洮儿河流域基流演变及其水文滞后特征研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abdusamat128
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基流是地下水的重要组成部分,同时也是枯水期河川径流量的主要补给来源,明确基流演变趋势及水文滞后特征,在流域水资源、水环境和水安全的管理中都有着重要的意义。本研究以洮儿河流域洮南水文站为研究对象,基于1960-2016年洮南站及4个气象站点径流数据、日降水数据,采用改进退水常数后的数字滤波法中Chapman-Maxwell对洮儿河径流过程进行基流分割,利用二端元混合水源分割模型法,对野外采集水体样品,测定其氢氧同位素并进行计算,进而验证基流分割结果;利用趋势分析、突变分析法,处理洮儿河流域气象数据和水文数据,分析其演变规律;对洮儿河丰水年、平水年、枯水年降水事件不同情境下的基流对降水响应特征进行分析;利用降水量的异常,检测洮儿河流域的干旱状况,并通过量化干旱的方法,分析基流滞后响应情况。研究结果表明:(1)当用自动化基流识别技术计算退水常数(α=0.984)时,基流贡献率为37.73%,当退水常数是经验值(α=0.925)时,基流贡献率为48.24%,利用流域水体样品中氢氧同位素含量,并通过二端元混合水源分割模型法计算得出基流贡献率为41.6%,结果显示改进退水常数后的基流分割结果更准确。(2)洮儿河流域年降水量呈现出不明显的上升趋势,洮儿河流域年径流量和年基流量则呈现出明显逐年下降趋势。基于洮儿河降水、径流和基流数据,降水突变发生于1983年,2012年,径流、基流突变时间发生在1971年,1984年。其降水与径流、基流突变时间不同,径流和基流突变时间显示出一致的特征。(3)利用降水频率,确定洮儿河流域典型丰水年、平水年、枯水年代表年份,分别是1998年、1996年、1997年;在不同情境下,径流和基流对降水的响应不同:枯水年、平水年,基流具有显著变化,对降水的响应比较明显;丰水年时,径流具有显著变化,而基流较平稳,并没有明显变化;春汛情境下的基流变化较稳定,夏季汛期基流变化较大。(4)在1960-2016年期间,洮儿河流域共出现两次干旱时期,持续时间分别为93个月(1975年6月至1983年3月)和137个月(1999年4月至2010年9月),第二次干旱持续时间更长、波及范围更广,情况更为严重。气象干旱结束与水文干旱结束之间的滞后时间表明:基流恢复(第一和第二次干旱分别为28和30个月)比径流恢复表现出更长的滞后时间(第一和第二次干旱分别为27和22个月);降水恢复率在第一和第二次干旱期间时,径流降水恢复率分别为-12.09%和-9.47%,基流降水恢复率分别为-14.39%和-40.35%,基流降水恢复率表现出与基流时间滞后性一致趋势规律。
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