大清河流域暴雨洪水变化特性研究

论文摘要

近年来海河流域下垫面情况发生了显著变化,对径流及洪水成果产生明显影响。为定量分析大清河流域暴雨洪水的变化特性,本文在收集1956年以来大清河流域主要测站阜平、紫荆关、龙门、横山岭和城头会等测站暴雨洪水资料的基础上,主要借助数理统计方法、随机水文学的方法和信息熵的方法来描述水文现象,提出了大清河流域暴雨洪水变化特性趋势性分析的定量成果。主要成果表述如下:（1）暴雨洪水特性相关参数初步统计分析:初步统计时段暴雨、时段洪量和洪峰值,然后对1984年前后两个时间段表征暴雨洪水特性的参数包括均值、CV值、直接径流百分比、洪水历时、滞时进行计算,计算结果表明:1984年前后直接径流所占比例和洪水历时等项变化不大,各时段降雨量没有明显的变化,而时段洪量和洪峰有明显下降。（2）暴雨洪水相关水文时间序列分析:对暴雨、洪峰和产流量进行趋势性分析、突变分析和周期性分析。借鉴分形理论中的R/S分析方法进行变异点的识别和初步的预测,并借鉴其它学科中波谱分析的新成果,采用了极大熵的分析方法对序列的周期性进行了分析,取得了满意的分析成果。（3）分析结果表明:相对于1984年之前,1984年之后暴雨量、洪峰和洪量序列变化呈下降趋势,其中洪峰和洪量序列的下降趋势尤为明显;次降雨量、洪峰、洪量的变异点具有一致性,且变异点普遍存在于1963年左右;采用谐波、功率谱、极大熵三种周期分析方法得到:小尺度上,序列普遍具有准2-3年的短周期,大尺度上具有准13年左右和准22年左右的长周期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景、目的及意义
• 1.2 水文序列分析研究进展
• 1.2.1 随机过程分析方法
• 1.2.2 信息熵分析方法
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 大清河流域概况和水文序列初步分析
• 2.1 大清河流域概况
• 2.2 研究范围、分区及代表站
• 2.3 暴雨洪水特性变化初步分析
• 2.3.1 暴雨洪水相关参数初步统计分析
• 2.3.2 水源划分和径流成分划分
• 2.4 小结
• 第三章 暴雨洪水的变化趋势分析
• 3.1 Kendall非参数秩次相关检验法
• 3.2 线性滑动平均法
• 3.3 线性趋势的回归分析
• 3.4 小结
• 第四章 变异点的诊断分析
• 4.1 Lee-Heghinian法变异点识别
• 4.2 有序聚类分析法
• 4.3 秩和检验法变异点分析
• 4.4 变异点的R/S分析方法
• 4.5 小结
• 第五章 暴雨洪水特性的周期性分析
• 5.1 谐波周期分析方法
• 5.2 功率谱周期分析方法
• 5.2.1 原理介绍
• 5.2.2 计算方法简介
• 5.3 极大熵谱周期分析方法
• 5.3.1 极大熵与传统谱分析方法的比较
• 5.3.2 极大熵谱法原理
• 5.3.3 极大熵谱法在暴雨洪水特性周期分析中的应用
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文及参加科研状况说明
• 致谢