資源描述:
《文峪河徑流演變規(guī)律分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、文峪河徑流演變規(guī)律分析摘要:在分析文峪河流域特征和流域生態(tài)環(huán)境變化的基礎(chǔ)上,應(yīng)用HHT變換方法和非趨勢波動(dòng)分析法等方法,分析文峪河徑流演變規(guī)律。結(jié)果表明:文峪河水庫壩址處的天然徑流演化與文峪河水庫壩址以上流域的降水、氣溫等氣象因素的周期變化規(guī)律是相吻合的,受氣候因子的影響較為強(qiáng)烈,且表現(xiàn)出與氣象要素相同或相近的周期變化特征。結(jié)合EMD分解得到的趨勢走向,可推知未來文峪河年徑流將存在一個(gè)持續(xù)的縮減趨勢,徑流縮減主要是受到區(qū)域降雨減少和氣溫上升的影響,其中以降雨偏低為主。在氣候等因素變化的前提■必須加強(qiáng)地表水資源的保護(hù)和調(diào)控。關(guān)鍵詞:文峪河徑流演變分析1文峪河概況及流域特征1.1概況文峪河山
2、西省小部西側(cè)屈黃河流域汾河水系,是汾河的最大支流。主河道全長15&6公里,上游河段93.9公里,中卜?游河段64.7公里。流域總面積4112.4平方公里。文峪河是山西省呂梁地區(qū)的重要水源地2—,承擔(dān)了交城、文水、汾陽和孝義平川四縣市、近50萬人口的供水任務(wù),在整個(gè)呂梁區(qū)域水安全保障體系中占有極其重要的戰(zhàn)略地位。1.2流域特征1.2.1氣候特征文峪河流域屈暖溫帶大陸性半干旱氣候,四季分明,春季多風(fēng)、少雨、干燥;夏季多暴南、炎熱;秋季旱澇多變、早涼;冬季少雪、寒冷。極端最高氣溫39.9°C,最低極端氣溫-27.4°Co無霜期160-183天,最人凍土深0.8米。平均降水量523.9毫米。降水
3、量呈現(xiàn)年際變化大、年內(nèi)分配不均、空間垂直分布變化大等特點(diǎn)。整體呈現(xiàn)減少的趨勢,常出現(xiàn)旱澇年相間。年內(nèi)分配差異大,最大口降水和最大月降水,大多出現(xiàn)在6-9月,個(gè)別年份出現(xiàn)在5月或10月。汛期4個(gè)月降水量集中,占全年降水量的50%-88%o1.2.2水文特征流域多年平均水資源總量為3.83億卅,其屮地表水為2.34億n?,地下水為2.67億n?。其中,多年平均徑流量1.82億m3,1952年?1996年間,實(shí)測年平均徑流量1.741億億最大為4.78億m3(1964年),最小為0.596億m3(1987年)。20世紀(jì)70年代以后,徑流量呈下降趨勢。結(jié)冰期為11月?次年3月。2生態(tài)環(huán)境變化文峪
4、河流域?yàn)閰瘟旱貐^(qū)重要的糧、林以及經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)區(qū)。明清以來,文峪河地區(qū)人口突增,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速,以糧產(chǎn)、林木、煤礦等產(chǎn)業(yè)最為突出。然而,無節(jié)制的資源占有和掠奪,使文峪河地區(qū)的口然資源和生態(tài)環(huán)境遭受了極大的破壞,大量植被被損害,水分涵養(yǎng)條件差,水土流失嚴(yán)重,水旱災(zāi)害頻繁發(fā)生。近年來,受氣候條件的影響,文峪河的來水逐年減少,地表水資源量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該地區(qū)的生產(chǎn)生活需要,部分灌區(qū)荒廢或無法止常運(yùn)行,很多地區(qū)不得不依靠開采地下水緩解供需孑盾,長期的開采使地下水位不斷降低,形成年年報(bào)廢舊井、年年打新井的局而。由于地下水位持續(xù)下降,嚴(yán)重影響了地表土壤含水量,使大部分地表植被受到生態(tài)脅迫。隨著沿河經(jīng)濟(jì)
5、迅速發(fā)展,很多高耗水高污染企業(yè)在文峪河流域廣泛存在。個(gè)別企業(yè)為引取水便利、節(jié)省費(fèi)用、降低成本、躲避環(huán)境監(jiān)管,多次將含水污泥用高壓水泵繞過在線監(jiān)控點(diǎn)偷排至文峪河,造成文峪河水質(zhì)惡化、水體污染,影響了民眾正常的生產(chǎn)生活。同時(shí),也對(duì)地下水安全造成了嚴(yán)重威脅。3文峪河徑流演變規(guī)律分析受氣候變化和人類活動(dòng)的影響,近兒年區(qū)域水安全問題倍受關(guān)注,且在許多區(qū)域或流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局過程中均要求復(fù)核水資源的保障能力。作為重要水源的河川徑流量的演變趨勢及持續(xù)性問題也被列為水安全問題的重要議題Z—。木文將運(yùn)用非趨勢波動(dòng)法從標(biāo)度不變性的角度對(duì)河川的徑流序列的長程相關(guān)性進(jìn)行分析,結(jié)合趨勢走向,結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模
6、型判定未來河流長期發(fā)展趨勢的持續(xù)性,為區(qū)域水資源安全與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)布局提供依據(jù)。3.1數(shù)據(jù)來源文屮采用文峪河水庫壩址處1952年-2007年共56年的天然年、月徑流為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源于山西省水文局3.2研究方法3.2.1Hilbert-Huang變換方法HHT(Hilbert-HuangTransform)是一種適用于非線性和非平穩(wěn)性數(shù)據(jù)的處理方法,主要分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法(EMD)及H訂bert變換兩部分。(1)EMD方法EMD是美國N.E.Huang提出的信號(hào)分解算法,此算法的目的在于把復(fù)雜信號(hào)分解為簡單的單分量信號(hào)的組合,即將性能不好的信號(hào)分解為一組性能較好的具有瞬吋頻率的固有模態(tài)函數(shù)
7、(IMF)和具有單調(diào)性或一個(gè)極值點(diǎn)的殘余項(xiàng)Rn。具體的計(jì)算步驟如下:提取原時(shí)間序列x(t)的各局部極值,然后用三次樣條函數(shù)進(jìn)行插值,得到原吋間序列x(t)的上包絡(luò)線序列值mmax(t)和下包絡(luò)線序列值mmin(t)。并計(jì)算每個(gè)時(shí)刻mmax(t)和mmin(t)的瞬時(shí)平均值m(t):2⑴用原序列x(t)減去瞬吋平均值m(t),得到新數(shù)據(jù)系列:/?(/)=x(r)-/n(Z)(2)得到第一個(gè)固有模態(tài)函數(shù)II(t)后,用原序列減去Tl(t