河流水文情势改变程度计算方法研究

变异范围法是评估河流水文情势改变程度的重要方法。原有变异范围法只关注了河流水文指标值在目标区间内出现频率的变化,而忽略了指标值在目标区间内分布特征的变化,可能会低估河流水文情势的改变程度。为了更加全面地量化河流水文情势改变程度,引入均值及变异系数,反映水文指标值在目标区间内集中趋势及离散程度等分布特征的变化,并与原有变异范围法相结合,建立新的河流水文情势改变程度评估方法;以汉江为例,对改进的变异范围法进行了验证。研究结果表明:改进的变异范围法量化了原方法未考虑的水文情势改变特征:以皇庄站水文情势为例,相较于原有变异范围法得出的低程度改变度20.63%,改进的方法得出了50.71%的中度改变,能够更加全面和准确地量化河流水文情势改变程度,可为生态流量保障提供更合理的量化目标。

变化范围法评估北江流域水文情势变化

通过分析北江石角站实测径流资料,应用变化范围法(RVA)评估北江流域水文情势变化。认为总体上属低改变度到中改变度阶段,个别指标达到高改变度;干支流径流式水库,其枯水期运行调度对北江流域水文情势影响较大,而汛期运行调度对水文情势影响较小;飞来峡水库运行对北江中下游水文情势的改变幅度不大,但个别水文改变指标(IHA)改变度较高,有必要进一步优化飞来峡水库调度方案,减轻对北江河流自然生态的破坏,把IHA改变度降至最低,实现人水和谐。

基于变异性范围法(RVA)的河流生态流量估算

河流生态系统的生物组成、结构和功能依赖于河流水流的天然动态变化特征,即河流水文情势。变异性范围法(Range of Variability Approach,RAV)被广泛应用于评估河流生态系统是否得到维护。将RVA法的思路扩展到生态流量的计算,提出了一种简便、立足整体河流水文情势的生态流量估算方法。该方法使用均值与RVA阈值差计算了生态流量值,为维持河流健康生态系统提供支持。将该方法应用于南水北调西线一期工程中泥曲河的生态流量估算,得到引水坝址仁达处年可调径流量为6.44亿m3,与其他生态需水估算方法的结论基本一致。另提出了可支配系数反映河流流量可调用状况。南水北调西线一期工程计划从泥曲调水8亿m3·a-1,从RVA法的理念来看,该方案对仁达至朱巴河段的生态系统将构成威胁,需谨慎实施。

基于变动范围法(RVA)的信江水文改变及生态流量研究

选择信江下游梅港站1950~2010年日径流量,根据流域大型水库界牌枢纽运行时间将梅港站径流序列分为建库前（1953~2001）和建库后（2002~2010）两个时段。采用变动范围法（Range of Variability Approach,简称：RVA）分析水库运行对下游梅港站流域生态水文指标改变度,并分析了信江下游生态流量。研究表明：33个水文指标有22个发生中高度改变,11个指标发生低度改变,其水文综合改变度为0.51,属于中度改变;梅港站生态流量值均在RVA阈值内,基本能够保持河流稳定流量,但2月、7~9月及12月河道生态流量大于RVA下限。可适量增大水库下泄水量,降低对下游河段生态系统的威胁。

确定多指标医学参考值范围的统计方法

第十讲 多指标LMS法 多指标LMS法（LMS method of multiple indicatrixes）是针对18岁以前儿童生长发育参考值范围制定,对于多指标探讨应用多指标偏度系数（L）·中位数（M）·变异系数（S（coefficientofskewness,median,coefficient of variation in multiple indicatrixes）.偏度系数·中位数·变异系数法（coefficient of skewness,median,coefficient of variation.LMS）由TJ.Cole教授于1988年提出.1995年,Cole和Free—mall将其成功运用于拟合儿童身高、体重和体质指的生长曲线,使其成为评价儿童青少年生长发育的一种重要统计学方法.但TJ.Cole教授提出的是单指标LMS法,如用于制定单指标BMI参考值范围.

基于IHA-RVA法的渭河流域水文情势变化分析

选取渭河流域咸阳站1961—2015年的逐日流量数据,采用Mann-Kendall检验法和累积距平法分析流量演变规律,并基于水文改变指标的变化范围法对渭河流域的水文情势改变程度进行了综合评估。结果表明:咸阳站年均流量呈显著下降趋势,并在1977年发生突变。分析突变前后咸阳站水文指标可知:渭河流域整体水文改变度为29%,仅呈低度改变。

基于变异范围法的水库兴利调度方案生态环境响应评价

以乌溪江流域湖南镇—黄坛口梯级水库兴利调度为例,采用变异范围法,分别从月平均流量、年极端流量、年极值流量发生时间、高低流量频率及延时、日流量改变值及逆转次数5组水文指标,研究以兴利为主要目标的水库调度方案对下游河道生态环境产生的主要影响。结果表明:变异范围法能够将水文数据转换为具有生态意义的水文指标系列,进而可以用来评价水体的生态环境变化;以兴利为主要目标的水库调度方案,会对下游河道径流产生显著影响。

