大渡河流域极端气温时空分布特征研究

【目的】全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响。大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布较多,对气候变化敏感。为此,探究大渡河流域极端气温指数时空分布特征。【方法】以大渡河流域为研究对象,基于该流域1964—2018年共55年的逐日气象数据,采用线性拟合、Sen′s斜率估计以及Mann-Kendall非参数检验等方法对大渡河流域的极端气温指数进行了分析;利用协同克里金法进行空间插值,分析了极端气温指数的空间分布规律。【结果】大渡河流域极端气温事件存在明显的年际变化,16个极端气温指数中有11个指数呈上升趋势,5个指数呈下降趋势。除气温极值外,上升速率最快的是SU25,上升速率为2.0 d/10 a;下降速率最快的是FD0,下降速率为1.6 d/10 a。除CSDI和WSDI在流域内变化趋势为0外,其余各极端气温指数变化速率在空间分布上有明显的差异性,海拔高度为导致大渡河流域极端气温指数空间分布特征的主要影响因子。【结论】在时间尺度上,大渡河流域极端气温指数中表征暖的指数均呈上升趋势;表征冷的指数(除TNn和TNx外)均呈下降趋势;其他指数中GSL上升速率较快。这表明该流域在近55年内整体呈变暖趋势,冬季变短夏季变长,且适宜植被生长的温度持续时间增长。突变检验表明各极端气温指数突变除TN10外均为显著突变,且突变年份集中在2000年前后。在空间尺度上,冷指数中ID0、FD0上游上升速率高于中下游,暖指数中TR20、SU25中下游上升速率大于上游,GSL上游上升速率明显高于中下游。流域整体呈变暖趋势且中下游更容易发生极端高温事件。研究成果可为大渡河流域极端气候灾害预警和水生态保护提供科学依据。

耦合坝前水位优化的梯级水电站入库流量计算方法研究

水库出入库流量对于水电站调度运行非常重要。实际生产中的水库出入库流量一般由水位、出力、闸门开度等数据结合水库水电站特征曲线求得,但受坝前水位波动等众多因素影响,水库出入库流量的正确性及流域上下游电站间的径流逻辑一致性经常遭到破坏。为解决水位波动对径流一致性的影响,以大渡河流域下游梯级水电站为例,基于多点平均水位代替单点值的思路,以区间谬误率最小为目标,建立了梯级电站多点水位取值及水量平衡计算时间点的优选模型。并基于2019年1月至2021年12月的运行数据进行了验证分析,结果发现水位优化处理后,梯级电站的区间谬误率均有不同程度降低,其中深枕区间与龚铜区间效果最好,深枕区间下降幅度约为40%,龚铜区间下降幅度约为30%。研究成果可为其他流域的相关研究提供参考。

大渡河流域汛期涨水阶段径流相似性预报

以大渡河流域干流上游丹巴断面为例,对流域涨水规律进行全面分析,结合产汇流特征和下游电站调度需求,利用遍历组合寻优方法确定了涨水模式分类阈值和涨水判断条件,提出了基于“形值”相似的分类别涨水径流预报方案,实现了预见期为10 d的径流逐日滚动预报。结果表明:2019—2021年,大渡河流域汛期大雨、中雨、小雨的涨水识别准确率分别达到100%、93.18%、84.81%;相比于不考虑涨水条件识别的基础预报方案,分类别涨水预报方案在不同涨水模式下的径流预报平均相对误差降低了0.45%~6.81%;预见期为1、5、10 d的径流预报平均相对误差分别为3.39%、9.64%、12.29%,纳什效率系数分别达到0.99、0.95、0.91,该方法具有较高的预报精度。

基于积雪数据的HBV模型改进及应用

大渡河流域内站点分布较少,历史观测数据不足,给该地区的融雪径流预报带来困难。基于欧洲中期天气预报中心提供的最新一代高分辨率陆面再分析数据集ERA5-Land,将积雪覆盖率和积雪平均深度引入度日因子雪量计算公式中,对HBV模型的积融雪模块进行改进,以提升融雪径流计算的可靠性。以大渡河上游为研究对象,选取1961—2018年的水文气象资料对模型进行率定和验证,并以2019年为例进行试预报研究。结果表明,通过引入ERA5-Land再分析数据,以及对积融雪模块进行改进,发挥了其在模拟积融雪上的优势,有效提升了融雪径流预报精度,对大渡河流域具有适用性。研究成果可为稀缺资料地区融雪径流模拟预报提供经验。

