海南岛万泉河加积站水文情势变化分析

59K6; 86 8I&6 5 = =K =&@9 5&5: I&=I >6&I
59I6; @ >&5
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6&65 6&58 6&I
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6&5@ 6&5K 5&5
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@
6&96 :&:I @6&9
合计 K9 566 = : K5 =&>8 =&=9 5:&85 566
收集万泉河流域内水利工程建设情况& 自 =6 世纪 >6 年代开始万泉河流域大规模修建水利工程% 59K6 ;水利工 程 建 设 迅 猛% 目 前 流 域 内 已 建 大 型 水 库 = 座%中型水库 " 堰 闸 水 坝# I 座% 小 型 水 库 555 座& 加积水文站上游有大型水库 = 座'中型水库"堰 闸水坝#: 座'小型水库 K5 座%总库容 5:&85 亿 *8 %调 洪库容 =&>8 亿 *8 %无防洪库容& 牛路岭水库为年 调节水库%59K: 年开工建设%59K9 年底 = 台机组同 时发电%总库容 K&KI 亿 *8 %正常库容 >&86 亿 *8 % 死库容 5&58 亿 *8 & 红 岭 水 库 为 多 年 调 节 水 库% =655 年初开工建设%=65> 年初两台机组同时发电% 总库容 :&:= 亿 *8 % 正常库容 @&:I 亿 *8 % 死 库 容 6&96 亿 *8 & 具体见表 5&
图 !$加积站年均流量 01和滑动 !检验突变分析
图 &$加积站非汛期平均流量 01和滑动 !检验突变分析
%&%$EGD水文情势定量评价 基于 4_D指标采用 EGD法统计 59K> 年以前
59>:59K> 年 和 59K: 年以后 59K:=6=6 年 8= 个水文参数并计算参数均值变差系数 ,dEGD 目标水文改变度变化等级结果见表 @ 4_D的 8= 个指标中8 个受到高度影响58 个受到中度影 响其余 5: 个受到的影响较小河流水文情势整体 的改变度为 @=&9R为中度改变
" EGD# 分析受干扰前后 4_D指标来评估水文情势
的变化程度%以受干扰前 4_D指标的 =>R TK>R作
为 EGD阈值%对第 "个指标改变度计算如下!
#"b
$O"J$(" $("
c566%
"5#
:
$("b&"$'
"=#
其中%#"为第 "个 4_D指标的水文改变度,$O"
为第 "个 4_D指标受干扰后仍落于 EGD阈值内的
!$研究方法
利用 ^/))<H()S/LL检验法'滑动 !检验(I) 进行
序列趋势和突变分析& 本文给定显著性水平 !b 6&6>%^H检验置信值 V5&9:%!检验置信值 V8&8@&
采用水文变化指标" 4_D# (56 J55) 评估整体河流
水文情势变化%包括 88 个指标%万泉河流域无断流
情况%仅分析 8= 个指标%具体见表 =& 变动范围法
河流水文过程是河流中的水文特性和变化规 律不仅塑造河床结构形态还进行河流系统物质及 能量传输具有重要的水文学生态学意义 长期以 来河流水文情势主要由自然降水河床地质地貌等 条件决定 但自 =6 世纪 >6 年代起人类活动对河 流水文过程的干涉逐渐增强 尤其人类活动对下垫 面的改变水资源开发修建大型水利工程等导致众 多江河水文情势发生较大改变5 J> 万泉河流域作 为海南岛暴 雨 中 心 当 地 对 水 资 源 开 发 利 用 频 繁 梁蓓等: 基于万泉河加积站 59>:=66K 年水文气 象资料利用有序聚类方法和 `4? 分析流域入海径 流量发现下垫面植被结构改变是 =668 年后径流显 著减小的重要原因 梁蓓等: 的分析存在偏 颇 =668 年后径流显著 减 小 更 多 因 为 气 候 变 化 尤 其 =66@=66> 年降 水 严 重 偏 少 导 致 径 流 显 著 减 少 李旦等K 基于万泉河加报站 59>K=65@ 年日流量 资料利 用 变 化 范 围 法 EGD法 直 方 图 匹 配 法 _^D 分析加报站水文情势得出加报站水文情势
