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文檔簡介
1、<p> 編號(學(xué)號):12622029</p><p> 畢 業(yè) 論 文 </p><p> ?。?2012屆本科)</p><p> 題 目: 遼河流域徑流序列特性分析 </p><p> 學(xué) 院: 水利學(xué)院 </p><p
2、> 專 業(yè): 水利水電工程 </p><p> 姓 名: </p><p> 指導(dǎo)教師: </p><p> 完成日期: 2012年 6月6日 </p><p
3、> 畢業(yè)論文(設(shè)計)任務(wù)書</p><p> 說明:此任務(wù)由指導(dǎo)教師填寫一式兩份,一份發(fā)給學(xué)生,一份發(fā)給指導(dǎo)教師留存。</p><p> 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計)選題審批表</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要1</b></p>
4、<p> Abstract2</p><p><b> 前言3</b></p><p><b> 1緒論4</b></p><p> 1.1 選題的目的及意義4</p><p> 1.1.1我國水資源特點4</p><p> 1.1.2水資源開
5、發(fā)利用存在問題4</p><p> 1.1.3選題的目的及意義4</p><p> 1.2 研究現(xiàn)狀4</p><p> 1.3 研究主要內(nèi)容5</p><p> 2 流域概況及數(shù)據(jù)來源6</p><p> 2.1 流域基本狀況6</p><p> 2.1.1 流域自然地
6、理狀況6</p><p> 2.1.2 流域社會經(jīng)濟狀況8</p><p> 2.2 數(shù)據(jù)來源11</p><p> 3 遼河流域徑流序列年內(nèi)分布特性分析12</p><p> 3.1不均勻性分析12</p><p> 3.2 集中程度分析12</p><p> 3.3
7、變化幅度分析13</p><p><b> 3.4小結(jié)14</b></p><p> 4遼河流域徑流序列年際特性分析15</p><p> 4.1 趨勢性分析15</p><p> 4.1.1 趨勢性分析方法15</p><p> 4.1.2 年徑流趨勢性分析15</p
8、><p> 4.1.3 汛期徑流趨勢性分析17</p><p> 4.1.4 非汛期徑流趨勢性分析18</p><p> 4.2 周期性分析19</p><p> 4.2.1周期性分析方法19</p><p> 4.2.2 年徑流周期性分析19</p><p><b>
9、 4.3小結(jié)20</b></p><p> 5 結(jié)論與建議21</p><p><b> 5.1 結(jié)論21</b></p><p><b> 5.2 建議21</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)22</b></p><
10、p><b> 致謝23</b></p><p><b> 摘要</b></p><p> 近些年來,全球變暖,氣候異?,F(xiàn)象也時常發(fā)生,其對于水資源的影響尤為顯著。研究流域徑流特性分析是流域水資源合理開發(fā)利用的前提,研究流域的徑流特性對水資源的可持續(xù)開發(fā)利用具有重要的指導(dǎo)意義。本文以遼河流域的三個子流域即遼河干流、渾河、太子河流域為研
11、究區(qū)域,依據(jù)地域代表性選取遼河干流石佛寺水文站、渾河沈陽水文站、太子河遼陽水文站為分析測站,依據(jù)各測站1956-2000年月徑流資料,分析遼河流域徑流年內(nèi)、年際變化規(guī)律。通過分析可以看出:遼河流域徑流年內(nèi)分配極不均勻,月徑流變化幅度比較大,其中遼河干流最大月徑流可占年總徑流的60%以上;徑流年際變化趨勢不顯著,約存在10 a、12 a、19 a、21 a的周期。</p><p> 關(guān)鍵詞:徑流序列;特性分析;遼
12、河流域</p><p><b> Abstract</b></p><p> In recent years, the whole earth is becoming warmer and warmer, climate anomalies are also occurred, and its impact on water resources is partic
