基于卫星反演降水产品的雅砻江流域水情站网优化研究

降水时空变化将会显著影响流域出口径流过程。水情站网是获得降水真值的一种有效方式,在西南地区,因受地形、交通、通信等条件制约,现有水情站网空间代表性不足,需要进行优化调整。以雅砻江流域为例,分析不同区间流域水情站网密度,基于CMORPH卫星反演降水产品与现有水情站网监测降水数据,分析雅砻江流域区间降水的高值区和站网分布薄弱区,得到雅砻江流域需在庆大河、霍曲、力丘河、楞古(新)—孟底沟干流左岸区域、理塘河濯桑区域、九龙河6个区域加强站网布设,以提高降水监测空间代表性。

雅砻江流域分布式水文模型开发研究

面向南水北调西线水源区之一雅砻江流域生态水文调控,开发了一个基于物理机制的日过程流域水循环系统的分布式模拟模型。模型的产流过程计算考虑了雨强大小,采用Green-Ampt模型或Richards方程。汇流过程计算考虑了河道属性(纵横断面及河道控制工程),采用运动波方程或动力波方程模型。计算单元内采用了"马赛克"法即把单元内土地归为5种地域分别计算再汇总。1985～2000年雅砻江流域径流模拟较准确,水量平衡方面误差小于5%,模型与实测径流过程线相关系数达到0.86～0.94,Nash-Sutcliffe模型效率达0.7以上,表明该模型具有较高精度,能够满足流域生态水文调控中水循环各个过程的模拟与预测,构建了一个良好平台。

条件概率组合法在洪水组合问题中的应用

为研究水库下游存在区间入流的防洪系统在洪水组合后所带来的防洪风险,考虑到出库洪水与区间洪水之间的相关关系,以雅砻江和九龙河流域为例,在分析两流域洪水特性的基础上,采用条件概率组合法计算两流域洪水组合后下游安全区的防洪风险率及洪水分布函数,求得设计防洪标准所对应洪水发生的概率,计算结果更符合实际情况,为锦屏一级水电站水库高效安全运行和水库下游防洪安全措施的制定提供了重要依据。

雅砻江流域中下游地震监测系统实现

雅砻江流域中下游水库库坝区具备孕育水库诱发地震的条件,又是典型的高坝大库工程,应当对水库及其周围地区的地震活动进行监测。雅砻江流域中下游水库诱发地震监测系统是电站工程专用小孔径密集型地震监测系统,重点监测库坝区特别是可能诱发地震库段的地震活动情况,为提高库坝区的防震减灾能力提供科学的决策依据。系统采用了卫星、数传电台、超短波、 CDMA和有线传输方式的混合组网方式来确保数据的传输,由38个地震监测台、 5个中转站、 2个汇集站和系统监测中心组成。

变化环境下雅砻江流域水文极值演变及不确定性分析

为了探讨环境变化前后雅砻江流域的水文极值演变特征及不确定性,以雅砻江流域雅江水文站和洼里水文站为代表站,基于年极大值和超门限阈值样本,结合序列变异理论、多种极值统计模型(GEV、GPD、P-Ⅲ)和轮廓似然函数参数估计及不确定性分析方法,分析了变化环境下雅砻江水文极值序列演变特征。结果表明:受气候变化和人类活动的影响,雅江水文站和洼里水文站环境变化前后的最优分布线型由P-Ⅲ型分布转变为GEV分布。环境变化后的水文极值序列相应设计流量增大,重现期变小。设计值估算中,重现期越长,相应设计流量的不确定性也越大,其中参数的不确定性对于设计值的影响最为显著,但极值选样及分布函数的不确定性也不容忽视。轮廓似然函数法的使用可有效降低设计值不确定性,基于极值理论与轮廓似然函数估计法进行变化环境下水文极值演变分析可提高设计值的可靠性。研究成果可为雅砻江流域水库设计管理及防洪规划等提供参考。

雅砻江流域径流演变特征及成因

利用M-K检验、滑动t检验等方法系统地分析了雅砻江流域两河口、锦屏、官地和二滩4个水文站点径流情况,研究其年内分配、年际变化、趋势特征、突变点等径流过程变化特征,并探讨其成因。结果表明,雅砻江流域年内径流量主要集中在6~10月,约占年径流总量的75.46%;各站点年径流量整体呈下降趋势,从月径流量变化趋势来看,4站均在5、9月呈不显著上升趋势;雅砻江流域径流突变点为1987年,与流域内实际的水利工程建设时间基本一致,两种突变检验方法相结合提高了突变点识别的准确率。气象因素是1953~2011年径流变化的主要驱动因素,但大量水电站的开工与建成导致雅砻江流域径流在1987年发生变化。

基于CHIRPS卫星降水的雅砻江流域干湿时空演变分析

雅砻江流域是我国水电开发的重点区域之一,在全球气候变化背景下探究流域干湿时空演变规律有利于合理规划和充分利用水资源,为流域内农业生产活动提供科学指导。基于1981~2017年雅砻江流域内及周边16个气象站月气象数据,采用Penman-Monteith(PM)公式计算各站逐月潜在蒸散量ET0,基于气象站降水校正CHIRPS卫星降水产品,从而获得更高空间分辨率的降水数据,以此计算标准化降水蒸散SPEI指数,采用云模型、Mann-Kendall(MK)趋势检验法分析流域年代际、年、季尺度的干湿时空分布特征与变化趋势。结果表明:(1)对CHIRPS卫星降水产品进行偏差校正不但提高了精度,而且能够获得更高空间分辨率的降水;(2)流域春季呈湿润化趋势,其余时间尺度均呈现干旱化趋势,以冬季干旱化速率最快。年尺度下干湿变化不均匀度的稳定性最差,秋季稳定性相对最好。春、冬两季SPEI空间分布的不均匀度弱于时间分布;(3)同一时间尺度下的流域各级别干湿相对面积近似呈正态分布,流域干湿变化趋势空间分布差异较大;(4)流域各级别干旱与湿润高发区无明显区域分布规律,发生干旱与湿润的最高频率在20%左右,且随着干湿程度的加重,频率变化范围逐渐缩小;(5)不同年代干湿频率差异较为显著,年平均干旱频率变化趋势为减-增-减,湿润频率变化趋势为增-减-减,湿润频率高值区呈现由下游向上游转移的趋势。