水利工程建设尤其大型水库牛路岭水库'红岭 水库建设对万泉河径流影响巨大%结合加积站年均
K
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人民珠江A=6=8 年增刊 5
流量汛期及 非 汛 期 平 均 流 量 突 变 分 析 结 果 采 用 59>:59K> 年 作 为 人 类 活 动 影 响 前 时 段59K: =6=6 年为人类活动影响后时段 进一步使用 EGD 法分析径流变化
图 #$万泉河流域概况
项目 水库数 $宗 占水库数 $R
大型 $宗 中型 $宗 小型 $宗 调洪库容 $亿 *8 死库容 $亿 *8 总库容 $亿 *8 占总库容 $R
59>6; 55
58&9
55
6&65 6&5> 6&9
表 #$万泉河加积站上游水利工程建设情况
59:6; =>
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人民珠江A=6=8 年增刊 5
县%至琼 海 市 博 鳌 港 入 南 海(I) & 万 泉 河 干 流 全 长 5>:&: Q*%集水面积 8 :98 Q*= %总落差 >=8&6 *%干 流坡降5&5=a& 每年 >$55 月为流域汛期%5= 月至 次年 @ 月 为 流 域 非 汛 期(9) & 收 集 加 积 水 文 站 59>:$=6=6 年日径流数据%资料长度 :> /&
基金项目海南省院士创新平台科研专项资助 Z?BP[\=6=5@= 收稿日期=6== J5= J=: 作者简介肖静59II 女硕士工程师主要从事水文情报预报及防汛抗旱研究 CJ*/+L]+/O.+)0=65=".-M5:8&1O* 通信作者杨向权59I: 男硕士工程师主要从事防汛抗旱及河湖管理研究 CJ*/+L=96@I8>::MNN&1O*
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+值 8&6= =&>> =&@> =&85 =&II 6&=@ 6&56 J6&8@ J5&86 J6&K: 6&5I 5&@6 J6&K: =&@= J6&8:
显著性 显著上升 显著上升 显著上升 显著上升 显著上升 无显著变化 无显著变化 无显著变化 无显著变化 无显著变化 无显著变化 无显著变化 无显著变化 显著上升 无显著变化
!""# $$%%%&'()*+),!-.+/)0&1) 23456789:9 $.7+;;)75665<9=8>7=6=87?5766=
第 @@ 卷 增 5 人民珠江A =6=8 年 : 月ABCDEFE4GCE
海南岛万泉河加积站水文情势变化分析
肖A静5 杨向权=
5&海南省水文水资源勘测局海南A海口A>K6=68=&海南省水务厅海南A海口A>K6=68
摘 要基于万泉河加积站 59>:=6=6 年日均流量资料采用 ^/)) JH()S/LL检验法滑动 !检验分析加积站年均 汛期及非汛期流量趋势突变情况并基于 4_D8= 个指标用 EGD法分析加积站水文情势变化 结果表明年均流 量汛期流量呈下降趋势但不显著非汛期平均流量上升趋势显著 加积站年均流量在 59K>=66K 年发生突变汛 期平均流量突变在 59K:=66K 年发生突变非汛期平均流量在 59I8 年发生突变结合水利工程建设情况选取 59K> 年之前作为天然状态 EGD分析表明河流水文情势整体的改变度为 @=&9R为中度改变 非汛期平均流量 明显增大年最小流量指标基流指数中高度改变等表明了水利工程削峰补枯调节作用明显而年最大流量指标的 减小出现时间延后及高流量脉冲次数减少历时增加反映水利工程蓄水气候变化对河道情势的明显影响 关键词水文情势EGD法万泉河加积站 中图分类号PG5==AA文献标志码DAA文章编号5665<9=8>=6=8 ?5<666><6I