13、ularly significant.Study the analysis of runoff characteristic is the premise of developing and utilizing catchment water resource reasonably.Studying the runoff characteristic of catchment has the important guiding sign
14、ificance for the sustainable development and utilization of water resources.Taking the Liaohe River, Hunhe watershed and Taizihe watersh</p><p> Key words:Runoff series; Characteristics analysis;The Liaohe
15、Basin</p><p><b> 前言</b></p><p> 水,是生命之源,是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的一種寶貴資源,又是自然環(huán)境的重要組成部分,是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件。流域徑流序列特性分析是水資源合理利用的一個基礎(chǔ),做好流域的徑流序列特性分析對我國水資源的合理利用有著毋庸置疑的作用。河流徑流受氣候、地貌、土壤、植被等自然條件以及人類活動的耦合作用,
16、其演變過程存在確定性規(guī)律,同時也表現(xiàn)出強烈的隨機性。分析河流徑流特征,認(rèn)識其演化規(guī)律和趨勢,不僅有助于深入了解流域水循環(huán)與水平衡以及流域的結(jié)構(gòu)和功能,而且對流域內(nèi)水資源合理開發(fā)與利用等具有重要意義。</p><p><b> 1緒論</b></p><p> 1.1 選題的目的及意義</p><p> 1.1.1我國水資源特點</p
17、><p> (1)我國水資源總量多、人均少、畝均少。</p><p> (2)地區(qū)分布不均,南澇北旱。</p><p> (3)年際和季節(jié)變化大,水旱災(zāi)害頻繁。</p><p> (4)地下水分布廣泛,是北方地區(qū)重要的供水水源。</p><p> (5)水質(zhì)變化大,污染嚴(yán)重。</p><p&g
18、t; (6)水土流失嚴(yán)總,河流泥沙含量大。</p><p> 1.1.2水資源開發(fā)利用存在問題</p><p> 開發(fā)利用滯后于經(jīng)濟發(fā)展。</p><p> 北方地區(qū)缺水形勢加劇。</p><p> 城市缺水現(xiàn)象日益突出,擠占生態(tài)環(huán)境用水和農(nóng)業(yè)用水。</p><p> 用水浪費和缺水現(xiàn)象并存,節(jié)水和挖潛還有
19、較大潛力。</p><p> 江河湖庫水污染嚴(yán)重。</p><p> 干旱缺水地區(qū)水資源開發(fā)利用程度過高,生態(tài)環(huán)境惡化。</p><p><b> 地下水開采過量。</b></p><p> 1.1.3選題的目的及意義</p><p> 遼河位于中國東北地區(qū)南部,是我國東北地區(qū)南部的最大
20、河流,是中國七大江河之一。被稱為遼寧人民的“母親河”。流域徑流特性分析是流域合理開發(fā)利用的前提,研究遼河流域的水資源特性,對遼寧人民可持續(xù)開發(fā)利用遼河資源有著重要的指導(dǎo)意義。</p><p><b> 1.2 研究現(xiàn)狀</b></p><p> 針對遼河流域水系組成特點,各專家學(xué)者分別對流域進行了相關(guān)的水利研究。研究了遼河流域徑流序列特性分析遼河流域徑流年內(nèi)、年際
21、變化規(guī)律,得出了遼河流域徑流年內(nèi)分配極不均勻,月徑流變化幅度比較大,其中遼河干流最大月徑流可占年總徑流的60%以上;徑流年際變化趨勢不顯著,約存在10 a、12 a、19 a、21 a的周期的結(jié)論。研究了遼河流域徑流與輸沙量演變規(guī)律、遼河流域徑流對氣候變化的響應(yīng)特征、遼河流域水資源演化趨勢、遼河流域水文氣象要素歷史變化特征,分別得到了徑流量年際變化大、輸沙量年際變化劇烈,多沙少沙年份差異顯著、徑流輸沙有突變現(xiàn)象;總體呈明顯的階段性減少趨
