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枯水属于极值水文学的范畴,枯水径流状况是水资源利用的关键。随着经济社会的发展,人口的增加,水资源短缺问题日益突出,枯水径流的研究也逐步受到关注。本文以西北江三角洲网河区为研究对象,在对区域枯水径流变化规律进行分析的基础上,重点研究了潮汐网河区内多变量枯水径流频率分析方法,主要研究成果如下:
(1)以三水、马口以及思贤滘1961~2005年共45年实测枯季逐日流量为基础,分析了西北江三角洲网河区内枯水径流变化规律。通过历年枯水流量过程线分析,结果表明:三水、马口以及思贤滘三个断面各历时下平均枯季流量多年变化均呈现不同程度的递增趋势,其中三水站增长趋势最明显,思贤滘次之,马口站增长最不明显。
(2)选用P-Ⅲ型、对数P-Ⅲ型、对数正态分布、Gumbel分布等四种常用分布线型,研究了马口、三水及思贤滘1961~2005年历年最小连续1日、3日、7日、30日、90日平均流量序列频率分布,并采用概率点距相关系数法(PPCC)检验其拟合效果,P-Ⅲ型曲线分布较为理想。在此基础上,采用P-Ⅲ型曲线拟合了三个站点最小连续7日平均流量序列分布,为下一步的多变量联合分布分析提供计算基础。
(3)探讨了基于Copula函数的多变量枯水径流频率分析方法。以最小连续7日平均流量为例,建立了马口、三水枯水频率联合分布。通过联合分布可知,联合重现期小于设计重现期,而同现重现期则大于设计重现期,且较之联合重现期与设计重现期的差距,同现重现期比设计重现期大的多,尤其在低频率段差距较大,这与网河区实际情况是相符合的。相对于传统的统计法及单纯的单变量频率分布,Copula函数拟合效果更合理,适用于推求本研究区域内枯水径流联合分布。
本文的研究,不仅为区域水资源的开发利用、科学配置、保护及水资源工程的规划设计等提供了基础依据,也为网河区枯水径流频率的分析计算提供了新的途径。