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雅砻江流域水能资源丰富,根据合理利用、有序开发的原则,按梯级开发的方式兴建了一批大型水利水电工程,产生了明显的防洪和兴利效益。随着雅砻江水库数量的增加,对天然径流的扰动也愈加剧烈,显著改变了径流年内过程。在梯级水库群建成投运影响流域水文循环的背景下,本文从雅砻江流域水循环要素演变规律、梯级水库运行方式对径流过程的影响等方面,开展了雅砻江水库群调度对径流过程影响的研究工作。论文的主要研究工作和成果如下:
(1)通过倾向率、M-K检验、滑动T检验和克里金插值的方法,分析了近几十年流域气温、降水、蒸发和径流等水文要素的变化规律。发现1961-2010年雅砻江流域年平均气温呈显著上升趋势,年平均降水和蒸发上升趋势不显著。1958-2017年径流量呈减少趋势,可能是由蒸发增率大于降水增率,及梯级水库的运行导致的。气温突变发生在2001年,降雨和径流突变点均在2005年。多年平均气温、降水和蒸发从西北至东南逐渐增加。
(2)通过构建雅砻江流域SWAT模型,对比分析锦屏一级、锦屏二级和官地三大水库运行后和无水库情况下径流过程的差异。发现三大水库运行后使2015-2016年雅砻江流域汛期水量减少44.4%,非汛期河道水量增加70%。
(3)通过数值模拟实验的方法,定量分析5种水库组合情景下梯级水库群运行对径流过程的影响,试图得到一定普适性结论。发现梯级水库群调度使径流过程趋于均化,主要是由水库群在汛期拦蓄水量使径流减少,在非汛期补给径流导致的。在雅砻江流域,日调节水库位于年调节水库上游时,对汛期径流的调蓄效果更好;年调节水库位于日调节水库上游时,对非汛期径流补给效果更好。水库调节能力与库容呈一定的统计规律:防洪库容每增加1亿m3,最大3日径流量减少0.18-0.57亿m3,年最大1日流量减少45.5-159.6m3/s,推迟1.3-5天,最小30日平均流量增加5.1-34.2m3/s。
(4)通过降雨重构的方法,分析不同降雨特性下梯级水库群调度对汛期径流的影响。发现对于降雨中心在上游、量级大的降雨所形成的径流,水库调节效果更好;但在降雨量级偏大的降雨类型下,水库推迟年最大1日流量效果有限。
(1)通过倾向率、M-K检验、滑动T检验和克里金插值的方法,分析了近几十年流域气温、降水、蒸发和径流等水文要素的变化规律。发现1961-2010年雅砻江流域年平均气温呈显著上升趋势,年平均降水和蒸发上升趋势不显著。1958-2017年径流量呈减少趋势,可能是由蒸发增率大于降水增率,及梯级水库的运行导致的。气温突变发生在2001年,降雨和径流突变点均在2005年。多年平均气温、降水和蒸发从西北至东南逐渐增加。
(2)通过构建雅砻江流域SWAT模型,对比分析锦屏一级、锦屏二级和官地三大水库运行后和无水库情况下径流过程的差异。发现三大水库运行后使2015-2016年雅砻江流域汛期水量减少44.4%,非汛期河道水量增加70%。
(3)通过数值模拟实验的方法,定量分析5种水库组合情景下梯级水库群运行对径流过程的影响,试图得到一定普适性结论。发现梯级水库群调度使径流过程趋于均化,主要是由水库群在汛期拦蓄水量使径流减少,在非汛期补给径流导致的。在雅砻江流域,日调节水库位于年调节水库上游时,对汛期径流的调蓄效果更好;年调节水库位于日调节水库上游时,对非汛期径流补给效果更好。水库调节能力与库容呈一定的统计规律:防洪库容每增加1亿m3,最大3日径流量减少0.18-0.57亿m3,年最大1日流量减少45.5-159.6m3/s,推迟1.3-5天,最小30日平均流量增加5.1-34.2m3/s。
(4)通过降雨重构的方法,分析不同降雨特性下梯级水库群调度对汛期径流的影响。发现对于降雨中心在上游、量级大的降雨所形成的径流,水库调节效果更好;但在降雨量级偏大的降雨类型下,水库推迟年最大1日流量效果有限。