密云水库入库流量时间序列分析
水库调度数据分析报告(3篇)
第1篇一、报告概述水库调度是水资源管理的重要组成部分，对于保障水库安全、优化水资源配置、提高水库综合利用效益具有重要意义。
本报告通过对某水库调度数据的分析，旨在揭示水库调度工作的现状、问题及改进方向，为水库调度决策提供科学依据。
二、数据来源与处理1. 数据来源本报告所采用的数据来源于某水库2008年至2022年的调度记录，包括入库流量、出库流量、蓄水量、水位、发电量、灌溉面积等指标。
2. 数据处理（1）数据清洗：对原始数据进行检查，剔除异常值和缺失值。
（2）数据转换：将入库流量、出库流量等指标转换为日均值，便于后续分析。
（3）数据统计：对处理后的数据进行统计分析，包括平均值、标准差、最大值、最小值等。
三、水库调度现状分析1. 入库流量分析（1）总体趋势：从2008年至2022年，入库流量呈逐年上升趋势，其中2012年至2014年增长较快。
（2）季节性分析：入库流量具有明显的季节性变化，春季和秋季为入库高峰期，夏季和冬季为入库低谷期。
2. 出库流量分析（1）总体趋势：出库流量在2012年至2014年期间达到峰值，随后逐年下降。
（2）季节性分析：出库流量与入库流量相似，具有明显的季节性变化，春季和秋季为出库高峰期，夏季和冬季为出库低谷期。
3. 蓄水量分析（1）总体趋势：蓄水量在2012年至2014年期间达到峰值，随后逐年下降。
（2）季节性分析：蓄水量与入库流量和出库流量相似，具有明显的季节性变化。
4. 水位分析（1）总体趋势：水位在2012年至2014年期间达到峰值，随后逐年下降。
（2）季节性分析：水位与入库流量和出库流量相似，具有明显的季节性变化。
5. 发电量分析（1）总体趋势：发电量在2012年至2014年期间达到峰值，随后逐年下降。
（2）季节性分析：发电量与入库流量和出库流量相似，具有明显的季节性变化。
6. 灌溉面积分析（1）总体趋势：灌溉面积在2012年至2014年期间达到峰值，随后逐年下降。
北京水资源状况及用水结构分析
北京属暖温带半湿润的大陆性气候 , 多 年平均降水量为 600 毫米 。北京大部分地区 降水年相对变率大于 20 %, 降水多集中在 7 、 8 两个月 , 有着 连旱连涝和春季十年九旱的 特点 。
北京的水资源包括地表水和地下水两部
分 , 地表水又分为自产水和入境水 , 各有不同 的特点 。
图 1 1955 —1997 年官厅 、密云水库来水量
— 40 —
河 、大清河四大水系 , 多年平均 17.72 亿立方 米 , 其中大清河为过境水 , 实际可利用的入境 水 90 %来自潮白河和永定河 , 取自密云 、官 厅两大水库 。 由于官厅水库上游经济发展 , 用水量增多 , 入库水量已从 50 年代的 19 亿 立方米锐减至 90 年代的 4 亿立方米 。 密云 水库的入库水量也从 70 年代的 12 亿立方米 下降到 90 年代的 8 亿立方米(如图 1)。 随 着两水库 上游的经济发 展和自然环 境的恶
二 、北京的水资源供需 现状与用水结构分析
1.需求总量 1979 至 1997 年北京水资源利用情况如
表 3 所示 。从表上可以看出 :近 20 年间北京 每年总用水量在 40 至 46 亿立方米之间 , 近 5 年在逐渐减少 , 近两年锐减至 41 亿立方米 以下 。
表 3 1979～ 1997 年 北京用水情况 单位 :亿立方米
10.23
1997
40.26
18.12 11.00
11.14
资料来源 :历年《水资源公报》
北京水资源状况及用水结构分 析
工业用水逐年减少的原因一方面是城市产业
据资料分析 , 北京地区平水年的当地可 结构调整 , 减少了一些高耗能耗水的工业项
密云水库垂向水温模型研究
密云水库垂向水温模型研究陈永灿张宝旭李玉梁(清华大学水利水电系)摘要本文根据密云水库自身的特点，采用垂向一维水温模型对密云水库水温进行预测.模型中充分考虑水面热交换、入流、出流、热扩散、热对流等影响因素，利用1991年实测资料对模型参数Dz、η进行校定，根据校定的水质模型对1992年的水温进行预测，得出全年水温随水深分层变化并得到相应实测分层资料的良好验证.此模型可作为库区其它水质参数分析预测的基础.关键词水库，水温模型，水质参数密云水库位于北京的东北方向，是一个山谷型的半封闭型的水库，全库最大蓄水量43.75亿m3，相应水面面积188km2，最大水深43.5m，有明显的热分层现象.水库热分层现象是水库水质模型的重要特征之一.大多数水库都有热分层现象，只是有强有弱.根据水库水温分层情况的强弱，可分三种类型，即：1、混合型，2、稳定分层型，3、介于两者之间的过渡型.稳定分层型分层情况最强，而混合型分层情况最差.判断水库水温分层类型一般采用α指标法［1］：α=入库总库容/总库容当α＜10时，为稳定分层型；当α＞20时，为完全混合型.此处可用α指标法判断密云水库的分层状况.已知密云水库1991年入库总流量为8.3499亿m3，总库容为25.0亿m3，计算得：α=8.3499/25.0=0.334<10由此可知，密云水库属于稳定的分层型水库.除用α指标法外，还可利用实测资料对密云水库的分层情况进行判断.密云水库管理处1991年、1992年对密云水库部分月份进行了温度分层的观测，这些资料基本上反映了水库水温的分布特性.就整个水库而言，水温的变化主要反映在垂向，尤其在夏季可达10℃以上，而水平向水温相差不大.可以认为，密云水库库区水温主要随时间和深度变化.因此可选择垂向一维水温模型对水库水温进行预测.利用数学模型来研究水库水温分层是60年代末从美国开始的.美国水资源工程公司(WRE,Inc)的Orlob和Selna及MIT的Huber和Harlemen分别独立地提出了WRE模型和MIT模型［1，2］，实现了水库的垂向温度分层模拟.这两种模型都得到过实测资料的良好验证，现在应用仍很广泛.在我国，水库水温模型正处于发展阶段.工程中大多采用经验公式法，这种方法虽具有简单实用的优点，但不能反映短时段的变化，并缺乏理论依据.本文将利用垂向一维模型对密云水库水温进行预测.1 密云水库水温数学模型1.1 模型的建立垂向一维模型的基本思想是把水体划分为如图1所示的一系列水平薄层，忽略水平薄层中的温度变化，假设热交换只沿垂向进行，水平面温度均匀分布，可对水平薄层写出其质量和能量守恒方程.1.1.1 质量守恒方程在水体中任取一单元，其质量守恒方程可表示为：=Qv,j-1 - Qv,j + Qi,j-1 - Q0,j + Qa (1)式中Vj为第j层的体积，除表层外其它各层的Qa为表面降雨及蒸发的净值，除表层外其它各层Qa=0；Qv,j及Qv,j-1为第j层及第j-1层的垂向流量；Qi,j及Q0,j为第j层水平向的进流和出流流量.1.1.2 热平衡方程对水体内各单元，其热平衡必须考虑水平向进、出流的热量，垂向移流的热量和离散的热量，太阳短波辐射热量以及由这些因素引起的单元体内热量的变化.对第j单元其平衡方程为：(2)图1水库垂向分层示意图式中Cp为比热；ρ为密度；Hsz=Hs*e-ηz是水深z处的太阳短波辐射热量.η为短波在水中的衰减系数，一般为0.1m-1到0.2m-2之间；A为垂向的过流面积；Dz为垂向混合系数.