南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇研究

基金项目

作者简介

山东滨州人博士生

南水北调中线水源区与受水区降水丰枯遭遇研究

闫宝伟

郭生练

武汉大学

水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北

武汉湖南省水利厅湖南长沙

摘要运用

非汛期及全年降雨量的联合分布

并

结果表明

用

通过分析得出以下结论水源区与受水区丰枯同步的频率表现出由南向北递减的规律且同枯的

频率略大于同丰的频率同平的频率最低

有利于调水的频率却表现出相反的趋势非汛期调往各受水区的水量有限

关键词南水北调中线工程丰枯遭遇

研究背景

工程从汉江丹江口水库

工程处于东部平原气候与中西部山区气候的交界带上水源区汉江丹江口以上流域集水面积万

郑红星等

戴昌军和梁忠民种联合分布计算方法进行比较研究并用正态变换的法分析

该法计算比较复杂

本文尝试采用比较简单易行且已在水文计算中得到成功应用的

具体分析水源区与各受

资料和方法

资料除唐白河区资料年限为年各代表站点的月降

选取各区分布较均匀的站点作为代表站点其中汉江区选用站黄淮河区选用为了减少单站实测资料的片面性

理论的联合分布

理论设和

如果和连续则存在唯一的函数使得

函数

表列出了种比较常用的并给出了参数的范围及与其中为

秩相关系数用下式计算

式中

表种常用

名称参数范围

基于理论联合分布的建立

具体应用包括

以下几个步骤秩相关系数中与

系确定

联合分布模型的建立

各区降雨分布的确定我国水文分析中降水一般假定服从

其中

文中采用线性矩法估计上述参数并得出各区不同时段的常用统计特征参数和

表由表可见水源区多年平均降雨量为

和之间

由图各区年降雨量的频率曲线拟合图可以看出采用分布对各区降雨是适合的其中经验频

率采用期望公式?

表水源区与受水区降雨分布参数估计结果

汉江区唐白河区黄淮河区海河区

区域

评价指标采用

计算如下

图水源区与受水区年降雨频率曲线拟合

式中且的联合观测

最小的作为联结

式中

评价结果的参数及评价指

所示种选取

由表除了汉唐遭遇的汛期和非汛期及汉黄遭遇的非汛期选用

况均选用种情况所选的相差

不大

记水源区降雨量为

给出了不同时间尺度下水源区与各受水区分别遭遇时用上述模型得出的计算分布与经验点的

其中二元经验频率采用

可以用它来描述两水文区的丰枯遭遇问题

表

各水文区

结果分析

丰枯遭遇分析根据上面所建联合分布模型可以求出不同时段水源区与各受水区分别遭遇的概年降雨为

以分为以下种情况

丰丰型平丰型

图

水源区与受水区不同时段降雨遭遇的计算分布与经验点据拟合

图水源区与各受水区年降雨遭遇的联合分布等值线

枯丰型

其中

又可以将这种情况分为丰枯同步和丰枯异步

表

水文区时段丰枯同步频率

丰枯异步频率

水源受

水源受水源受合计

水源丰水源丰

水源平水源平水源枯水源枯合计

列出了水源区与各受水区不同时段丰枯遭遇的频率

同枯的频率均低于

约为

遇频率为

率在平枯遭遇的频率在

规律

和

调水

条件概率分析由于工程同时向这

区发生各种水平年降雨时当

的条件

概率分布分别为

图可以看出

当降雨量超过

结论

由于函数本身具有对称性

枯与枯平遭遇的频率相等从而得出水源区偏丰受水区偏枯与水源区偏枯受水区偏丰的频率相等的结

丰枯同

步中同枯的频率均低于就年的尺度丰枯异步水源区偏丰受

出由南向北递增的规律就年的尺度看依次为但由于工程需要同时向这个受水

图水源区发生枯水平水及丰水时各受水区不同时段降雨的条件分布

缓解黄河下游用水紧张的矛盾可考虑向黄河相机补

参考文献

郑红星刘昌明

戴昌军梁忠民

肖义等

阮本清韩宇平高季章王浩

水利江水利委员会长江勘测规划设计研究院南水北调中线一期工程可行性研究总报告第一篇综合

武汉