基于非線性理論的漳澤水庫徑流變化規(guī)律與預(yù)測研究.pdf

1、徑流變化規(guī)律和預(yù)測研究是水文水資源學(xué)科的研究方向之一,也是水資源開發(fā)利用和科學(xué)管理的重要依據(jù)。因此,充分挖掘和識別、拓展研究途徑,采用新方法揭示徑流變化規(guī)律和預(yù)測未來徑流具有十分重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文采用非線性理論,以漳澤水庫為研究對象,利用1956~2008年的徑流、降水等資料,較為全面地、深入地分析了53年來水庫徑流量的年內(nèi)、年際變化周期等變化規(guī)律,及其影響因素對徑流量年際變化的影響,建立了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的徑流

2、預(yù)測模型。論文取得主要研究成果有以下幾個方面:
　　(1)漳澤水庫徑流變化規(guī)律分析。采用水文統(tǒng)計(jì)方法分析了徑流的基本特征,尤其是不均勻性和集中度特征,揭示了徑流年內(nèi)、年際變化規(guī)律。分析表明:漳澤水庫徑流量主要集中在6-9月份,年內(nèi)分配不均勻性50年代后期和90年代最大,00年代最小,總體呈現(xiàn)先減小后增大再減小的趨勢;徑流集中度的多年平均值為39％,說明其徑流月分配差異不是很懸殊,集中期最早出現(xiàn)在6月下旬,最晚出現(xiàn)在8月上旬,主要集

3、中期是7月底、8月初。
　　(2)基于分形理論,分析了徑流時間序列非線性特征。采用R/S分析法和DFA分析法進(jìn)行了徑流長程相關(guān)性特性的挖掘,結(jié)果表明:漳澤入庫徑流的DFA標(biāo)度指數(shù)為1.117遠(yuǎn)大于0.5,說明年徑流序列存在明顯的正相關(guān)性,水庫年徑流量在未來某段時間可能繼續(xù)保持減少態(tài)勢。
　　(3)漳澤水庫徑流影響因素分析。分析了降雨、恩索現(xiàn)象、人類活動等對漳澤水庫徑流量變化的影響,結(jié)果表明:厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)的年份,徑流量在當(dāng)

4、年或次年會減少,出現(xiàn)偏枯水年;拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)的年份,徑流量會增加,出現(xiàn)偏豐水年;煤礦的開采是漳澤水庫徑流量減少的主要原因。
　　(4)漳澤水庫年徑流周期分析。采用 EEMD方法和 Hilbert變換對漳澤水庫徑流序列周期進(jìn)行了分析,以 EEMD以噪聲輔助信號處理原理為基礎(chǔ),通過加入小幅度的白噪聲來均衡信號,有效地解決了模態(tài)混疊現(xiàn)象,利用高斯白噪聲零均值的特性,使真實(shí)信號得到了保留,改進(jìn)了傳統(tǒng)EMD分析方法。結(jié)果表明:漳澤水庫天然年

5、徑流演化過程包含有4個 IMF分量以及一個趨勢項(xiàng);漳澤水庫天然年徑流可能存在2.42、3.83、7.09、14.59年幾個周期,并且可以推測其演化可能與大氣低頻振蕩、厄爾尼諾現(xiàn)象、天體運(yùn)動規(guī)律和太陽黑子強(qiáng)弱變化等因素有關(guān)。
　　(5)漳澤水庫徑流突變分析。采用了滑動 t檢驗(yàn)、山本法(Yamamoto)、Mann-Kendall法、克拉默法(Cramer)、佩蒂特(Pettitt)法、勒帕熱(Lepage)法和啟發(fā)式分割算法7種方法