式(2)适用于除表面单元外的其他单元，即J＜N的各层.对J=N的表面单元要考虑水面交换的问题，式中的太阳短波辐射项需用水面热交换量与单元N底部的太阳短波辐射热量之差来代替.即表层应按下式计算：(3)1.2 密云水库水面热交换热通量的计算要得出水库的水温结构，必须先计算水面热交换热通量.一般来说，水面热交换包括辐射、蒸发、传导三个方面，具体地，通过水面而进入水体的热通量φm为：φn=φsn+φan-φbr-φe-φc (4)式中φsn——太阳短波辐射与水面对短波辐射的反射；φan——大气长波辐射及水面对长波的反射；φbr——水体的长波返回辐射；φe——净蒸发；φc——热传导.(1)太阳短波辐射与水面对短波辐射的反射φsnφsn一般可引用现场或邻近主要气象台站所测得的太阳辐射量值，扣除水面反射部分后求得.φsn=φs*(1-γs)，(5)式中：φs总辐射量；γs代表反射率，参考其它水库［6，7］，密云水库取0.1.日照总辐射φsn经过水面反射后，部分进入水库水体，其中一半左右在水面被吸收，剩余部分按指数衰减进入水体深处.计算公式如下：φy=(1-B)*φsn*exp(-η*z)式中：B为水面吸收率，参照其它水库，密云水库取B=0.5；η为衰减系数.(2)大气长波辐射及水面对长波的反射φanφan值须根据气温及云量观测间接计算，公式为：φsn=(1-γa)*ζ*εa*(273+Ta)4 (w/m2) (6)式中Ta是水面以上2m处的气温，单位为℃；γa为长波反射率，取0.03；ζ是Stefan-Boltzman常数，为5.67×10-8W/m2*K4；εa是大气的发射率，它和温度有密切关系.晴天的大气发射率εac可用Idso及Jackson公式算出：εac=1-0.261*exp(-0.74×10-4Ta2);多云天的大气发射率，可用Bolz公式算出：εa=εac*(1+KC2)，式中C是云层覆盖比例.K是云层高度确定的，美国田纳西工程管理局推荐其平均值0.17.(3)水体的长波返回辐射φbr水体吸收的大气长波辐射能量会向大气进行返回辐射，是水体热损失的很重要的一部分.当把水体作为绝对黑体看待时，φbr可由Stefan-Boltzman四次方定律来计算：φbr=ζ*εw*(273+Ts)4 (7)式中Ts为水面温度，单位为℃；εw为水面的长波发射率，它是一个常数.由于水体并非绝对黑体，εw略小于1为0.97.(4)水面净蒸发热通量φe估算蒸发的方法很多，其中大多数是经验性的.蒸发的热转换公式通常为：φe=f(w)(es-ea) (W/m2) (8)式中es为相应于水面温度Ts紧靠水面的空气的饱和蒸发压力：es=exp［20.85-5278/(Ts+273.3)］(mmHg)ea为水面上空气的蒸气压力，单位mmHg.f(w)为用风速表示的风函数.一般来说风函数包括了自由对流及强迫对流两者对蒸发的影响.可按下式计算风函数：f(w)=9.2+0.46W2z (W/m2*mmHg)式中Wz为水面以上10m的风速，单位为m/s.(5)热传导通量φc当气温不等于水温时，水汽交界面上会通过传导进行热交换，热传导率正比于两种介质之间的温度差.类比于蒸发热损失计算式，有：φc=0.47f(w)*(Ts-Ta) (W/m2) (9)现将密云水库91年、92年各种热交换数值列入表2中：表2密云水库水面热交换计算(W/m2)19911月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年φsn 95.94 126.1 168.4 199.9 236.6 234.4 197.8 184.7 172.2 135.1 97.9 83.5 φan 212.8 220.5 243.2 276.7 306.6 325.1 333.8 327.0 303.4 273.8 241.8 218.9 φbr 305.5 305.5 328.5 338.1 370.6 426.2 445.5 435.5 442.5 402.6 368.0 305.5 φe 41.36 34.90 43.92 31.85 37.65 100.1 77.2 55.83 150.1 106.2 89.02 33.57 φc 28.29 13.57 3.69 -40.5 -39.52 -2.686 4.88 3.32 35.2 35.86 50.12 15.8919921月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年φsn 95.94 126.1 168.4 199.9 236.6 234.4 197.8 184.7 172.2 135.1 97.9 83.5 φan 212.8 220.5 243.2 276.7 306.6 325.1 333.8 327.0 303.4 273.8 241.8 218.9 φbr 315.5 311.8 321.0 340.0 371.6 399.8 439.6 439.6 439.6 399.8 357.8 333.3 φe 51.30 40.94 34.98 34.70 39.57 38.33 61.60 66.03 142.0 100.0 72.90 62.47 φc 41.53 21.83 -6.14 -37.9 -38.4 -27.0 0 6.65 32.66 33.18 38.99 49.94 由表2可以看出，φan、φbr量值较大，φsn次之.所以大气长波辐射及水体返回辐射对水库的水温值有较大的影响，另外由于日照辐射将有一部分按指数衰减规律进入水体深处，所以它对于水库水温结构有很大影响.1.3 水库入流、出流流速场的计算对于入流、出流的流速分布，因缺少实测资料，以往的研究均假定为高斯分布.据介绍，日本在水库中的观测表明，库内的流向与流速分布极不规则，取绝对平均后，近似于均匀分布［4］.当入流水温低于水体表层水温时，入流下沉进入水温相等的层面而形成入流层.如图2所示.图2水库入流、出流模拟入流层厚度为：(10)式中q1为入库单宽流量:q1=Qin/Bi,Qin——入库流量,Bi——入水口宽度,入水口中心线高程处密度梯度当水库有多条河流入流时，按上述方法逐个计算，然后叠加.由于水温(密度)分层的影响，出库水流只在水库中一定厚度的范围内流动.出库流动层的中心高程为出水口中心高程.对于出水层厚度δ0：(11)式中q1为出库单宽流量:q0=Qout/B0,Qout——出水流量,B0——出水口宽度,出水口中心线高程处密度梯度当水库有多个出口时，按上述方法逐个计算，然后叠加.1.4 垂向混合系数的确定垂向混合系数包括垂向紊动扩散和用垂向一维平均化的方法来描述物质运动引起的离散.垂向混合系数Dz是随时间、地点而变的，在进行温度计算前必须确定.据文献［7］，可根据密云水库的风速及水深，采用下式计算Dz：D=Az×10-4+5×10-4*W*e-0.46y (12)式中：W——水面10m以上风速(m/s),y——水面以下深度(m),Az——待定系数.1.5 热对流水体表面热通量为正值时，表层处于升温状况，水温较以下各层为高，密度分层稳定.反之，在降温状况，表层水温则可能低于以下各层，形成不稳定状态，这时上下层发生热对流直到不稳定状态消失为止.