22、勢,人類活動是河川徑流減少的主要原因;探討了遼河斷流的可能性,并提出了水資源可持續(xù)利用的對策與建議;遼河流域年降水量近49年減少趨勢明顯,降水偏少年份明顯增加,各季變化幅度差異較大、遼河流域的年平均氣溫是在波動中逐漸上升的,且升溫趨勢明顯、日降水量與河流徑流量之間存在很好的相關(guān)關(guān)系。</p><p> ?。?)年內(nèi)特性分析方法:不均勻性、變化幅度、集中程度</p><p> ?。?)年際特
23、性分析方法:趨勢性分析采用滑動平均法、周期性分析采用方差分析法</p><p> 河川徑流的年內(nèi)分布特征不僅影響人類社會系統(tǒng)的安全,同時也影響自然生態(tài)系統(tǒng)的健康。一方面,河川徑流的豐枯變化通常引致水資源供需關(guān)系的改變并影響水資源的開發(fā)利用;另一方面,河川徑流的節(jié)律性變化影響著與其相關(guān)的一系列物理、化學(xué)和生物過程。河川徑流的年內(nèi)分配與徑流補給條件密切相關(guān),河川徑流年內(nèi)分配特征的變化對應(yīng)著徑流補給條件的變化。 &l
24、t;/p><p> 計算年內(nèi)變化特征的指標(biāo)有多種不同方法,水文分析使用較多的有各月(或季)占徑流的百分比、汛期/非汛期占年徑流的百分比。為了進一步定量分析流域水循環(huán)的變化,除了采用上述常規(guī)方法外,還采用年內(nèi)不均勻系數(shù)、集中度(期)等不同指標(biāo),從不同角度探討揭示徑流年內(nèi)變化的規(guī)律.</p><p> 年際徑流特性主要表現(xiàn)在徑流年際變化的趨勢性、周期性等。為充分利用年內(nèi)不同時期徑流量,確定不同
25、時期水資源開發(fā)利用的策略及管理措施,可將天然徑流資料分成三類系列,即年徑流系列、汛期徑流系列(6-9月)、非汛期徑流序列(10月至次年5月)。分別對各系列徑流進行年際特性分析。</p><p> 1.3 研究主要內(nèi)容</p><p> 本論文以遼河流域為研究區(qū)域,以流域內(nèi)各支流主要水文站1956~2000年45年月徑流資料為研究對象,采用數(shù)理統(tǒng)計法、滑動平均法及方差分析法,對徑流年內(nèi)分
26、布特性、年際變化趨勢及周期性進行分析,為流域水資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。</p><p> 2 流域概況及數(shù)據(jù)來源</p><p> 2.1 流域基本狀況</p><p> 2.1.1 流域自然地理狀況</p><p> 遼河位于中國東北地區(qū)南部,是中國七大江河之一,古代稱句驪河,漢稱大遼河,五代以后稱遼河,清稱巨流河。遼河流域地跨
27、河北、內(nèi)蒙古、吉林、遼寧四省、自治區(qū)。上源(西源)為老哈河,發(fā)源于河北省平泉縣七老圖山脈的光頭山(海拔1729m),向東北流經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)蘇家堡附近納西拉木倫河后稱西遼河,而后東流到吉林省境內(nèi)折向南,于遼寧省昌圖縣福德店與東遼河匯合后稱遼河。遼河納招蘇臺河、清河、柴河、泛河、柳河等支流,至臺安縣六間房分流兩股,一股西流,稱雙臺子河,納繞陽河后,于盤山縣注入遼東灣;另一股向南流,稱外遼河,納渾河、太子河后稱大遼河,經(jīng)營口注入遼東灣(見遼河
28、流域水系示意圖)。1958年,在六間房附近將外遼河堵截,使遼河由雙臺子河入海,渾河、太子河由大遼河入海。</p><p> 遼河有二源。東源稱東遼河,出吉林省東南部吉林哈達(dá)嶺西北麓,北流經(jīng)遼源市,穿行二龍山水庫,在遼寧省昌圖縣福德店與西源匯合,西源稱西遼河。遼河流域總面積21.9萬km2,河長1390km。根據(jù)河口控制站1956~1979年資料推算,遼河多年平均流量約400m3/s,多年平均徑流量126億m3,
