【滦河流域径流演变特征分析8200字（论文）】

滦河流域径流演变特征分析目录TOC\o"1-3"\h\u101131引言 [15]。滦河流经河北省、内蒙两省区的16个县市，河流全长，在河北省政府网站上称888km，在《河北省志·自然地理志》中称877km，流域形状上宽下窄，上、中游平均宽约100km，滦县以下至入海口平均宽约20km。日照时数除燕山南部迁西县一带小于2800h，年日照百分率小于63%外，其它地区日照时数均大于2800h，年日照率在64%以上。滦河流域的径流监测站有40个，这些站基本为所在河流控制站，概况图如图1图1滦河流域图1滦河流域概况图春季气温回升快，风速大，干旱2000年降水系列相比较，全流域降水相差不大，平均降水量减少12.2mm，减少幅度2.2%，其中滦河山区减少10.1mm，减少幅度1.9%，滦河平原及冀东沿海诸河减少18mm，减少幅度3%。2001～2010年年均降水与1956～2000年年均降水相比有较大的差距，全流域平均降水量减少65.6mm，减少幅度11.9%。河流的径流形成过程影响河流径流的因素影响河流径流的主要因素:气候环境的因素、流域下垫面的因素和人类活动的因素。这些影响因素可以视为河流流域的环境条件的改变，进而影响到河流径流量的改变。气候的因素气候因素是对河流径流最基本和最重要的影响因素。气候因素中有降水、蒸发、气温等。在降水方面这一方面，国内大多数河流的径流都是由降雨产生的，所以河流径流的组成、变化会直接受到降雨和蒸发的时空分布、变化特点及程度多少所影响。然而气温的高低，也会影响蒸发的程度，进而去影响河流的径流。流域的下垫面因素流域下垫面环境条件有：地形、植被、地貌、地质特征等。地貌的分布情况如山地、丘陵、湖泊、平原、谷地等。地形的基本特征：山体的高程，山坡的坡度等，如迎风坡和背风坡。地质特征：土壤的性质、岩石的性质、岩石组成成分等。植被的分布特征：植被的种类、分布区域面积、植被保水能力等。所例举的以上条件都会影响到流域径流的形成和变化。人类活动的因素人类对径流的破坏主要是改变下垫面及其相关的环境条件，而下垫面的改变必然引起径流的改变其表现为：径流量的多少，水质的好坏。人类活动对径流有正负两方面的影响。（1）起到错峰调节径流的作用，人们通过在流域上修建水利建筑物。例如，通过人工降雨、人工冰雪融化、跨流域调水增加河流径流量，把水资源丰富的地区的水引到水资源缺乏的地区，有效解决水资源在空间分配上的不均匀问题；通过植树造林、修建梯田和开筑沟渠调节径流变化；通过修建水库和蓄洪、分洪、泄洪工程来改变径流的时空分布以及预防水灾害的发生。（2）人类破坏环境的不合理活动，例如：乱砍滥伐、化肥和农药的运用等会破坏河流的生态，造成严重的水质污染，也会削弱土地对河流径流的调节作用。滦河流域径流演变特征分析当前滦河流域也面临着许许多多的问题，乱砍滥伐、随意开垦造地、围湖造田、侵占河滩地，河道成了排污、滞污的场所，这些问题不仅仅只是与气候条件有关，与人类活动和经济及社会发展也密切相关。牺牲河流的生态和环境健康来发展经济是行不通的，绿水清山就是金山银山。河流就想输送养分，输送血液的血管一样。如果这些血管消失了、或被堵塞时，会导致一系列无法想象的后果。流域实测径流量数据表现出不一致性特征[17]。当相对环境条件长期相对稳定时，整个流域的观测径流数据将表现出相对一致的特征。环境变化对流域影响最明显的是径流量的变化。因此研究滦河的流域环境变化发现其变化趋势及突变年份，这对于加快北方河流的综合管理、规范河流的开垦、合理限制过度开发、确保河流中健康的环境水的使用，都具有非常重要作用，也是经济和社会可持续发展的基本保障。趋势分析图3滦河流域天然径流量统计图通过查找和搜集有关于滦河流域径流量的相关资料，收集到了从1956年到2图3滦河流域天然径流量统计图观察滦河流域天然径流量统计图，发现从1956年到2017年滦河的径流每年都在上下浮动变化，但是整体的趋势还是逐渐减少，趋势线的方程为y=-0.3237x+30.273，斜率为负数即可分析出。并且天然径流量最大的年份是1959年的72.26亿m³，最小的年份是2000年的5.87亿m³。图4滦河流域径流MK检验图应用Mann-Kendall趋势分析﹐滦河流域1956—2017年间逐年径流量的统计表明研究区径流不仅为下降趋势，而且下降趋势在0图4滦河流域径流MK检验图从图4可以看出，滦河流域径流的MK突变检验值的统计量UF、UB大于0.05的显著水平线的相关值，这显示出该流域的径流变化明显。除了1958、1959、1960年外其余的年份UF线全部都处于0线以下，这显示出了在1956-2017年之间的这段时间中，滦河流域的年径流量趋于明显的逐年减少的趋势；另外，检验结果中可以看出UF和UB在1980年的时候发生了相互交叉，出现了交叉点，且交点位于了两个临界线之间，这显示了滦河流域研究区径流变化过程中在1980年发生突变。通过传统数理统计方法与Mann-Kendall检验统计法对滦河天然年径流量的变化趋势进行了分析，发现得出的结论都是明显呈现逐年减少趋势，这个趋势提醒我们要对滦河流域的水资源合理利用，做好流域区域的生态保护工作。突变年份滑动T检验确定突变年份图5滦河流域径流滑动T检验图利用滑动T检验对滦河的天然流量序列进行径流突变分析，给定显著性水平α=0.05，查分布表得到临界值得tα，若，则认为在基准点时刻出现了突变，否则认为基本点前后的两段子序列均值无显著差异。