基于PP-RVA法的水电站下游河流水文情势评价

基于对5类33个水文变异指标与生态系统之间的响应关系分析,针对目前常用的变化范围法(RVA法)存在容易忽略低度、中度改变指标,且难以区分各项指标相对重要程度的不足,提出基于投影寻踪聚类模型的改进RVA法(PP-RVA法),对河流水文情势的整体变异度进行评价。以湖南省的刘家坪水电站为例,依据其厂房下游河道的实测径流资料,计算得到建库前后其水文情势的整体变异度为83. 21%,属于高度改变,同时可知5月平均流量、高流量数、最小7 d流量对水文情势改变的影响最大。评价结果更加贴合河道整体信息和指标变异度的分布特征,符合客观实际,表明刘家坪电站当前的运行方式对下游河道的生态系统影响较大,迫切需要开展生态调度实践,实现区域经济和生态环境保护的协调发展。

基于改进RVA法的云龙水库流域生态调度研究

作为昆明市饮用水源地之一,云龙水库为满足昆明市的用水需求截蓄了大量径流来水,导致下游河道的生态用水难以得到满足,水文情势发生严重改变。探究在保障水库原有任务实现的情况下,如何通过水库调度降低其对下游河道原有水文情势的影响,减弱对生态环境的破坏。首先对RVA法进行改进,建立了基于改进RVA法的多目标生态调度模型;再使用NSGA-Ⅱ算法对模型求解,得到保障经济效益、社会用水需求和水文情势改变度最低的一组方案集,并使用Tennant法对推荐方案进行生态流量优度评价。结果表明,通过生态调度,各水库下泄流量基本满足生态基本用水需求,验证了模型的合理性。最后,针对水库现状提出了改善云龙水库供水与提高生态用水补偿能力的建议。

北江中游水库调度对水文情势的影响分析

利用水文变异指数(IHA)和变化范围法(RVA)分析了北江中游横石\飞来峡水文站1954~2022年的水文情势变化,并重点分析了飞来峡水库调度对北江低枯水的影响。结果表明:飞来峡水库的库容系数较小,对于较长时间尺度的径流过程无影响,但对于较短时间尺度径流过程有明显影响,流量过程变得“碎片化”,陡涨陡落,切换频繁,枯水期的影响更为显著。

受梯级枢纽开发影响的汉江中游流量变化研究

为评估汉江中游流量变化情况,选用皇庄水文站1965—2022年共58 a逐日流量数据,按丹江口水库、王甫洲水利枢纽、崔家营航电枢纽、南水北调中线调水工程等重大水利工程的开发时序,将研究时段划分为未受人类活动干扰的基准期和4个典型影响时期,运用Mann-Kendall非参数检验法开展多年流量变化特征分析,采用变化范围法(IHA-RVA)对不同影响时期的流量指标进行分析,并根据各指标的水文改变度及偏移度综合评估汉江中游流量变化情况。结果表明:受丹江口、王甫洲、崔家营、雅口和兴隆等水利工程影响,汉江中游流量出现不同程度的波动,32个IHA指标整体水文改变度达47.46%~63.74%,判断为中度改变。

宜昌站1900～2004年生态水文特征变化

基于宜昌站1900～2004年共105年的日径流量资料，分别采用Mann-Kendall法、Mann-Whitney法分析该站水文特征与变化。跳跃性检验表明，宜昌站年平均流量的跳跃点出现在1969年，置信度超过99％。宜昌站1970年前的平均流量是14375m^3／s，1970年后的平均流量是13438m^3／s，相差937m^3／s，相当于295．5m^3／a，流量减少主要集中在下半年（7～12月），以8～10月最为明显。以1970年为界，将宜昌站105年水文序列划分为“近自然状态河流”的1970年前和“人工干扰状态河流”的1970年后两个分析水文变动序列，基于Richter提出的生态水文变动指标体系，应用变动范围法，计算了长江中游的生态水文目标，分析了长江流域宜昌站的生态水文特征变化。结果表明，1970年以后，人类活动与自然变动对长江宜昌站生态水文特征的改变并不明显，仅在1月、11月平均流量上有中等程度的改变。

水文改变指标体系在生态水文研究中的应用综述

回顾了水文改变指标体系的发展历程,详细介绍了水文改变指标体系所包含的水文改变指标、变化范围法和环境流量成分3部分内容,总结了水文改变指标体系在水文情势改变评估、生态环境影响评估、生态环境流量估算等方面的应用;指出水文改变指标体系是一种简便有效的评估工具,在水文情势变化及其生态效应评估和水资源管理实践上具有广泛的应用前景,但水文改变指标体系也存在参数冗余问题,未来发展可以耦合生态水文模型。

RVA法评估枫树坝水库对径流的影响

针对河道径流易受人类活动影响而导致水资源紧张,以变化范围法（RVA）评估枫树坝水库建成后对东江上游河川径流特性的影响。利用龙川站1952~2005年的实测径流数据,通过分析32个水文改变指标的中值及离差系数,结果表明水库建设后径流年内分布发生不同程度的变化,并根据Richter建议的分类法评估得知枫树坝水库的建设对径流的影响属于中度改变。