29、多年平均輸沙量2098萬t。干流自然落差1200m。 </p><p> 遼河為樹枝狀水系,東西寬南北窄,由兩個水系組成:一為東、西遼河,于福德店匯流后為遼河干流,經(jīng)雙臺子河由盤山入海,干流長516km;另一為渾河和太子河,于三岔河匯合后經(jīng)大遼河由營口入海,大遼河長94km。</p><p> ?。?)東遼河 是遼河上游左側(cè)的大支流,發(fā)源于遼源市境內(nèi)的薩哈嶺山。
30、流經(jīng)吉林省遼源、伊通、梨樹、懷德、雙遼,遼寧省西豐、昌圖、康平等市縣,全長448km,流域面積11306km2,在遼寧省昌圖縣與康平縣之間山東屯附近與西遼河匯合。東遼河大致分三段,二龍山水庫以上為上游,二龍山水庫壩下至長大鐵路橋為中游,長大鐵路橋至平齊線三江口鐵橋為下游。東遼河共有大小支流71條,右側(cè)36條、左側(cè)35條,流域面積在100km2以上的支流有24條。</p><p> 東遼河地處吉林省中部,氣候變化
31、受太平洋低壓和西伯利亞高壓控制,四季明顯。降雨量由上游至下游遞減,多年平均雨量從上到下由700mm降到450mm。年內(nèi)分配很不均勻,6~9月占年雨量的75%,7~8月占年雨量的50%。降雨量年際變化,西部大于東部。豐、枯水年及實測最大與最小年雨量比差達(dá)2~4倍。東遼河地區(qū)地表徑流分布與年雨量相似,由上游低山丘陵到下游平原區(qū),徑流深由150mm遞減到25mm以下。在雙遼縣境內(nèi),由于年雨量少,地勢平坦,土壤沙性大,產(chǎn)流條件差,年徑流深不足1
32、0mm。每年由11月平均氣溫轉(zhuǎn)負(fù),降雨轉(zhuǎn)為降雪,地表凍結(jié),徑流終止,靠地下水補給河流,流量小,甚至斷流。冰期最長可達(dá)5個月。6月進入汛期,6~9月徑流流量占年徑流量的80%。</p><p> 夏汛發(fā)生在6~9月,多由暴雨形成。主要集中在7~8月,6月也偶而有大雨出現(xiàn),暴雨洪水也有明顯區(qū)域性。東遼河上游,是暴雨較多的地區(qū)。東遼河在歷史上發(fā)生過幾次大洪水,據(jù)調(diào)查記載以1953年洪水為最大,其次為1917年、195
33、1年、1954年。</p><p> 東遼河,平均含沙量約5.00kg/m3。二龍山水庫上游平均每年進入水庫的泥沙在200萬t以上。自建庫33年來(截至1984年),計淤積泥沙6758萬m3,占庫容的38%。</p><p> ?。?)西遼河 水系絕大部分位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部,除河源部分在河北省外,上游在內(nèi)蒙古自治區(qū)的赤峰市境內(nèi),下游在內(nèi)蒙古自治區(qū)哲里木盟境內(nèi)。上游為山區(qū),下游則是沖積
34、平原。較大的支流有:西拉木倫河(是遼河的重要水源,多年平均徑流10.02億m3,75%枯水年的平均徑流仍有7.684億m3)、老哈河、教來河和烏爾吉木倫河。流域呈扇狀,北、西、南三面為山區(qū)。西遼河干流長827km,流域面積131891km2,是內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。目前流域內(nèi)共建有大、中、小型水庫90多座,設(shè)計總庫容41.2億m3。其中,大型水庫7座(紅山水庫是西遼河的最大已建水庫,在西遼河防洪體系中防洪效益約占2/3以上
35、,灌溉效益也居主要地位),設(shè)計總庫容為33.2億m3,中型水庫22座,設(shè)計總庫容為6.7億m3。建成666hm2以上的有4處,灌溉面積達(dá)36.6萬hm2。</p><p> 西遼河流域多年平均年降水量為375.3mm,折合年降水量為495億m3。西遼河多年平均流量85m3/s,年徑流量26.7億m3。汛期6~9月的徑流量占年徑流量的60%~70%。在地區(qū)分布上,上豐下貧,從老哈河上游的100mm,向下游遞減至5
36、mm以下(不產(chǎn)流區(qū))。</p><p> ?。?)太子河 是遼河下游左側(cè)一大支流,橫貫遼寧省中部地區(qū),流域面積13883km2,流域呈東西向。東側(cè)為鴨綠江支流渾江、南臨大洋河、西北接渾河。太子河發(fā)源于遼寧省新賓縣大紅石砬子,向西流經(jīng)本溪、鞍山、遼陽三市,在三岔河與渾河一起匯入大遼河,行至營口市注入渤海,河長413km,主要支流有南支、小湯河、湯河、細(xì)河、蘭河、三道河等。流域內(nèi)山地占69%,丘陵占6.1%,平原占2