大渡河流域中高山区农村生活污水治理模式初步研究--以汉源县为例

根据大渡河流域中高山地区农村生活污水点多面广、污水来源分散、间隙性排放,且统一纳管进入城镇污水处理厂集中处理难度大的特点,本文以汉源县农村生活污水治理模式为例,考察了其污水处理设施处理效果,并对运维费用进行了分析。结果表明,本案例厌氧+芦苇湿地组合工艺能满足四川省地方标准《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》(DB 51/2626-2019)一级标准要求,化学需氧量(COD_(Cr))、氨氮(NH_(3)-N)及总磷(TP)3种污染物去除率分别达到52.2%~79.6%、46.0%~79.2%、33.2%~84.9%,年运维费比有动力设施具有明显优势。本案例可为大渡河流域中高山区农村生活污水治理提供参考。

大渡河流域库坝安全监测作业多模式应用实践

为提升大渡河流域库坝安全监测水平,构建库坝智能监测体系,首先,全面分析传统库坝监测作业的问题和难点,然后,系统阐述大渡河流域库坝管理中心的库坝监测作业创新模式。结果表明:大渡河流域库坝管理中心引入三维变形智能监测、北斗卫星高精度变形监测、无人机航测监测、水下无人潜航器监测、智能巡检及深部测斜智能监测等技术,通过技术创新,构建库坝智能安全管控体系。该体系集成多项监测技术,融合分析多源数据,能够实现库坝运行安全风险智能管控及快速应急响应。

大渡河流域分布式水循环模型开发研究

大渡河流域是我国西南水电开发总体布局的重要靶区,也是南水北调西线工程的重要水源区。采用分布式水分能量传输模型(WEP模型),在地理信息技术的支撑下,构建了大渡河流域具有物理机制的分布式水循环模拟模型。模型水平单元为5 km×5 km的网格,采用马赛克法对单元的内的土地利用及植被分异进行处理;在垂直方向上,该模型可有效模拟冠层截流、填洼产流、入渗、植被蒸腾、水面和裸地蒸发垂直水循环要素过程。模型具有较好的模拟精度,在校正和验证期模型模拟误差(泸定站)均小于5%,Nash效率均在0.8以上。该模型可为区域水资源评价、生态影响评价等提供直接支撑,可为流域水电梯级开发调度和西线工程的运行调度提供支撑。

19612019年大渡河流域降水集中度、集中期特征及径流响应研究

基于大渡河流域19612019年逐日降水资料及19612010年大渡河出口铜街子河段径流资料,计算流域内降水集中期、集中度和径流系数,运用经验正交函数(EOF)、交叉小波变换等方法分析了集中期、集中度与径流的时空变化特征及相关关系。结果表明:(1)大渡河流域19612019年年均降水集中期和集中度的空间分布总体呈现上游向下游递增的变化趋势。(2)降水集中度在19761990年有明显增多趋势,1990年后增多趋势减缓;下游区域降水集中度标准差数值高,降水集中期在1990年以前存在显著的“上游早下游晚”的时间差异,但1990年以后时间差异逐渐缩小。(3)19612010年大渡河年径流系数呈弱递增趋势,降水集中期、集中度与径流量均有较好的时滞关系。

大渡河流域水系连通性与水电梯级开发的耦合分析研究

为探究山地流域水电梯级开发对水系连通性的影响,厘清二者交互耦合规律,以大渡河流域为靶区,采用复杂网络方法模拟现实情景,构建水系连通指数指标(HC)和水电开发产量指标(E)和协调发展度(D)分析流域水电梯级开发引起的水系结构特征变化及造成的生态过程影响.得出了以下结论:(1)水电站修建的数量及位置对于流域水系连通性产生不同程度的影响.水电站修建数量的增加,流域水系连通程度呈逐渐降低的趋势,但水系连通指数降速减缓,呈快速下降-稳定下降-波动下降三个阶段;水电站位于中游比位于上游或下游产生的影响更大;水电站分散建设较之集中建设,加剧了流域水系网络的破碎化程度,且此时修建位置的影响力大过修建数量.(2)山地流域水系连通性与水电梯级开发的耦合曲线呈倒"U"型,拐点与水系连通指数、水电开发产量变化曲线的交汇点保持一致,并得到大渡河流域水电梯级开发的经验公式,由此构建山地流域水电梯级开发与水系连通性的耦合模型,并在大渡河流域实证研究中对其耦合规律划分为生态衰退—耦合发展—生态失调—人工干预阶段四个阶段.研究结果可为山地流域梯级水电开发提供科学参考,也可为区域范围内相关水资源开发的同类研究提供方法借鉴.