图3水体热对流模拟水温分布示意图模型在各个时段完在前述计算之后，即应对所得温度分布进行检验.如发现存在不稳定状态，假设即刻发生热对流，将上层冷水与下层热水均匀掺混.计算时，沿深度向下逐层掺匀，直至掺匀后温度与该层原温度相等处为止.(13)热对流模拟完成后，所得水温分布即作为该时段末水温值.以此为根据，再进行下一时段的计算.1.6边界条件的处理要求解此水温一维模型方程，必须先定出边界条件.水面边界条件已由方程(4)给出.定库底边界条件时，认为库底是绝热的，得：Zb为库底高程.2 模型校定利用密云水库1991年5、6、7、9、10月的实测分层资料对模型进行校定，主要确定衰减系数η、垂向扩散系数Dz的大小.图4为有实测分层资料5、6、7、9、10各月计算值与实测点比较图.从模拟结果可以看出，该模型能正确模拟出水库水温一年四季的变化过程，并得到水库水温明显分层现象.图41991年实测点与计算点比较图模拟结果表明，Dz在7、8、9月取值较大，此时给定系数A取值为0.2，其余月份Az取值为0，主要原因是密云水库每年在7、8、9三月有较大洪水，使得入库流量增加，增加了库水的掺混.η主要是由水体的色度和浊度决定的.η的取值也是在秋季较大，此时取η为1.0m-1，其余月份η取0.6～0.8m-1.主要是因为入库的洪水带进很多污染物，使水质变差，加快了太阳辐射的衰减.3 模型验证衰减系数η、垂向扩散系数Dz等模型参数确定后，密云水库垂向一维水温模型即可用于水温的分析与预测.以1991年12月为初值，从1992年1月算至1992年12月，对密云水库1992年的水温进行了预测，逐月水温变化情况如图5所示.图6为模拟结果与实测结果的对比，可以看出两者相当接近，反映了模型的良好的预测性能.图51992年水温计算图由图5可以看出，计算结果反映了密云水库一年的水温随水深及季节的变化过程.在北京地区一月份，水库由于前期上下对流、混合，水库的水温基本上是均匀的.这时气温已低于0℃.随着热辐射值也减少，入库热量很小；表层水被冷却的同时，入库水也降低到4℃以下，入库水与库面水掺混，使水温呈逆温分布，这种情况持续到3月.入春后，日照增强，气温转热，库表吸收的辐射热大大增加，同时由于入库水量增加，水库有一个短暂的均温状态.到了5月，由于辐射热与气温继续增加，库表吸收大量热量，使库表水温迅速升高而与气温相近.而水库的深层水体由于水的透光性差，传热难，温升较慢，只能靠与上层水的热传导和水库的放水来增加温度.对于深层水来说，表层水温高，密度小，不会沉入水底与该处低温水掺混，这层水象油一样浮在库表面，在升温季节，这层水不断吸收热能，提高其温度，因此便形成了稳定的热分层状况.虽然库表水温可达到20～30℃，而底部水温仍然较低，如1992年9月，上下温差达12℃左右.而到了秋季(10月份)，由于气温与热辐射值下降，表层水温度下降并下沉与下层水混合，这时，对流热传递占主导地位，对流作用的结果，使库内水温又回复到等温分布，温度分层现象消失。
基于复杂下垫面的密云水库流域洪水模拟研究
基于复杂下垫面的密云水库流域洪水模拟研究胡明罡;廖卫红;王泽勇;王明元;唐姗姗;丁志宏【摘要】随着南水北调工程实施,密云水库逐渐高水位运行,对水库洪水预报精度提出了更高的要求.以密云水库上游流域作为研究对象,考虑土地利用变化和上游小型水利工程对流域产汇流的影响,建立了适用于复杂下垫面的分布式水文模型.通过历史数据校核,考虑土地利用变化和水利工程作用后能明显提高洪水模拟精度,且相对来说,大洪水主要受土地利用变化影响,中小洪水主要受小型水库工程影响.总体上看近十几年相同水平降雨所产生水库洪量较1985年前有显著减少,为准确执行水库调度提供了数据参考依据,也提高了防汛调度的实效性.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2016(037)011【总页数】5页(P8-12)【关键词】分布式水文模型;复杂下垫面;洪水模拟;密云水库【作者】胡明罡;廖卫红;王泽勇;王明元;唐姗姗;丁志宏【作者单位】北京市密云水库管理处,北京101512;中国水利水电科学研究院,北京100038;北京市密云水库管理处,北京101512;中国水利水电科学研究院,北京100038;天津大学,天津300172;中国水利水电科学研究院,北京100038;北京工业大学,北京100124;天津市中水科技咨询有限责任公司,天津300170【正文语种】中文【中图分类】TV122随着社会经济及人口的增长，人类活动对流域下垫面的影响越来越明显，采用固定模式的水文模型、历史水文资料率定的参数已很难适用这种变化情况的模拟。
而且流域下垫面的变化，如流域土地利用的变化、流域中水库的调蓄过程等，虽然有一定的规律性，但由于数据资料难以全部掌握，其对流域水循环的影响也就存在了不确定性，更进一步增进了流域产汇流模拟的难度。
针对流域下垫面变化对流域水循环的影响，学者们开展了大量研究，冯平 [1-3]、林峰[4]等根据结合流域产流机制，建立了考虑下垫面条件的流域水文模型，分析了土地利用变化对流域洪水的影响。
潮河主坝监测数据分析及运行安全性评价
潮河主坝监测数据分析及运行安全性评价[摘要]论文通过对密云水库潮河主坝近60年的水工监测资料进行分析，全面研究大坝的渗流和变形稳定安全性。
本文运用对比法、相关分析法、允许比降法等，对坝肩、坝体和二级阶地的渗流情况进行分析和评估其渗流安全性。
同时，运用绘制沉陷过程线和沉陷量分布图分析法、建立回归方程进行回归分析等方法对大坝近60年的变形监测资料进行综合分析，判断其变形稳定性。
[关键词]潮河主坝渗流变形监测安全分析工程概况密云水库于1958年9月动工兴建，1959年汛期拦洪，1960年9月1日基本建成并投入使用。
潮河主坝是密云水库两座主坝之一，最大坝高56m，坝顶全长1008m。
该坝为碾压式斜墙土坝，坝基覆盖层防渗处理采用粘土齿槽，齿槽上部与斜墙连接，下部与基岩连接，齿槽底部的基岩中进行水泥帷幕灌浆处理，斜墙底部与齿槽连接处加厚。
由于坝肩岸坡较陡，壤土与基岩连接较差，为维持足够的接触渗径，除设置混凝土截水墙外，还增加了自斜墙内坡坡脚向坝内延伸的壤土内铺盖。
潮河主坝共布置29个测压管和1个量水堰。
量测坝体浸润线有2个横断面，每个横断面上有3个测压管。
该坝布设变形标点39个，其中上游两排13个，下游4排26个，仅下游158排标点观测水平位移，152排为加固后1999年5月新增观测点。
[1]1.渗流监测数据分析大坝的渗流安全性，一般通过管水位过程线、管水位与库水位关系过程线、管水位与库水位相关线图进行分析。
通过该坝测压管相关线图分析得出，多数测压管与库水位成1：0.2的直线关系，除个别管关系不明显外，均可供坝体渗流分析之用。
本文选取每年1、2、3、10、11、12月份的观测资料，此时段的库水位、管水位比较平稳，可视为不受降雨和滞后时间影响。
1.1防渗效果分析根据1994年9月17日历史最高水位时监测的坝基和坝头测压管水位资料，分析该坝典型横断面（桩号0+250m、0+500m和0+700m）防渗效果，计算结果见表1。
变化环境下的水库调度
Max z B(D) C(S ) 拉格朗日
定理
s.t.