37、4.9%。</p><p> 流域?qū)贉責(zé)釒Ъ撅L(fēng)氣候,冬季多西北風(fēng),夏季多東南風(fēng),年內(nèi)溫差較大。降雨量多集中在6~9月,占全年降雨的71.2%。小市站多年平均降雨量為778.1mm,多年平均氣溫為6.2℃。同降雨量直接有關(guān)的年徑流量的年際變化亦較大,年內(nèi)多集中在6~9月。 太子河流域水能資源理論蘊藏量17.05萬kW,其中,可能開發(fā)水能資源(單站5000kW以上)為11.63萬kW,年發(fā)電量3.12億kW.h。已
38、開發(fā)電站,總裝機容量約5.0萬kW(據(jù)1990年統(tǒng)計),占可能開發(fā)量的43%。</p><p> 流域內(nèi)現(xiàn)有水電工程:干流上的大型骨干控制工程觀音閣水庫,壩址以上集水面積2795km2,總庫容為21.68億m3,電站裝機容量為1.95萬kW。參窩水庫,控制面積6175km2,總庫容7.91億m3,電站裝機容量3.72萬kW。</p><p> ?。?)渾河 源出長白山脈滾馬嶺西南麓。西南
39、流經(jīng)清源縣中部、新賓縣北部,撫順、沈陽市區(qū),燈塔、遼中、遼陽三縣邊界,在海城、臺安、盤山三縣交界處匯合太子河后,稱大遼河,至大洼縣與營口市之間注入遼東灣。全長415km,流域面積11406km2。太子河匯合口附近多年平均流量93.0m3/s。河源以下自然落差588m??赡荛_發(fā)裝機容量5.73萬kW。已建水電站1座,裝機容量3.20萬kW。流域地勢東南高,西北低,河道曲折,呈不規(guī)則河型,水系發(fā)育,水量豐富,大伙房水庫以上,流經(jīng)中低山丘,植
40、被稀少,水土流失。中、下游流經(jīng)東北平原,河網(wǎng)交錯,渠道縱橫,工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),灌溉方便;下游河口段地勢低洼,水面寬闊,暴雨期常遭受水患。水源來自上游山地降雨補給。冬季結(jié)冰期約3~4個月。中、下游可通航。主要支流有蒲河、蘇子河等。</p><p> 2.1.2 流域社會經(jīng)濟狀況</p><p> ?。?)流域綜合開發(fā)利用規(guī)劃</p><p> 1991年底,完成了修改《
41、遼河流域規(guī)劃》和《遼河、松花江流域水資源綜合開發(fā)利用規(guī)劃》。遼河流域規(guī)劃內(nèi)容有:洪水特性與防洪工程體系規(guī)劃、水資源利用規(guī)劃、水土保持規(guī)劃、水資源保護規(guī)劃等。松遼流域水資源綜合開發(fā)利用規(guī)劃內(nèi)容有:北水南調(diào)工程規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水資源保護規(guī)劃、航運規(guī)劃等。遼河流域確定防洪方針為"蓄泄兼籌,防洪用洪結(jié)合",即在上游主要產(chǎn)流區(qū)修建控制性水利樞紐,攔蓄洪水,削減洪峰,在下游平原區(qū)修建堤防,整治河道,保證泄洪順暢。西遼河平原分洪樞
42、紐配合旁側(cè)水庫及蓄滯洪區(qū)蓄洪用洪。</p><p> 北水南調(diào)工程是綜合開發(fā)利用水資源的一項工程,除解決遼河中下游用水緊張外,對東北內(nèi)河航運發(fā)展,也是十分必要的和非常迫切的??墒狗忾]型的松花江航運轉(zhuǎn)為開放型,使遼河復(fù)航變?yōu)榭赡?。北水南調(diào)是一項與社會經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調(diào)的重大戰(zhàn)略措施。 </p><p> 北水南調(diào)工程計劃在第二松花江修建哈達(dá)山水庫,在嫩江上修建布西水庫,在遼河上興建石佛寺反調(diào)
43、節(jié)水庫以及長400公里的引水渠道。引水渠自哈達(dá)山水庫與嫩江上的大賚渠首取水,兩條輸水渠道于后八方匯合后,在太平川附近穿越松遼分水嶺,在雙遼附近注入遼河。為盡量引調(diào)松花江洪水期水量,最大調(diào)水流量擬定為400~500立方米/秒。渠道全部為土方工程,穿越分水嶺處最大開挖深度約26米。設(shè)想在實現(xiàn)調(diào)水后,再建成松遼運河。為使黑龍江、松花江、松遼運河和遼河成為南北貫通的內(nèi)河航線并可與海運相連接,遠(yuǎn)景還可考慮從雙遼起大體平行遼河開挖運河到營口,全長約
