湘江流域水資源安全n-在線瀏覽
2025-02-26 22:56本頁面
【正文】 最有代表性和便于計算應用的因子作為水資源安全度量指標。 5 湘江流域水資源量狀況 ? 降水量：降水是湘江流域水資源的主要來源。 ? 地表水資源量：地表水資源量年際變化比較大，這主要是由于降水的年際變化引起的。用分區(qū)計算的地表水資源量、地下水資源量之和，再扣除兩者之間的重復計算量即為分區(qū)水資源總量。 19912022年湘江流域農(nóng)業(yè)用水量變化如下圖：單位（億 m3）。湘江流域工業(yè)用水量逐年遞增見下圖單位（億 m3）。城鎮(zhèn)生活用水包括城鎮(zhèn)居民日常生活用水和公共設施用水兩部分。 1990 1992 1994 1996 1998 2022 2022 2022 2022 2022年份用水量? 湘江流域總用水量變化：湘江流域總用水量變化如下圖所示：單位（億 m3）。 ? 研究方法： 1990 1992 1994 1996 1998 2022 2022 2022 2022 2022年份用水量（ 1） Kendall非參數(shù)秩次相關檢驗法 Kendall非參數(shù)秩次相關檢驗法已經(jīng)廣泛用于檢驗水文氣象資料的趨勢成分，包括水質、流量、氣溫和降雨序列等，究其原因主要是，與參數(shù)統(tǒng)計檢驗法相比，非參數(shù)檢驗法更適用于非正態(tài)分布或經(jīng)過刪檢（刪去低于或高于某水平的觀測值）的資料，而這些情況在時間序列分析中常常會遇到。在時間序列隨機獨立的假定條件下，設定統(tǒng)計量： 是一個標準正態(tài)分布樣本，給定一個顯著性水平的臨界值 ，當 時，表明序列存在一個明顯的增加或減少趨勢，將所有的繪成一條曲線，通過信度檢驗可知是否具有某種趨勢。從 1993年 Kumar和 Foufoular Gegious將 WT介紹到水文中以來， WT在水科學中己取得了一定研究成果，主要表現(xiàn)在水文多時間尺度分析、水文時間序列變化特性分析、 水文預測預報和隨機模擬方面。 由于 Morlet小波是復小波小波變換系數(shù)具有虛部和實部兩部分。因此為分析方便和直 觀把變化域中波動的能量曲面，以等值線的形式投影到以尺度 a為縱坐標，時移 b為橫坐標的 (a， b)平面上，等值線上的每一點值，都對應與曲面上點的值，而曲面上能量集中的頂點是其極值點，它在 (a， b)平面上的投影為一點，此點稱為能量中心點，其強弱用小波變換系數(shù)模部的平方值來反映。 ? 研究成果： （ 1）湘江流域降水量演變趨勢分析 選用湘江流域的 22個氣象站近 50年的降水觀測資料，利用Kendall非參數(shù)秩次相關檢驗法對數(shù)據(jù)進行趨勢分析，結果表明，總體上，湘江流域降水量的整個升降趨勢都不明顯，除個別年份呈現(xiàn)明顯上升或下降趨勢外，其余都僅有微弱變動。 從上面的計算結果圖中可以看出，四個站的降水量波動趨勢都不是絕對的，都是以橫軸為中心起伏不定，時正時負，但是數(shù)值都相對較小，只有個別年份的波動較大，通過了顯著性水平 a=。這四個站的降水量都是圍繞中心軸有小的波動，在 20世紀 90年代，主要是增高的趨勢， 21世紀初期，整個湘江流域的降水量有所增加，這和實際資料相符合。 通過對湘江流域降水量小波功率進行分析，可以得出降水量變化在不同尺度周期信號的強度，由小波功方差圖可以得出，湘江流域降水量在 25年和 28年左右的周期振蕩最為顯著，強度最大，其次為 7年左右的周期較顯著， 30年以上尺度的變化周期信號急速減弱，可忽略。各不同尺度相互作用的綜合結果使得湘江流域的降水量在 20世紀 60年代初期呈下降趨勢，在20世紀 70年代初期略有上升，在 20世紀 70年代中期至 20世紀80年代初期降水量在正常值附近波動變化，但在 20世紀 80年代中期，存在微弱下降的趨勢，而后在 20世紀 90年代開始上升，并導致在 20世紀 90年代末發(fā)生特大洪水。進一步對上述 8個干、支流水文站的徑流量 MannKendall檢驗結果進行圖象描述，結果見圖 ?？傮w上看，最近幾年，各測站略微偏向正方向，在20世紀 80年代，年徑流量主要呈現(xiàn)減少的趨勢，而在 21世紀初期，整個湘江流域的年徑流量相對增加，但是局部干旱嚴重，年徑流量增幅不大。 通過對湘江流域徑流量的小波功率進行分析，可以得出年徑流量變化不同尺度周期信號的強度。其中 19年、 20年、 32年的周期振蕩對近 50年來湘江流域年徑流量變化貢獻較大，在年徑流量的變化中起主要作用。定義 0度以上為安全， 1度～ 9度為基本不安全， 10度～ 19度為中等不安全， 20度以下為嚴重不安全。 ? 研究結果 （ 1）可供水量結果 供水預測要充分考慮技術經(jīng)濟因素、水質狀況及對生態(tài)環(huán)境的影響，預測不同水資源開發(fā)模式下的可供水量，可供水量是指不同水平年、不同保證率情況下，通過各項工程措施，根據(jù)用水的需求所能提供的水量。 不同水平年地下水可供水量預測 單位（億 m3） （ 2）需水量預測結果 預測方法采用用水定額法，即：需水量 =與水相關的經(jīng)濟社會指標 定額。該方法可以充分考慮每年的用水特點，根據(jù)發(fā)展的實際需要，按照決策者的意圖制定用水定額，最后得到用水量預測值。 保證率 水平年 2022年 2030年 P=50% P=75% P=90% 2022年及 2030年度各部門用水量預測 年份 2022 2030 保證率 50% 75% 90% 50% 75% 90% 需水量 （億 m3） 農(nóng)業(yè) 109 120 131 101 111 122 工業(yè) 40 40 40 54 54 54 城鎮(zhèn)生活 14 14 14 25 25 25 農(nóng)村生活 7 7 7 5 5 5 總計 170 182 192 185 195 206 （ 3）水量安全度 利用上述公式，預測湘江流域 2022年及 2030年水量安全度如下表所示，在 75%保證率下，湘江流域 2022年水量安全度達 2，屬于基本不安全，在 90%保證率下湘江流域 2022年水量安全度達 15，屬于中度不安全， 2030年達
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