黑河流域上游融雪径流时间变化特征及成因分析

以黑河流域上游莺落峡水文站和札马什克水文站1959-2008年及祁连水文站1967-2008年的天然径流序列为基础数据,通过计算水文站的流量质心时间来表示融雪径流时间,研究了黑河流域上游融雪径流时间变化的特征.结果表明:莺落峡站和札马什克站自20世纪70年代起,融雪径流时间表现为提前的趋势,祁连站自20世纪80年代起融雪径流时间提前.野牛沟站和祁连站10月至次年4月降水量增加或4-7月气温升高,会使得莺落峡站融雪径流时间提前,札马什克站融雪径流时间的提前与野牛沟站10月至次年4月降水量的增加具有较高的相关性,祁连站融雪径流的提前与祁连气象站4-7月气温升高的相关性较强.通过分析莺落峡站融雪径流时间与年径流及各季节径流的相关性,可知如果融雪径流时间提前,莺落峡站观测到的年径流量和夏秋季的径流量均会减少,而同时冬春季的径流量会增加,这对合理安排流域水资源配置和管理具有重要的指导意义.

黑河上游不同流域融雪过程的SRM模拟

利用SRM模型对黑河上游三个水文站点控制区2000年的融雪过程进行了模拟,在此基础上探讨高山地区不同水文区域对SRM模型模拟精度的影响.模型以MODIS积雪产品和气象台站数据为输入,结合退水系数进行融雪过程模拟,重点研究不同水文站点控制区域下的模拟精度.结果表明:在气象观测数据相对丰富的莺落峡控制区,模拟的精度较高,拟合优度确定系数R^2=0.795,积差D_v=-2.346%;在气象观测资料稀缺的祁连站和扎马什克站控制区,其模拟精度较差,其中祁连站R^2=-0.233,D_v=-3.277%,扎马什克站R^2=0.517,D_v=-11.128%.此外,地形的复杂程度和植被覆盖类型也会对模型的模拟精度产生影响.

递归图理论在不同时间尺度下的径流混沌特征分析

以黑河上游莺落峡水文站1944~2017年的出山径流量为研究对象,将递归图理论与混沌理论相结合,在不同时间尺度下对径流时间序列混沌特征进行了有效辨识.利用递归图和滑移窗递归定量分析法(RQA)获取原始时间序列的动力学信息,提取出相关递归特征量;绘制不同尺度下的径流递归图,对径流混沌特性进行定性描述;利用RQA对混沌特性进行定量计算和检验.结果显示,在不同阶段径流的混沌程度各不相同,滑移窗的确定性(DET)可与递归图共同描述径流的混沌程度;滑移窗的Shannon熵(ENTR)显示径流的混沌程度随着时间尺度的增加而逐渐增大;滑移窗的层状性(LAM)与传统的水文学特征量——变差系数(C_(v))的计算结果相互检验,可作为一种新的衡量径流离散程度的参数.递归图理论实现了径流混沌特征的可视化,是辨识径流时间序列混沌特征的有效工具.