SD A
B(D) C(S)
D
S
S 0 Sk D0 D dm
“在最优解处，存水的边
际效益应该等于供水的边 际效益”
两阶段模型
arg max B1(x1) B2 (x2 ) s.t.
Si I1 x1 l1 s1 0 s1 I2 x2 l2 Se 0 s1 Kmax s1 Kmin x1 0 x2 0 l1 0 l2 0
密云水库
Ma ,et.al, 2010
天然径流变化
天然径流2003年之前采用实测数据；2003年（含）之后采用：可用水量 +蒸发量（0.824）-补水量
补水情况
人类直接取水
Ma ,et.al, 2010
密云水库案例分析
调度策略
定义
SOP
标准调度策略，尽量满足当前最大需水（10亿方/年）
HR-1
benefit, RAMB)
RAMBi (xi
)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Bi' ( xi
)
0.5Bi'''
(
xi
)
2 i
严格的数学推导可以证明，耦合预报及其不确定性的最优 性准则为： “在满足所有物理约束的条件下，让当前和未 来阶段用水的风险调整后的边际效益尽量接近。”
RAMB(x1*) c n1 RAMB(x2* ) d n2
在理解水库调度经济学原理的基础上，如何耦 合水文预报成果？如何考虑预报的不确定性？
水文预报
I f (P, PE | )
水资源管理
水文预报中的误差累计过程 (Viner,2002)
考虑水文预报及其不确定性的对冲规则
2023北京房山高一(上)期末地理(附解析)
2023北京房山高一（上）期末地理本试卷共12页，共100分，考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
考试结束后，将答题卡交回，试卷自行保存。
第一部分选择题（共60分）下列各小题均有四个选项，其中只有一项是符合题意要求的。
请将所选答案前的字母，按规定要求填涂在答题卡相应位置上。
（每小题2分，共60分，多选则该小题不得分。
）为了防止可能发生的小行星撞击地球事件，我国未来将实施地外小行星防御任务：当小行星天体从火星以外飞过来后，先发射探测器确定其轨道，然后发射撞击器以改变它的轨道。
据此，回答第1题。
1．地外小行星所处的天体系统中，级别最低的是A．地月系 B．太阳系 C．总星系 D．其他行星系统当地时间2022年11月27日晚，世界上最大的活火山——美国夏威夷冒纳罗亚火山开始喷发，岩浆从三个独立的裂缝中喷出，高度约30～60米，两条熔岩流蜿蜒而下。
图1中火山喷发出来的乌云由火山灰和火山气体（主要为蒸汽、氟化氢、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳等酸性气体）组成。
据此，回答第2～3题。
2．岩浆从地球内部到地表要依次经过A．软流层—莫霍界面—上地幔顶部—岩石圈B．古登堡界面—下地幔—上地幔—岩石圈C．软流层—上地幔顶部—莫霍界面—地壳D．下地幔—软流层—上地幔—地壳图1 3．火山喷发A．可能增强大气逆辐射，使当地的昼夜温差增大B．产生的二氧化硫气体主要对水圈产生影响C．形成的火山岩经风化逐步形成的土壤中矿物质养料丰富D．使绿色植物的光合作用增强，促进植物的生长图2示意寒武纪至新近纪生物多样性和地表温度的变化。
读图，回答第4～5题。
图24．图中A ．展示了从元古代到新生代生物多样性总的变化趋势是越来越丰富B ．地表温度升高可能是第三次物种大灭绝的重要原因之一C ．寒武纪植物以被子植物为主并且是哺乳类动物繁盛时期D ．推动生物演化的主要动力来自于地球内部的炽热岩浆5．侏罗纪A ．温暖海水中出现三叶虫B ．已形成现代海陆分布格局C ．被子植物已经基本灭绝D ．是地质历史上的成煤时期2022年11月30日7时33分，神舟十五号航天员顺利进驻轨道高度为400～450公里的中国天宫空间站，与神舟十四号航天员乘组实现首次“太空会师”，这意味着中国空间站正式开启长期有人驻留的时代。
土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响研究
Vol.41 No.1Feb., 2021第41卷第1期2021年2月水文JOURNAL OF CHINA HYDROLOGYDOI: 10.19797/ki.1000-0852.20190431土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响研究黄俊雄13,刘兆飞2,张航13,韩 丽13（1.北京市水科学技术研究院，北京100048； 2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；3.北京市非常规水资源开发利用与节水工程技术研究中心，北京100048）摘要：综合应用多种方法，评估了土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响。
应用Mann-Kendall 全时段趋势检验方法检验不同时段降水与径流的变化趋势；结合水量平衡方法分析气候与土地 利用变化对流域径流的影响；利用双累积曲线方法检测了流域降水-径流关系的突变点，并探讨其原 因遥结果表明,1960~2016年，密云水库来水量整体呈显著的减少趋势；1980s 以后,土地利用变化、人类活动用水量剧增是引起径流减少的重要因素,其中土地利用变化导致蒸散发减少,对径流变化的贡献率达60%。
关键词:土地利用；气候变化；水量平衡；径流；地震；密云水库中图分类号:TV121文献标识码：A文章编号：1000-0852（2021）01-0001-061引言密云水库是北京市重要的水源地，为首都经济社 会发展起着巨大的支撑作用。
据统计,1999年以后，密 云水库来水量持续偏少叫而同时段北京经济社会持 续发展,城市供水需求日益增大，水资源压力较大罠 水库来水量主要受气候、土地利用变化及人工取用水 等因素的影响。
其中人工取用水主要表现为农业用水，与耕地面积成正比，因此研究土地利用与气候变化对 密云水库来水量的影响,对于优化密云水库调度、统筹北京市水资源调配及确保首都供水安全具有重要意义。
近几十年，受生态建设、农业结构调整及水资源开发利用的影响，密云水库上游流域土地利用发生了较 大变化［3］，流域下垫面条件变化必将对降水-径流关系 产生一定影响。
北京市1997年雨情_水情概况及特性分析
北京市1997年雨情、水情概况及特性分析钟桂芳1 雨情概况1997年全市平均降水量403m m,比1996年少41%,比多年平均少35%,属偏低年份。