大渡河流域融雪期划分方法研究

为准确判断融雪期起止时间,以大渡河融雪径流主要来源区的丹巴以上流域为例,基于2009~2020年的水文气象资料,分别采用集对分析法、系统聚类法和K-means聚类法对流域枯季(11月~次年5月)融雪期进行分期计算,并对分期结果进行合理性评估,确定流域最终融雪期划分方案。结果表明,大渡河丹巴以上流域的主融雪期为1月11日~5月10日,其前的11月1日~1月10日为退水期,其后的5月11日~5月31日为降雨径流开始期(仍有部分融雪径流)。研究结果可为高纬度地区的融雪期划分提供参考。

四川康定地区仙桃采后商品化处理

以四川康定地区大渡河流域仙桃为考察对象,针对该流域仙桃在流通过程中出现的失水、腐烂或碰撞挤压等问题进行了大量的实地研究,介绍了康定仙桃采后商品化处理技术,包括果实的采收、清洗、分级、包装、冷链技术等重要环节,同时提出完善仙桃商品化处理的策略,为四川康定仙桃采后商品化处理相关措施的出台提供借鉴。

大渡河流域旅游扶贫开发的可行性研究

大渡河流域是一个经济贫困的区域,但是该地区的旅游资源极其丰富,旅游业极具发展前途。通过对大渡河流域基本情况的概述,大渡河流域旅游扶贫经济效益的计量分析,以及对大渡河流域旅游扶贫的条件可行性研究三个方面得出该地区旅游扶贫开发的可行性结论并提出对该区域旅游扶贫开发的建议。

大渡河猴子岩水库入库洪水过程预报-实时校正-概率预报集成

与传统确定性预报相比,洪水概率预报能够为防洪调度决策提供更为丰富的信息。以大渡河猴子岩水库以上流域为研究区,建立新安江次洪模型,并采用动态系统响应曲线进行实时洪水预报校正。在确定性预报校正基础上,建立基于水文不确定性处理器(HUP)的次洪概率预报模型,定量分析预报不确定性,实现入库洪水概率预报。结果表明:①利用猴子岩流域20092019年水文气象资料,建立的新安江次洪模型整体精度较高,率定期和验证期的洪量和洪峰相对误差均在±20%以内,平均确定性系数分别为0.69和0.72;经动态系统响应曲线校正后,洪峰和洪量误差均有降低,率定期和验证期的确定性系数分别提高0.13和0.09。②以2020年3场洪水未来48 h预报降雨为输入,新安江模型预报精度不高,且随着预见期增长而降低,但经动态系统响应曲线校正后,整体预报精度有所提高,洪量相对误差减小幅度超50%,确定性系数提高幅度超60%。③HUP次洪概率预报模型提供的分布函数中位数Q50的预报精度在一定程度上优于校正后的确定性预报;提供的90%置信区间覆盖率均在90%左右,离散度均在0.40以下,能以相对较窄的区间覆盖大部分实测值,具有较高的可靠度。

大渡河流域红色文化体育旅游带建设的思考

该文通过查阅文献、田野调研、访谈等方法,调查分析了大渡河流域红色文化体育旅游带资源分布情况。研究表明,大渡河流域长征红色文化资源、自然资源和体育旅游资源富集,但挖掘力度不够,区域内旅游开发以传统普通游览观光为主,且存在红色体育旅游发展不均衡等问题,提出深度挖掘大渡河流域长征红色文化资源、绿色自然资源、体育资源并进行梳理整合,放眼整个大渡河流域整体规划,打造以红色长征文化为内涵,绿色自然资源为牵引,体育旅游为主题的大渡河流域红色文化体育旅游带。

基于AHP-PCA熵权模型的大渡河流域中上游地区生态环境脆弱性评价

大渡河流域中上游地区是长江上游重要的生态屏障和功能区,及时掌握其生态环境脆弱性真实状况,有助于实现区域生态环境的保护。研究从地形、气候、植被等方面选择9个指标,同时将GIS技术与AHP-PCA熵组合权重模型相结合,完成了大渡河中上游地区2000—2015年不同时期的生态环境脆弱性评价与分析。结果表明:(1)研究区生态环境脆弱性呈现出明显的垂直梯度变化,由南向北脆弱度逐渐降低。(2)将脆弱性指数分5个等级,各等级间面积比例差异明显,表现为微度>轻度>潜在>中度>重度,轻度及以下脆弱区面积比例达到全区的80%以上,其整体处于中等脆弱水平。(3)研究时期内该地区各时段的生态环境脆弱性综合指数分别为2.552 1,2.541 0,2.517 0,2.494 9,其整体呈现明显好转的发展趋势。(4)流域中上游地区生态环境的好转,主要得益于国家系列生态环境保护与重建工程的实施,同时水电资源的大量开发也对其脆弱性的加剧产生一定影响。(5)研究针对该地区生态环境恢复重建,结合区域实际将其分为3个治理区并分别提出相应建议。