基于水文指标变化范围法的水库生态调度方案评价

为对水库生态调度方案进行合理评价并选优,本文采用变化范围(RVA)法,对燕山水库下游官寨水文站1954—2000年日均流量资料进行统计分析,并根据分析所得32个水文改变指标(IHA)变化范围确定了环境流量范围。结合目前常用几种生态流量计算方法提出9种生态流量方案,建立生态调度模型,模拟日放水过程。根据模拟日调度流量结果计算各指标的水文改变度,并对其进行分析。最后,根据分析结果,提出了使社会经济目标与生态目标均衡优化的综合效益最优调度方案。

长江中游水文情势变化及对鱼类的影响分析

为分析三峡水库蓄水后长江中游河道水文情势变化情况及其对鱼类产卵繁殖的影响,采用水文变化指标体系和变动范围法,对宜昌站水文情势变化进行了定量分析,得出了变化程度较为剧烈的水文参数。通过对照典型鱼类的历史产卵量与历史流量过程,归纳了典型鱼类四大家鱼的生态水文需求,得出了影响鱼类产卵繁殖的主要水文参数。提出了水文情势变化影响鱼类产卵繁殖过程的概念性模型。在分析的基础上,揭示了长江中游水文情势变化对鱼类产卵繁殖的影响。

湄公河清盛站水文情势变化分析

以湄公河清盛水文站为例,采用Mann-Kendall统计检验方法和Pettitt突变检验方法分析了1960～2003年径流量的变化趋势和突变点,基于水文变化指标,采用变动范围法定量评价了清盛站水文情势的变化程度。结果表明,清盛站年均流量总体呈下降趋势,枯季平均流量呈上升趋势,汛期平均流量呈下降趋势;径流系列基本未发生突变;1992年前后出现显著变化的水文指标有河流枯季月均水量、年均最小流量与出现时间、低流量谷底数与平均持续时间及流量平均变化率与逆转次数;河流水文情势整体属中度变化。

西安市灞河下游水文情势变化及生态影响分析

【目的】研究城市化进程中西安市灞河下游水文情势的变化特征,分析其改变程度对河流生态系统完整性和稳定性的影响,为灞河开发治理和生态调度提供参考。【方法】根据西安市灞河马渡王水文站1972-2010年的实测日流量资料,以2001年为节点,将39年水文序列划分为节点前的"近自然状态"和节点后的"人工干扰状态"2种条件,采用变异性范围法(RVA)评价水文改变指标(IHA),即月平均流量、年极值流量、出现时间、高低流量频率及历时、流量变化率及频率等指标特征,量化河流受影响程度,进而分析河流水文情势变化情况。【结果】由于西安城市向东部扩展和实施流域综合治理,灞河下游水文条件受到人工干扰。在IHA的5类指标中,除年极值流量出现时间变化不大外,另外4类指标均有显著变化,河流水文情势整体改变度为63.98%。【结论】灞河河流水文情势发生中度改变,其有利影响占主导地位,但今后应结合下游水文变化及生态影响进行河流规划和治理开发,同时调整已建、新建工程运行方式,合理调度水资源,维护河流生态健康。

气候变化和水利工程对丹江口大坝下游水文情势的影响

采用变化范围法划分不同影响期,并对丹江口下游的黄家港站1965-2017年水文情势的变化趋势进行评估。结果表明:丹江口大坝蓄水使下游河道枯水期的流量增加,丰水期和平水期的流量减少;气候变化引起的降雨减少使各月份的月中值流量和年极大值流量减少,低流量脉冲次数增加;梯级大坝的修建使黄家港水文站受回水影响,月中值流量和年极小值流量增加,发生时间提前。受南水北调中线工程调水影响,月中值流量和年极小值流量大幅度减少,高/低流量脉冲次数增加。不同时期影响造成汉江中下游水文情势的波动,并影响了汉江中下游水生态系统的稳定性。

渭河生态水文特征变化研究

随着河流开发利用程度的提高,河流的水文情势发生了很大的变化,生态系统受到威胁,保护和修复河流生态成为关注的焦点。本文在收集渭河林家村站、咸阳站和华县站长系列的实测日径流序列的基础上,采用滑动平均法和Mann-kendall检验法判断并检验年径流序列的变化趋势,采用有序聚类分析法、Pettitt法、秩和检验法和Mann-whitney检验法4种方法综合诊断并确定年径流序列的变异点。以跳跃显著的年份为界,将水文序列划分为变化前后两个水文变动序列,基于水文变异指标(IHA指标),应用变动范围法(RVA法),计算渭河中下游生态水文目标,研究生态水文特征的变异度。结果表明:渭河林家村站、咸阳站和华县站年平均流量均有显著下降趋势,最可能变异点分别为1990、1990和1993年,生态水文指标的整体改变度分别为70.61%,74.25%,73.05%,均为高度改变。研究结果可为渭河流域综合规划和生态治理提供科学合理的依据。