地区分布不均,东多西少,南多北少。
降水最大点是平谷县的峪口616mm,最小点是延庆县的千家店220mm;最多的区县是顺义县554mm ,最少的是昌平县328m m 。
全年有两次较为明显的暴雨、洪水过程,发生在7月19日和7月31日。
7月19日因受蒙古东移的冷空气和副热带高压后部的偏南暖湿气流北上的影响,8时至20时,出现大到暴雨,日平均降水量达71m m ,其中顺义、密云、怀柔、平谷、通县、朝阳、海淀均超过100m m 。
最大点顺义县北务乡日降水量达284mm ,而门头沟区燕家台日降水量仅5mm 。
这场降雨不仅使持续多日的酷热天气和旱象得以缓解,且使北运河北关4 粒度模量与混凝土需水量的关系从建立的回归方程(3)及试验结果分析(图1),粒度模量与混凝土需水量之间有良好的相关关系,在灰水比一定时,粒度模量减小,混凝土需水量增加。
图1 骨料粒度模量与需水量关系5 比表面积与混凝土需水量的关系从回归方程式(4)及试验结果分析(图2),比表面积与混凝土需水量之间相关性很好,用公式计算的需水量与实测需水量误差小,从方程式中可以反映出混凝土需水量随着比表面积的增加而增加。
6 结论用粒度模量及比表面积与灰水比建立混凝土需水量的回归方程式,以数学公式表达出它们之间的关系,在进行混凝土配合比设计时,可通过调整砂率及各级石子比例,选择混凝土的最低需水量,提高混凝土的强度及耐久性,也可为选择料场提供依据。
图2 骨料比表面积与需水量关系这两个方程式的建立,涉及了骨料的级配和大小,反映了骨料级配对混凝土需水量的影响,但未能反映出骨料形状对混凝土需水量的影响,有待于今后做进一步的研究。
・49・拦河闸出现洪峰流量300m3/s,杨洼闸446m3/ s。
密云、怀柔、半城子、沙厂、遥桥峪、西峪等大、中型水库水位上涨,蓄水量增加。
单项径流预测和分布式SWAT径流预测模型研究
单项径流预测和分布式SWAT径流预测模型研究密云水库作为北京市重要饮用水源,近年来其入库水量呈现持续减少的趋势,对北京市供水安全造成了巨大的压力。
据统计,2012年密云水库年均来水量不到4亿立方米,比上世纪六七十年代的峰值12亿立方米减少将近60%。
多数研究表明,造成密云水库来水量显著减少的原因是土地利用变化特别是大规模造林和气候变异共同作用的结果造成的,但二者的作用机理与影响程度则有多种研究结果。
本文以潮河近密云水库区域作为研究对象,一方面分析其1960年至今以来的径流变化趋势,以及近十年来径流下降严重的成因；另一方面将气象因素作为单独考查模块,进行多角度的建模分析。
研究采取单项研究方法分析气象因素与径流量之间相关性,首先按照线性系统采用逐步元回归的方法进行预测,对于回归模型的多个预测自变量,逐步回归模型可以分析输入变量之间的内部相关性,这是回归模型的优势体现,在共线性验证之后,得到较符合预期的结果；进一步按照非线性系统的预测,发现考虑了周期性和随机噪声后的时间序列模型较线性回归有更好的拟合结果,但预测周期较短；而用BP人工神经网络得到的预测精度是最优的,原因在于人工神经网络模型自身强健的鲁棒性和容错性,而且对于率正数据集中的缺失数据有较好的替代方式。
为了进一步地分析径流量的其它相关因素,研究引入了水文领域中的分布式SWAT水文模型。
因为结合地图遥感、测绘图像、植被土壤等除了气象观测数据以外的信息,SWAT模型是对于整体流域进行多HRU(水文响应单元)划分的综合模型。
模型机理涉及到了地面(地表)径流、地下径流(植物根系作用)和大气中的水文循环(植物蒸腾作用)。
结果表明气象因素是综合模型当中的关键因素,而且是地面径流中的主要组成部分。
整体流域划分的246个HRU中214个表现出大多数地面径流影响是最强的,在剩余的HRU中有12个HRU气象模块影响最薄弱,所以总体看来气象因素对于径流的影响强于土壤因素、植被因素和人类行为影响因素等其它成因。
山东省2020年普通高中学业水平等级考试(模拟卷)地理试题(附答案解析)
地理试题（Ⅱ） 第 7页（共 8 页） 图 11 密云水库年入库泥沙量与流域年降水量的时间变化
（1）比较密云水库年入库泥沙量与流域年降水量变化趋势的异同。（4 分） （2）分析流域人类活动在减少密云水库年入库泥沙量中所起的作用。（6 分） （3）为流域内三个典型农业县的未来发展提出合理化建议。（4 分）
地理试题（Ⅱ） 第 5页（共 8 页）
产。该系统在空间上表现为“森林-村寨-梯田-河流”垂直分布的生态景观特征（图9）， 系统内具有独特的能量流动及物质循环规律，对气候变化有较强的适应性，能有效抵御旱 灾（表1）。
红米是当地传统作物品种的代表，是经过长期耕种、筛选和品质鉴定的优良品种，具 有产量稳定、抗病稳定、耕作方式传统、耕种海拔高等特点；它也是哈尼稻作梯田系统的 重要组成部分，对系统的稳定性维持和系统的水资源供给具有重要意义。近年来，红米等 传统粮食作物逐渐被高产的杂交水稻所取代，一些具有悠久历史的传统耕作方式和农业景 观也逐渐消失。
图 2 1960—2015 年南疆和柴达木绿洲胡杨生长季起止日年际变化
4．1960—2015 年两地胡杨年生长期变化趋势是Leabharlann A．南疆的延长，柴达木的缩短
B．均延长
C．南疆的缩短，柴达木的延长
D．均缩短
5．影响两地胡杨多年平均生长期差异的主要因素是
A． 纬度
B． 经度
C． 土壤
D． 海拔
新疆和田市吉亚乡地处塔克拉玛干沙漠南缘，为了比较不同防护林种的防风效
为摸清家乡石漠化现状，小王组织年轻人对村寨所在小流域的土地石漠化及土地利 用状况进行了全面调查与测量，并绘制了小流域的土壤厚度、岩石裸露率、坡度与坡位 的关系图（图 12）。
图 12 石漠化与坡位的关系 （1）指出坡位与土壤厚度之间的对应关系并分析原因。（6 分） （2）进一步调查发现，在中上坡位耕种，作物产量低、不稳定。说明中上坡位土地 对农业生产的限制作用。（4 分） （3）小王综合分析调查数据后认为，不恰当的土地利用方式会加重石漠化程度，不同 坡位的土地利用应因地制宜。针对不同坡位，提出两条减缓该地石漠化的具体措施。（4 分）
密云水库入库水质对库区水质的影响初探
指数值均在 0～4 之间， 符合Ⅱ类标准。 结合图 5 可 以 看出， 入库水体的高锰酸盐指数对库区影响较小， 1993—1997 年间， 由于入库流量大， 两者的高锰酸 盐 指数变化趋势基本相同。
图 2 密云水库主要入库河流及附近库区 pH 变化
图 4 密云水库主要入库河流及附近库区 高锰酸盐指数变化