大渡河流域新型职业农民培育意愿及行为研究

本研究运用扎根理论,构建了后扶贫时代大渡河流域村民参与新型职业农民培育意愿及行为影响因素模型。研究发现:经济理性和价值理性是激发村民参与培育的内在动力;政府部门、村合作社、家庭、邻里的大力支持是村民参与培育的外部驱动力;培训课程和个体特征在村民参与新型职业农民培育的意愿转化培育行为过程中扮演调节作用。基于研究结果,提出后扶贫时代下提升大渡河流域村民参与新型职业农民培育意愿的主要措施:激发村民参与新型职业农民培育的内生动力;完善新型职业农民培育课程体系;构建一主多元的甘孜州新型职业农民培育支持体系。旨在为大渡河流域新型职业农民培育领域的理论研究提供研究方向和参考价值,并为新型职业农民培育政策的制定提供策略参考。

大渡河流域植被净初级生产力的时空变化及其地形分异特征

为了解大渡河流域2000-2021年植被净初级生产力(NPP)的时空特征和地形变异规律,应用MODIS NPP和地形数据,利用一元线性回归分析和变异系数等方法分析区域植被NPP时空变化特征。结果表明:①2000-2021年大渡河流域植被净初级生产力呈波动上升趋势,年均增速为2.009 g·m^(-2)·a^(-1),年平均植被净初级生产力为474.58 g·m^(-2)·a^(-1),大渡河流域植被总净初级生产力的平均值为127.18×10^(6)g·m^(-2)·a^(-1),植被改善趋势明显;空间分布整体上呈“南高北低”的分布特征,植被净初级生产力较高的区域主要分布在海拔较低的大渡河流域下游以及大渡河中上游干支流河谷两侧。②2000-2021年研究区植被净初级生产力年际变化率较低,平均年际变化率为2.0,植被净初级生产力呈增加趋势的面积比例为89.67%;研究区植被净初级生产力平均变异系数为2.0%,植被状态总体较平稳,变异系数低于20%的面积比例为95.22%。③研究区植被净初级生产力随着海拔的上升,整体表现为先增加后降低的趋势;植被净初级生产力年度均值随坡度的上升而增大;研究区植被净初级生产力整体表现为阳坡最大,半阳坡最小。

基于WRF模式的大渡河流域径流预报模型

针对大渡河流域地形复杂,高差悬殊,气候垂直差异大等特点,构建基于四层嵌套网格的大渡河流域WRF模型:采用四维变分(4DVar)和集合卡曼滤波(EnKF)混合同化技术降低初始场误差,根据统计最优组合方法确定年内不同时期WRF模式参数方案集。将WRF输出作为预见期内新安江模型的输入,构建大渡河流域WRF-新安江来水预报模型。选择2010-2017年汛期的20场、非汛期10场来水过程进行应用研究,结果表明:在预见期延长7 d的情况下,所建模型仍能够保证较高的预报精度。研究成果可为大渡河流域水力发电和防汛决策提供技术支撑,也可为同类研究提供借鉴。

四川省水电开发基地水电开发程度评估

以四川省雅砻江流域和大渡河流域两个重要水电开发基地为例,采用水利水电统计数据,在流域分割的基础上,结合上下游空间关系和流域水电开发指标总体水平,利用空间自相关分析方法,构建了水电开发程度综合评估体系;基于流域水电开发规划情况、土壤侵蚀、地质灾害、水质监测和鱼类资源等数据,分析评估了不同水电开发程度对流域生态环境的影响。结果表明:水电开发密度、水电开发强度等指标具有明显的空间异质性和局部聚集性,其中水电开发强度、流域装机容量与流域库区的土地利用类型变化呈现显著的相关性;不同水电开发程度等级的水电开发指标呈现显著的差异性,证明了该水电开发程度综合评估体系的合理性。

基于洪水预报系统误差反演的多河段联合校正方法

提出一种基于洪水预报误差系统反演的多河段联合校正方法.采用马斯京根法矩阵方程描述多河段多区间入流的河道汇流过程,基于动力系统反演理论建立洪水预报误差的递推方程,最后利用修正后的多河段状态变量经演算得到预报断面的洪水过程,进而达到多河段联合校正目的.对大渡河上游的应用示例结果表明:多河段联合校正方法考虑了河系中断面间的水力联系及预报误差在时程上的传递规律,可充分利用上游多断面实测和校正信息进行下游预报断面的误差修正,因此具有更高的校正精度和稳定性.