall檢驗(yàn)、小波分析等統(tǒng)計(jì)分析方法探討流域內(nèi)徑流的年際年內(nèi)變化規(guī)律和趨勢(shì),并通過(guò)水文情勢(shì)變化分析法(IHA)和CRITIC法定量確定徑流改變程度和指標(biāo)影響權(quán)重。研究結(jié)果表明:隨著水庫(kù)建設(shè)運(yùn)行數(shù)量增加,最大(最小)流量降低(增加)幅度變大;水庫(kù)建設(shè)運(yùn)行對(duì)汛期河道徑流影響最為顯著,其中6-10月平均流量和年最大流量這6個(gè)指標(biāo)所占權(quán)重較大;高場(chǎng)站徑流改變程度為中度。(2)為解決水庫(kù)蓄泄水和水庫(kù)群建設(shè)造成土地利用、植被覆蓋變化對(duì)徑流影響問(wèn)題,采用SWAT模型并用控制變量法設(shè)置了兩種水文模擬情景模式,通過(guò)SWAT-CUP中Parasol分析法進(jìn)行參數(shù)敏感性分析,定量分析土地利用/土壤植被和水庫(kù)群運(yùn)行對(duì)徑流的影響值。模擬結(jié)果顯示:在1995-2000年期間,徑流因土地利用/土壤植被變化減少了45m3/s,因水庫(kù)運(yùn)行減少了75m3/s,說(shuō)明水庫(kù)蓄泄水對(duì)徑流影響較為顯著。(3)針對(duì)水庫(kù)群蓄泄水影響下的中長(zhǎng)期徑流預(yù)報(bào)研究,本文從物理成因出發(fā),將氣象預(yù)報(bào)因子與水庫(kù)蓄泄因子集結(jié)合,建立多元回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于PSO參數(shù)尋優(yōu)的支持向量機(jī)模型,并將有無(wú)水庫(kù)蓄泄因子的預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,研究水庫(kù)群運(yùn)行對(duì)預(yù)報(bào)精度影響。對(duì)比兩種方案預(yù)報(bào)結(jié)果得出:采用多元回歸預(yù)報(bào)模型,增加蓄泄因子的預(yù)報(bào)方案精度提高了7.01%;采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,增加蓄泄因子的預(yù)報(bào)方案精度提高了4.17%;采用支持向量機(jī)模型,增加蓄泄因子的預(yù)報(bào)方案精度提高了2.33%。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：P338.2
【部分圖文】：

圖 3-1 高場(chǎng)站徑流變化趨勢(shì).2. 徑流周期性分析徑流序列隨時(shí)間的變化受到多種因素的綜合影響。徑流變化過(guò)程存在多時(shí)間尺度重要特征，一般表現(xiàn)為大尺度中包含小尺度變化周期。本文根據(jù)高場(chǎng)水文站多年測(cè)徑流數(shù)據(jù)，借助 Matlab、surfer 和 excel 軟件，選用 Morlet 函數(shù)作為基小波函行小波變換，分離出徑流序列的多尺度變化周期。下圖 3-2 和圖 3-3 所示為高場(chǎng)站年徑流小波分析結(jié)果相關(guān)的四張圖，分別為小波變換實(shí)部等值線圖、模等值線小波方差圖及主周期小波系數(shù)圖。實(shí)部等值線圖可以清晰反映徑流演變過(guò)程中存在的多時(shí)間尺度特征。高場(chǎng)站在徑變過(guò)程中存在 3～9 年、10～25 年、25～32 年的三個(gè)時(shí)間尺度變化，10～25 年尺出現(xiàn)了枯-豐交替的準(zhǔn) 5 次震蕩，同時(shí)可以看出 3～9 年、10～25 年兩個(gè)尺度的周化在整個(gè)分析時(shí)段表現(xiàn)得非常穩(wěn)定。

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文圖 3-3（左）中存在 5 個(gè)較為明顯的峰值，它們分別對(duì)應(yīng) 3 年、5 年、7 年、12 年、19年。最高峰值發(fā)生在 19 年尺度上，表明該尺度上發(fā)生震蕩作用最大，可視為第一主周期；同理，7 年尺度為第二主周期；第三、第四、第五峰值分別對(duì)應(yīng)著 12 年、5 年和 3 年。這五個(gè)周期的波動(dòng)控制著流域徑流在整個(gè)流域內(nèi)的變化特征。繪制出徑流演變的第一和第二主周期小波系數(shù)圖（圖 3-3（右）），得出在 19 年時(shí)間尺度上，岷江流域徑流變化的平均周期為 12 年，徑流發(fā)生了 5 次豐枯轉(zhuǎn)換；同理，在 7 年尺度上，流域徑流發(fā)生了 12 次豐枯變換。

7 年尺度為第二主周期；第三、第四、第五峰值分別對(duì)應(yīng)著 12 年、5 年和 3 年。這五個(gè)周期的波動(dòng)控制著流域徑流在整個(gè)流域內(nèi)的變化特征。繪制出徑流演變的第一和第二主周期小波系數(shù)圖（圖 3-3（右）），得出在 19 年時(shí)間尺度上，岷江流域徑流變化的平均周期為 12 年，徑流發(fā)生了 5 次豐枯轉(zhuǎn)換；同理，在 7 年尺度上，流域徑流發(fā)生了 12 次豐枯變換。圖 3-2 高場(chǎng)站徑流小波系數(shù)實(shí)部等值線圖（左）、小波系數(shù)模等值線圖（右）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2811897