图 1 密云水库主要入库河流及库区站点示意图
金沟和套里区域水质。 本文通过分析十几年来潮白河 入库口及库区入库口几个重要水质指标的变化， 探寻 入库水质对库区水质的影响程度。
1 研究内容方法
1.1 分析项目
由于富营养化是密云水库目前面临主要水质威胁， 本 文 选 取 pH 值 、 溶 解 氧 、 高 锰 酸 盐 指 数 、 氨 氮 、 硝 酸盐氮、 总氮和总磷等监测项目进行重点分析。
· 13 ·
·水 资 源·
北 京 水 务 2012 年第 4 期
图 10 密云水库主要入库河流及附近库区总磷变化
在河道Ⅲ类标准之内。 入库后， 磷元素含量变化总体比 较平缓， 符合湖库Ⅱ类标准。 由此可知， 在密云水库的 富营养化问题中， 磷元素一直是限制性因子， 而氮元素 一直是库区超标因子， 也需要采取措施加以控制。
2.4.1 氨氮
氨氮常以游离态氨和铵离子的形式存在于水体中， 主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分 解产物， 在有氧条件下可进一步氧化为亚硝酸盐氮， 甚至可以继续氧化为硝酸盐。 氨氮含量较高时， 会影 响水中生物的生长， 鱼类对氨氮比较敏感， 浓度高时， 鱼类 易 死 亡 ［1］。 由 图 6 可 以 看 出 ， 1989 年 以 来 ， 两 入 库控制站及两入库口控制站水体中的氨氮含量均未超 过0.40 mg / L， 符 合Ⅱ类 水 质 标 准 ［2］ 。 同 时 可 以 看 出 ， 辛庄桥站氨氮含量一直高于大关桥站， 与之相对应的 金沟站氨氮含量也高于套里站。 此外， 1993—1998 年
密云水库管理
密云水库管理密云水库位于北京密云县潮、白河汇流处，是一座防洪、供水、灌溉、发电的大型综合利用水利枢纽。
通过水库调畜，可以减轻潮白河下游京、津、冀部分地区的洪水灾害。
同时还可调节枯水流量，为京、津、冀提供工农业及城市用水。
水库下游建有京密引水渠道工程，长110km。
引水渠起于密云水库电站尾水渠调节池，穿越怀柔水库，入昆明湖，在北京市海淀区罗道庄处与永定河引水渠汇合，为北京市城区生活和工业供水，并为沿线5个县（区）农业供水。
密云水库主体工程于1960年建成。
京密引水渠于1960年、1964年分两期施工，1964年4月全线竣工通水。
管理机构与任务密云水库施工后期，在施工指挥部内设有工程管理科，1961年设管理处负责工程管理。
1964年正式成为密云水库管理处。
密云水库电站单独建制，由华北电业管理局领导。
京密引水渠第一期工程完成后，组建北京市湖白河灌溉管理委员负责管理；全线竣工后，1967年改由京密引水管理处负责。
密云水库及京密引水渠的管理任务主要是维护工程安全运行，合理调度运用、保护水源水质，充分发挥工程防洪、兴利效益，并利用工程范围内的水土资源搞好环境录化、美化，开展综合经营。
工程观测主要项目有土坝沉陷、位移、裂缝、浸润线、渗流量、塌坑观测，混凝土建筑物沉陷，位移、裂缝、扬压力观测等，以及库区淤积、波浪观测研究。
1975年起开展水质监测。
据建库25年观测资料分析，工程工作状态基本正常，土坝累计沉陷量亦在正常值范围内。
混凝土建筑物除第一溢洪道闸首扬压力较高外，其他均属正常。
1964年8月30日当库水位首次升到145m时，走马庄副坝曾发生裂缝，当即设置临时观测点并开挖探槽，进行了裂缝观测。
同时加密了相关项目的测次。
由观测资料分析、确定裂缝产生的原因，是心墙上游侧坝体填料细颗粒含量较多，浸水后坝体湿陷引起变形所致。
1965年5～7月对裂缝进行了处理。
工程加固改建主要是：（1）加固工程。
主要有：①北白岩副坝坝基渗水，坝下游地面沼泽化。
密云水库以上流域年径流变化趋势及周期分析
年 高水 位 的考 验 ， 在 防洪 、 灌溉 、 供水 、 发电、 养 殖 等方
面 产生 了 巨大的经 济和社 会效 益 。为缓解 北京市 水资 源 紧 张状 况 ，国务 院于 １ ９ ８ ２年决 定密 云水 库 停 止 向
减 少近 ２ ０ ｘ ｌ ０ ８ ｍ ，为 保 障城乡 用水 安全 付 出了 巨大 的
（ １ ． 北 京 市密云水 库 管理处 ， 北京 １ ０ １ ５ １ ２ ；２ ． 中国水 利水 电科 学研 究 院， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ； ３ ． 北 京市 潮 白河管理 处 ， 北京 １ ０ １ ５ １ ２ ） 摘 要： 密云水 库是 华 北地 区最 大 的水 库 ， 是确 保 首都 供 水安 全 和 经济社 会 发展 的重要 水 源地 本 文
பைடு நூலகம்
中图分 类号 ： ￥ ７ １ ５ ． １ ３
文献标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ０ — ０ ８ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ０ ８ １ — ０ ４
１ １ ５ 。 ２ ５ ～ ｌ １ ７ 。 ３ ０ ， 北纬 ４ Ｏ 。 ２ ０ 一 ４ １ 。 ４ ５ 之间 ． 保 护 着 下
以 密云 水库 控 制 流域 的张 家 坟站 、 下会 站 为 代表 站 ， 选取 １ ９ ６ ０ ～ ２ ０ １ ２年 的年 径 流 资料 。 采 用 线性 回 归
法、 Ｋ ｅ ｎ ｄ ａ ｌ ｌ 秩 次相 关检 验 法 、 Ｓ ｐ ｅ ａ ｒ ｍ ａ ｎ秩 次相 关检验 法分析 密云 水库 以上 流域 径 流 的 变化 趋 势 ． 采用
１ 密 云水 库 及 所 在 流 域 概 况
密 云水 库 建 于 １ ９ ５ ８年 ９月～ １ ９ ６ ０年 ９月 ，是 一 座 以防洪 、 供 水 为 主 要 功 能 的综 合 利 用 、 多 年调 节 的 大 型 水 利 枢 纽 工程 ， 按千年一遇洪水设计 ， 万 年 一 遇 洪水 校 核 ．总 库 容 ４ ３ ． ７ ５ ｘ １ ０ ｍ 。 。密 云 水 库 处 于 东经
近年来密云水库水资源变化状况及其原因分析
近年来密云水库水资源变化状况及其原因分析王泽勇 王艳玲北京市密云水库管理处 101512摘要：密云水库坐落于燕山南麓北京市密云县境内，横跨潮、白两河，总库容43.75亿m3 ，为华北地区最大的水库，控制流域面积15788km2，是保障北京市城市供水的重要水源地。
自建库以来平均每年向北京市供水约5亿m3。
但近年来，由于自然条件的变化及人类活动的影响，来水量不断减少，特别是自1999年以来，由于水库流域连续出现枯水年，水位不断下降，蓄水量逐年减少，供水压力不断增加，北京市水资源紧缺的问题日益突出。
