太阳能光伏发电成本的双因素学习曲线模型研究

随着太阳能这一新能源的开发,在低碳经济时代,降低光伏发电成本以提高其可利用性显得尤为重要。在Wright基本学习曲线模型的基础上,建立太阳能光伏发电的双因素学习曲线模型,研究了太阳能光伏组件累积生产量和累积研发量对太阳能光伏发电成本的影响。采用2001年至2010年10a的数据,运用最小二乘法,检验参数的显著性,进而确定模型的可行性。并利用此双因素学习曲线模型对我国未来10a的太阳能光伏发电成本做了预测,得出在累积生产量和累积研发量发展情况不同的情形下,光伏发电成本的降低程度不同。表明应大力开发太阳能光伏发电产业,平衡累积生产量和累积研发量,使太阳能光伏发电的成本降低。同时对如何降低光伏发电成本提出了建议,为政策制定者提供一定的参考。

基于统计学与新安江模型相结合的土地利用变化引起的径流响应分析方法

鉴于水文模型评价土地利用变化的特点,实际上水文模型的参数也可反映流域水文特性和降雨径流过程,不同时期的最优参数可以反映流域系统的变化。将统计学方法与水文模型相结合,分析土地利用变化对径流的影响,即先利用统计学方法判断降雨径流的趋势,找出降雨径流系列的突变点并据此划分不同时期,然后对不同时期日模型参数进行优选,并对参数变化结果进行对比分析。在大坡岭流域的应用表明,该方法对土地利用变化引起的径流响应分析行之有效。

一种简单的年降雨-径流概念模型

以河北省雄县新盖房水文站年径流系列分析为例建立了新盖房水文站年径流量与其控制流域的年降雨量、耗水量和水库、闸坝等蓄水措施储量关系的简单概念模型。通过新盖房水文站年径流和其控制流域年降雨的双累积曲线分析,得出不同阶段人类活动对径流的影响,从中选择具有代表现状人类活动水平的1980～1995年径流系列,对模型及其参数进行了计算和验证,以此简单的年降雨-径流概念模型计算得到了1953～1995年长系列径流量。该模型具有概念明确、简单易用、所需资料和参数少等优点。

黄土丘陵沟壑区典型流域气候和土地利用变化对径流泥沙产量的影响

为探讨气候和土地利用变化对流域径流与泥沙产量的影响,了解黄土高原区域水土资源变化规律,以黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域为研究对象,采用数理统计、双累积曲线、灰色关联度分析、多年平均水量平衡模型等方法分析了流域1986—2008年间降水、径流、泥沙年际变化特征,并量化分析了气候与土地利用变化对流域径流、泥沙的影响。结果表明:1)1986—2008年间,流域年均降雨量变化趋势不显著(P=0.22);流域径流、泥沙呈减少趋势,减少趋势显著程度分别达到P=0.025和0.087,且二者均在1994年发生减少突变;2)除降水外,径流与潜在蒸散敏感性最强,而输沙量大小与日照时数关系更为密切;3)气候变化对径流、泥沙变化的贡献率分别为33.1%和32.5%,土地利用变化贡献率则分别为66.9%和67.5%。

荥经河流域径流变化过程分析

为了研究荥经河流域径流演变规律,定量分析影响因素,根据荥经站1965—2010年径流数据及相关气象资料,利用小波分析法、双累积曲线法,综合分析了荥经河流域径流变化过程及影响因素,应用多元线性回归法建立了径流回归模型,并对1965—2010年的径流进行了模拟。结果显示,荥经河流域径流量有减少的趋势,特别是近20年来,枯水年出现的概率增大;1975—1990年、2001—2010年,降雨是影响径流变化的最主要因素,而在1991—2000年人类活动对径流的影响较大;所建立的径流回归模型拟合性较好,有较强的实用性。

黄土高原典型流域输沙量变化及减沙贡献率分析

定量研究气候变化和人类活动的减沙贡献率,可为流域生态治理目标与措施精准布局提供科学依据。针对黄土高原无定河流域及其支流大理河流域,综合利用双累积曲线法、淤地坝减沙模型、Gamlss模型减沙贡献率分析法,开展一般降雨和极端降雨条件下减沙贡献率定量测算和水土保持措施的减沙效益分析。结果表明1960-2015年大理河输沙量以1960-1970年、1971-2002年和2003-2015年三个阶段呈现趋势性减少。人类活动是输沙量减少的主要原因。1971-2002年,沟道措施是主要减沙措施,占水土保持措施减沙量比例约为58%;2003-2015年,坡面措施为主要减沙措施,占水土保持措施减沙量比例约为67%,其中梯田30%,林草37%。水土保持措施在极端降雨条件下能够有效减少输沙量。相似极端降雨情景下,2017年无定河流域次洪输沙量较1977年减少53%。

东湾流域下垫面变化及其子流域嵌套分析

采用双累积曲线法和新安江模型分析东湾流域1960—2011年降水及径流变化,将东湾流域洪水系列划分为1994年前后2个系列,并以东湾流域与其潭头、栾川2个子流域为研究对象,用1994年前后东湾流域率定出来的两套参数模拟其子流域。结果表明:下垫面的变化影响到嵌套流域的降雨径流关系,1994年前东湾流域的参数对其子流域的模拟较好,1994年后东湾流域的参数模拟其子流域的精度已经达不到洪水的精度要求。

河南省东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响

以河南省东湾流域为研究对象,研究东湾流域下垫面变化对设计洪水的影响,通过对1970—2011年的径流资料进行一致性分析,确定1990年为径流系列变化的分界点,并用新安江模型分别率定1990年前、后两个系列模型参数。结果表明,东湾流域下垫面在1990年后发生了明显变化,下垫面的变化导致径流量减少。采用新安江模型修订方法,对1990年前洪峰流量进行了修订,相应的设计洪水频率较修订前平均偏小5%左右。

黄河上游兰州至头道拐河段流量频率变化分析

根据兰州至头道拐河段出口站年径流量与河段年入汇径流量之间的双累积曲线关系,建立了年径流量双累积曲线(DMC)模型,提出了头道拐站天然年径流量的还原计算方法与步骤,并通过采用累积频率分析法对头道拐站天然年径流量还原值进行了丰平枯划分。分别对头道拐站1956-1967、1968-1986及1987-2004年各时段流量频率分布进行了统计分析。结果表明,随着时段的发展,小流量频率有逐渐增大的趋势,而大流量频率有逐渐减小的趋势。其中,1968-1986年流量频率变化主要是由人类活动(包括水库调蓄、河道引水等)引起的,1987-2004年小流量频率增大主要是由人类活动引起的,而大流量频率减小主要是由于天然年径流量减少、枯水年份增多造成的。

苏州市水资源变化与主要驱动因素分析

以城市化水平较高的苏州市为研究区域，选用Mann-Kendall趋势检测和突变检测分析该区域水资源近50年的变化趋势和主要驱动因素，并利用双累积曲线和气候弹性模型定量评估驱动因素对径流变化的影响贡献率．结果显示，苏州市水资源量近50年呈显著的上升趋势，且在1991年发生突变；气候变化和城市化为主的人类活动是苏州市水资源变化的主要驱动因素，且都导致径流增大；双累积曲线和气候弹性模型的定量评估结果相似，均显示气候变化的贡献率超过50％，分别为62％和77％；人类活动的贡献率分别为38％和23％．研究成果为苏州市海绵城市规划设计提供决策依据．