由于此方法受人为的选择的影响，为了避免这一问题可以多选则几次滑动序列，反复的进行计算，提高计算的可靠性。使用MATLAB软件做出图和分析如下：图5滦河流域径流滑动T检验图由图5可以看出超过0.05的显著水平的年份有：1979年、1989年、1998年。通过对滦河流域查阅的资料以及调研分析得知，80年代后人类对水资源的开发利用进入了活跃期，上游中小型水库等水利工程的建设投入使用，使得径流量发生突变变异，由滑动T检验得出的突变年份为1979年。双累积曲线确定突变年份图6滦河流域径流双累积曲线图基于收集到的滦河流域1956-2017图6滦河流域径流双累积曲线图从图6中可以看出，累计降水深与累计径流深之间的相关关系在1980年发生变化明显，与基准期模拟的直线斜率对比发生明显变化，这表明在该时段径流发生了突变，其偏离的距离越远，突变量越大。所以，由双累积曲线分析得出的突变年份为1980年。通过滑动T检验得出的突变年份1979年，双累积曲线得出的突变年份1980年以及前面采用Mann-Kendall检验法检验得出的突变年份1980年综合分析，确定了滦河流域径流在1980年发生了明显突变。小结与分析通过降雨-径流双累积曲线法、滑动T检验法分析滦河径流突变特征，流域降雨-径流双累积曲线在1980年出现明显偏移，以偏移点为界，偏移前一般认为人类活动干扰较小的时期，是为基准期。以1980年为节点累积曲线斜率变小，表明径流相对与径流有变小趋势，1980年为突变点。滑动T检验法超过0.05的显著水平的年份有：1979年、1989年、1998年，通过对比、结合双累积曲线法和M-K检验法的突变年份分析，最后得出1980年为突变发生的年份。首先通过传统的数理统计法对滦河流域的天然径流量进行简单分析，发现流域径流量整体呈现下降趋势，然后采用M-K方法对滦河流域径流深进行趋势分析。根据对1956-2017年各水文要素检验分析，分析得出，径流检验统计量为负值，流域径流深呈显著的减少趋势。经分析计算，滦河流域径流深呈显著减少趋势，认为1980年前为人类活动干扰较小的时期（基准期），1980年后为人类活动期。滦河流域水资源开发利用较早，流域80年代后水资源开发利用进入高峰期，高强度的人类活动是造成流域径流减少的主要因素。1979年滦河干流潘家口水库、大黑汀水库先后投入运行中，起到调节径流的作用。滦河流域洪水特点是峰高量大，地区分布不均匀，主要来自燕山南麓大黑汀水库至滦县区间。还有著名的引滦入津工程，20世纪70年代末的时候，天津由于经济发展迅速，人口大量增长，水的消耗量急剧增加，天津的水资源严重不足，导致人畜饮水困难，所以20世纪80年代决定进行引滦入津工程，解决天津的用水困难，引滦入津工程主要是把潘家口水库与大黑汀水库里的水引入天津市内，工程的引水渠全长234km，引滦入津工程解决了天津供水不足，人畜饮水困难的问题，结束了天津人喝苦水、喝咸水的历史。这些水利工程，不仅把水资源时空分配不均匀的问题进行调节，还把水资源丰富的区域的水引到真正缺水需水的区域，所以合理规划，保证水质的来修建水库及水利工程对河流径流错峰调节是非常有意义的一件事情。结论与展望对滦河流域的天然径流量进行了趋势性分析和突变性分析，得出了滦河流域从1956年到2017年天然径流量呈现下降趋势，天然径流量最大的年份是1959年的72.26亿m³，最小的年份是2000年的5.87亿m³。特别在突变年份1980年后，下降趋势更为显著。对于一份流域径流的数据，在设计年径流计算所需的年径流量序列时必须是具有相同成因条件的数据序列，在相同的气候环境条件下作对比，这样数据序列才是一致的。年径流序列数据的一致性是基于气候条件和下垫面条件的基本稳定。通过运用了传统数理统计法、M-K突变检验法、滑动T检验法和双累计曲线法得到了滦河流域径流演变的特征，但是本文研究还有许多地方可以更加完善：（1）由于数据获取能力有限，查阅资料和搜集到的数据没有与滦河流域上的其他站点的数据进行差异比较以及是否演变规律存在误差。（2）数据在查阅资料和搜集的过程中，可能产生误差，并且在计算研究结果时，精度的选择上面也有误差产生。（3）在进行研究的时候，选择的方法为传统普遍的方法，可以再选择一些更贴合水文数据以及更具有创新性的研究方法进行统计研究，让结果更贴合水文数据。（4）在论文整理的过程中，论文的架构，条理性和逻辑性还可以更加完善。与老师对我的期望还相差甚远。（5）在开展研究的过程中，我发现了自己的经验方面还存在不足。如果继续进行论文的研究分析，我可能会更加深入对研究区域的情况进行了解，多收集与其相关的数据进行比对，提高精度，尽量减少误差，并且多进行一些更具水文性和创新性研究的方法进行分析研究，让结果更加准确也更具有水文性质，在最后整理论文的过程中，对论文的架构和条理性、逻辑性上加以完善，让论文的完整性更高。在研究分析中，我会多加强自己的操作能力，操作经验以及自身的知识程度，充分发挥此次研究所具有的理论价值和现实指导意义，也让我自身的特长在论文研究里得到体现，真正的体验到水利工作者在工作中一丝不苟的新时代水利精神：忠诚、干净、担当，科学、求实、创新。

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