AA5$> 月及非汛期平均流量上升趋势显著%超过 了 9>R置信区间,I$56 月平均流量呈下降趋势%其 他月份平均 流 量 呈 上 升 趋 势% 但 变 化 趋 势 不 显 著& 总体看%年均及汛期流量呈下降趋势%非汛期流量呈 上升趋势& %&!$突变点识别
采用 ^/))<H()S/LL法 和 滑 动 !检 验 对 加 积 站 59>:$=6=6 年的年均流量及汛期'非汛期平均流量 的突变进行分析%结果见图 =$@& 加积站年均流量 ^H检验在 59KI 年之前及 =66K 年以后有多个交叉 点%滑动 !值 在 59K6'59K>'599:'=66K$=669 年 超 过置信区间%综合考虑年均流量在 59K>'=66K 年发 生突变& 加积站汛期平均流量突变与年均流量突变 情况相似%^H检验在 59I5 年之前有多个交叉点% 滑动 !值在 59K6'599:'=66K$=66I 年超过置信区 间%综合考虑汛期平均流量在 59K:'=66K 年发生突 变& 加积站非汛期平均流量 ^H检验在 59I8 年有 交 叉 点% 滑 动 !值 在 59K>$59KK' 59I5$59I8' 599>$599K'=66@'=669 年超过置信区间%综合考虑 非汛期平均流量在 59I8 年发生突变&
发生高度中度变异原因是热带雨林破坏加剧植 被结构改变该加报站位于万泉河上游支流且上游 有中小型水库 =K 座=656 年开始兴建大型水库红 岭水库 综合考量人类活动对万泉河流域整体影 响分析万泉河加积站水文情势变化十分必要
#$研究区域与数据来源
加积水文站于 59@8 年 5 月设立在万泉河段上 经 过 = 次 的 停 测 59@859@K 59>6 年 恢 复 59@I59@959>5 年 和一次的变迁59>> 年 > 月 下迁 5I6 * 位于琼海市加积镇文坡村集水面积 为 8 =8: Q*= 属于省级重点报汛站为万泉河流域 控制站 基本水尺断面上游 59: *处建有加积大桥 59>> 年建成 上游 >>6 *处于 59:9 年 5= 月建有 加积水轮泵大坝 万泉河流域图 5位于海南岛东 部为海南省第三大河流分有南北两源均发源于 琼中县五指山风门岭南北源汇合于琼海市合口咀 向东或东北向流经琼中屯昌定安文昌万宁等市
年均极值
年均 5'8'K'86'96 S 最大流量 年均 5'8'K'86'96 S 最小流量 基流指数!K S 最小流量 $年均流量
年极值出现时间
年最大流量出现时间 年最小流量出现时间
高低流量频次与历时
高流量脉冲次数 高流量历时
低流量脉冲次数 低流量历时
流量变化率与频次
流量平均增加率 流量平均减少率
改变度采用水文改变度综合指标 #6 进行计算(5=) !
8=
! #6 (" #=")8=# 6*>
"8#
"(5
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人民珠江A=6=8 年增刊 5
组别 第一组 第二组
第三组 第四组
第五组
表 !$-./的水文参数及特征
特征 月均流量
选用指标 5$5= 月月流量均值或中值
实际观测年数,$("为第 "个 4_D指标受干扰后仍落 于 EGD阈值内的预期年数, &"为受干扰前第 "个 4_D指标落于 EGD阈值内的比例,$' 为受干扰后 径流资料的总年数& 若 #"值在 6 T88R区间为无 或低 度 改 变% 在 88R T:KR 区 间 为 中 度 改 变% 在
:KR T566R区间为高度改变& 河流水文情势整体
流量逆转次数
%$结果分析
%&#$变化趋势 采用 ^/))<H()S/LL法检 验 加 积 站 59>:$=6=6
年的年均流量及积站年均流量及月均流量变化趋势
名称 均值 $" *8 -;J5 #
5月
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8月
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