关键词：密云水库 流域 水资源 径流量 变化引言确保密云水库水资源的可持续开发利用，是实现北京市经济、社会与环境可持续发展的重要条件。
随着首都经济的高速发展，人口数量的不断膨胀，城市需水量的急剧增加，作为北京唯一地表水源地的密云水库所面临的水资源合理开发利用问题也日益突出。
分析密云水库来水量变化原因，对确保水资源的可持续开发利用，解决北京水资源短缺与城市需水间的矛盾，具有至关重要的意义。
1.密云水库概况1.1 水库概况密云水库位于北京市密云县境内，于1958年开工兴建，1960年建成使用，采用千年一遇设计，万年一遇校核，总库容43.75亿m3，兴利库容35.45亿m3，调洪库容11.084亿m3，是华北地区最大的水库。
水库由潮白河上游两大支流潮河、白河汇流而成，控制流域面积15788km2，占总流域面积的88%。
潮河发源于河北省丰宁县，至主坝坝址长220km，流域面积6716 km2；白河发源于河北省沽源县，至主坝坝址长248km，流域面积9072 km2。
水库控制流域地理位置处于东经115°25′至117°30′，北纬40°20′至41°45′之间。
水库流域处于华北平原与内蒙古高原的过渡地带，属于土石山区，上游地势较高，库区附近地势稍低，下游为平原地带。
流域属于中纬度大陆性季风气候，四季分明，温差较大，冬季干燥寒冷，春秋干旱多风，夏季炎热多雨，降雨量主要集中在七、八两月，占全年降雨量的56%。
密云水库及增雨汇水区白河入库段水质变化趋势
咖Ｈ 卿 ２ ， 月 ， 值为 ８ ２ ； 年 ３ １嘞 ｐ 值 大 咖 ８ ３ 其 ． ２次 — １月 于 ．咖 最
高值也 出现 在 ４月 ， 值 为 ８ ４ 。由 上所 述 ： 库 其 ．８ 水 ｐ 低 值 区变 化 区间 较 白河 入 库 河 段 大 ， 值 区则 Ｈ 高
密 云水 库 作 为北 京 市 唯 一 的饮 用水 源 地 ， 来 年 水量 对 于北京 市水 资 源利 用起 着重 要作 用 。近些 年 来 ， 云水 库 的来水 量 明显 减少 口 ， 密 ］ 面对严 重 的缺 水 局 势 ， ２０ 从 ０ ３年 ７月开 始 ， 京 市 政 府启 动 以增 加 北 密云 、 官厅 ２大水 库 流 域 径 流 、 大 蓄 水 、 善 生 态 增 改 环 境 为 目的人 工增 雨应 急方 案 。在水 库 上游 白河 流 域 进行 飞 机 、 箭 蓄水 型人工 增 雨催 化作 业 ， 目前 火 到 为止 ， 已连 续 开展 ６年 。同时 ， 京 市人 工影 响天 气 北 办公 室从 ２ ０ ０ ４年 ６月 开 始对 水 库 和 白河 入 库 河 段
国家 “ 一 ・ ” 技 攻 关 项 目“ 工 影 响 天 气 关 键 技 术 与 装 备 研 发 ” ２ ０ Ｂ １ Ｂ ０ 资 助 十 五 科 人 （ ０ ６ ＡＣ ２ ０ ）
作 者 简 介 ： 习方 ， ，９ ９年 生 ， 级 工 程 师 ， 事 人 工 影 响 天 气 和 大 气 环 境 工 作 ， ｍａｌｚ ａｘｆｎ Ｏ ２ ＠ ｓ ａ ｃｍ 赵 女 １４ 高 从 Ｅ ｉ ｈｏ ｉ ｇ ４ ０ ｉ ．ｏ ： ａ ｎ 收 稿 日期 ：０ ０年 ２月 ９日 ； 稿 日期 ：０ １年 ２月 ４日 ２１ 定 ２１
密云水库入库径流的变化趋势研究
前沿CHINA WATE R RESOURCES2015．1O密云水库入库径流的变化趋势研究关卓今，侯德，何春利(北京市水科学技术研究院，100048，北京)摘要：基于1960--2009年密云水库上游降水量和入库径流量数据，分析了密云水库上游流域降水量与年入库径流量关系(降水一入库径流量)的变化规律，该规律明显表现为1980年前和1980年后两个时段。
综合两个时段在低水平和高水平降水下的入库径流规律．建立了在现有环境条件下密云水库入库径流随降水量变化的简易实用模型。
利用该模型在一定程度上可根据上游降水量判断密云水库在现状环境条件下未来年入库径流量，为政府水资源利用决策提供重要的理论和技术支撑。
关键词：密云水库；降水量；入库径流量；水资源规划；模型Chan gin g t e n de n c y of ru no ff e nte rin g into Miyun Re s er v o i r／／G u a n Zhuojin，Hou De，He Chunli A b s tr a c t：C ha n g i n g ru le s of r e l at i o ns h i p betwee n pre ci p it a ti o n u ps tr ea m and r u n o f f e n te r i ng i nto of M i y u n Reservoir a reevaluated base d o n th e data o f 1960to2009．A c co rd i ng to the cha ngi ng r u le s o f runoff en te r i ng int o M i y u nReservoir in t w o periods of having lower and higher p r ec i p i t at i o n．o b v i ou s re gu la ri ty is fo und pr io r to 1980and after 1980．A simple an d p ra ct ic al m od el of runoff en t er i n g int o Mi y u n Reservoir along with ch an ge ofpr e ci p it a ti on under th e c u r r e n t environmental c o nd i t io n s is cr eated．The mo de l c a n be used to pr ed i c t th e fu t ur e runoff en t er i n g into M i y u n Reservoir according to pre ci p it a ti o n up strea m．It a l so provides a theo re t ic al a nd t e c h n ic a l b ase for gov er nm ent d e ci s io n—ma k in g．Ke y words：Miyun R e s e rv o i r；p r e c ip i t a t io n；r u n o f f e nt e r in g int o r e se r v oi r；w a t e r r e s o u r c e splanni ng；mod el中图分类号：TVl21 文献标识码：B 文章编号：1000—1123(2015)10—0012—04北京是资源型缺水城市．截至的供水计划．加之不能明确掌握密一、研究地区与研究方法2013年年底．北京市人均水资源量云水库人库水量等问题．严重困扰不足100 m3．水资源严重短缺已成为北京市水资源规划和政府对水资源1．研究地区概况影响和制约北京市社会和经济发展管理的有效行动。
水库实时入库流量的推算研究
水库实时入库流量的推算研究钟华昌（大唐岩滩水力发电厂，广西岩滩530811）摘要：实时入库流量是水库调度重要参数，以往由于条件的限制，计算结果偏差较大，通过改进实时入库流量计算公式的使用方法，并运用线实时校正技术，使实时入库流量计算精度基本达到95%左右，解决了实时入库流量计算结果不能直接利用这一难题。
关键词：入库流量实时计算校正1 前言实时入库流量计算是水库调度频繁而重要的工作，其准确与否将影响到水库的安全经济运行。
由于受发电、泄流和库水位波动等因素的影响，实时入库流量的计算结果偏差较大，过程线也大多呈“锯齿”状剧烈波动，甚至出现负值，计算结果严重失真，需要进行人工校正后才能加以利用。
近年来随着水情自动测报系统普及，许多水电厂实现了电脑化水务管理，但是，实时入库流量的推求还是原来手工作业的“翻版”，这种“硬拷贝”式的处理使计算精度并未得到实质性的提高，这种计算结果同样不能直接利用，制约了水库实时优化调度等水库调度功能的实现，以及其他实用功能的开发。
2 实时入库流量在水库调度中的作用实时入库流量是指导水库运行最直接、最有效的指标之一。
水库实时优化调度、实时洪水调度以及实时洪水预报等都需要准确的实时入库流量作为支持，特别是在水库调度自动化程度日益提高的今天，实时入库流量计算精度偏低，不但限制了一些水调自动化功能的实用性，也影响电网端对电厂实时水情的采集和使用。
可以说，实时入库流量的准确推求，不但能够促进水库的安全经济运行，还能够促进电网的优化调度，有利于实现水资源的优化配置，促进国民经济可持续发展。
3 入库流量的特性实时入库流量是河川径流的一种特殊状态，它的发生、发展有其特定的规律，并表现出其相应的独特个性，主要有：（1）时变性：受自然或人为因素的影响，实时入库流量随时间而不断改变。
（2）连续性：其变化总是连续不断的，并遵循质量守恒定律。
（3）非线性和非恒定性：与自然河道水流一样，入库流量的变化不是均匀的、线性的。
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密云水库入库流量时间序列分析
希尔伯特-黄变换是一种高效处理非线性、非平稳序列的时频分析方法。
本文利用希尔伯特-黄变换对密云水库1920-2000年入库流量进行时间序列分析。
结果表明：密云水库入库流量序列分解为4个内在模态函数和1个余项，存在3.64a，13.39a，27.00a，75.19a的多时间尺度周期，预测未来5年密云水库入库流量呈减少趋势。
标签：密云水库；时间序列分析；希尔伯特-黄变换
入库流量等水文时间序列具有非线性、非平稳性和多时间尺度变化等复杂特性，分析其周期和趋势规律，对水库调度是十分重要的。
长期以来，对密云水库流域的径流等水文特征的变换规律研究[2]主要是采用水文统计等分析方法。
希尔伯特-黄变换是一种高效处理非线性、非平稳数据的时频分析方法，在本流域尚无应用。
因此，本文采用希尔伯特-黄变换分析密云水库入库流量序列的周期和趋势规律。
1 理论
希尔伯特-黄变换[3]方法是1998年由美国宇航局的N·E·Huang等人提出，分为经验模式分解（EMD）和Hilbert谱分析两部分。
2 数据及成果分析
2.1 数据来源及处理
本文引用1920～2000年密云水库入库流量资料。
2.2 希尔伯特-黄变换分析
图1是原始序列经EMD分解后的IMF分量和余项。
从图1可知：密云水库入库流量序列是非线性和非平稳的，包含4个内在模态函数和1个余项。
imf1～imf4分量具有2～5a，12～16a，27a和75a多时间尺度波动周期。
余项显示1920a 以来入库流量呈衰减趋势，故预测2001～2005a密云水库入库流量呈减少趋势。
图2是密云水库入库流量的幅值在整个频率段上随时间和频率的变化规律。
从图2可知，内在模函数围绕中心频率波动，分布清晰，互相之间很少出现重叠现象。
其中imf1～imf4能量集中在0.2～0.5，0.05～0.2，0.02～0.04，0.01～0.02。
在时间～频率关系中，imf1较散乱，imf2～imf4较清晰。
表1是内在模态函数经HHT 变换后得到的中心频率等特征值。
从表1可知，imf1～imf4分量的中心频率为0.2740/a，0.0747/a，0.0286/a，0.0133/a，平均周期为3.64a，13.39a，27.00a，75.19a；中心频率由高到低，平均周期由短变长；中短周期波动振幅大，长周期波动振幅小，即频率越高振幅越大；中短周期波动的方差百分比远大于长周期波动，说明中短周期的波动分量是引起年入库流量变化的主要原因；imf1，imf2相关系数很
大，说明imf1，imf2是入库流量的主要波动。
3 結束语
利用希尔伯特-黄变换分析1957-2004a密云水库入库流量序列，结果表明：密云水库入库流量序列分解为4个内在模态函数和1个余项，存在3.64a，13.39a，27.00a，75.19a的复杂多时间尺度周期，相应中心频率为0.2740/a，0.0747/a，0.0286/a，0.0133/a和能量集中在0.2～0.5，0.05～0.2，0.02～0.04，0.01～0.02。
预测未来5年密云水库入库流量呈减少趋势。
参考文献
[1]刘昌明，桑燕芳，王中根，等.水文时间序列分析方法研究进展[J].地球科学进展，2013，32（1）.
[2]段新光，郝丽娟，栾芳芳.密云水库流域降水量与径流量特征分析[J].北京水务，2013（1）.
[3]谢平，李析男，许斌，谭莹莹，等.基于希尔伯特-黄变换的非一致性洪水频率计算方法-以西江大湟江口站为例[J].自然灾害学报，2013，22（1）.
作者简介：王杰（1987，9-），男，湖北松滋，长沙理工大学硕士生。
研究方向：水文与水资源工程。