44、264千米。</p><p> ?。?)流域水資源平衡</p><p> 遼河流域是我國水資源貧乏地區(qū)之一,特別是中下游地區(qū),水資源短缺更為嚴(yán)重。遼河已建工程的供水能力已占水資源量的50%以上,中、下游開發(fā)程度更高。根據(jù)分析,一般年份供需可接近平衡,遇枯水年或連續(xù)枯水年,必須削減農(nóng)業(yè)用水,才能維持工業(yè)生產(chǎn)。有些工程如太子河的湯河水庫原以農(nóng)業(yè)用水為主,由于工業(yè)用水不斷增加,已不得不改為向工
45、業(yè)供水為主。流域內(nèi)將出現(xiàn)嚴(yán)重缺水現(xiàn)象。</p><p> 在遼河流域規(guī)劃中根據(jù)不同水平年工農(nóng)業(yè)發(fā)展情況預(yù)測,進行全流域水量供需平衡的結(jié)果,1980、1990和2000年全流域分別缺水9.544億、10.31億立方米和36.4億立方米。東北諸河的缺水主要集中在遼河流域,尤其是遼河中下游地區(qū)。解決的基本對策是:在各缺水區(qū)進一步采用開源和節(jié)流措施的同時,應(yīng)實現(xiàn)"北水南調(diào)工程",即從嫩江和第二松花江
46、調(diào)水到遼河,如果"北水南調(diào)工程"在滿足沿途用水要求后,能供給遼河中下游地區(qū)34億立方米水量,東北諸河2000年水資源供需關(guān)系可以達(dá)到基本平衡。</p><p> ?。?)河流綜合開發(fā)利用現(xiàn)狀 </p><p> 遼河流域開發(fā)較晚,水利工程很少,到建國前,全流域只有一座二龍山大型水庫,一座三臺子中型水庫和柳河上游的鬧德海大型攔沙堰。在東遼河、遼河干流和渾太河下游兩岸有斷
47、面瘦小、防洪能力很低的民堤;在東遼河二龍山水庫下游的梨樹和遼河干流下游的盤山、營口一帶,有少量的水田灌溉工程。由于流域內(nèi)水利基礎(chǔ)薄弱,歷史上水旱災(zāi)害頻仍。1886~1985年的100年間,流域內(nèi)共發(fā)生洪澇災(zāi)害50余次,平均2~3年就有一次。西遼河地區(qū)幾乎年年都有旱災(zāi),特別是春旱嚴(yán)重,遼河干流右側(cè)支流的上中游地區(qū),大面積的旱災(zāi)平均3~4年一次。</p><p> 截止到1989年,全流域已建成大中小型水庫689座
48、,總庫容138.0億立方米。其中大型水庫16座,控制流域面積57289立方米,占全流域面積的26.08%,總庫容109.97億立方米,可以用于調(diào)洪的庫容為67.6億立方米,這些大型水庫對控制和調(diào)節(jié)全流域各地區(qū)的洪水,對遼河流域的防洪起到了重要作用,主要大型水庫有紅山(總庫容25.6億立方米)、二龍山(17.62億立方米)、大伙房(20.1億立方米)、莫力廟(1.5億立方米)、他拉干(1.35億立方米)、吐爾吉(1.2億立方米)、孟家段(
49、1.2億立方米)、舍力虎(1.18億立方米)、打虎石(1.2億立方米);中型水庫69座,總控制面積17493平方公里,占流域總面積的7.57%,總庫容20.23億立方米;小型水庫603座,總庫容7.79億立方米。</p><p> 截止1988年,全流域堤防總長8108公里,其中主要江河堤防4991公里,保護重要城鎮(zhèn)18座,保護耕地144萬公頃,保護人口937.0萬人。</p><p>
50、 治理水土流失和開展水土保持也是遼河流域的一個主要問題,50年代初遼河流域水土流失面積約1220萬公頃,占流域面積的55.7%。1985年全流域水土流失面積為951萬公頃,占全流域水土流失面積的45.2%,對各水土流失地區(qū)進行農(nóng)、林、水、牧等綜合治理,已建水平梯田25.5萬公頃,造林228萬公頃,種草20萬公頃,修建谷坊42576座,溝壩地275萬公頃。這些綜合措施對攔泥緩水,促進農(nóng)、林、牧業(yè)和生產(chǎn)起到了一定作用,保持水土有一定功效,
51、目前又開展以小流域為單元的綜合治理,治理進度與效果更為顯著。</p><p> 到1980年,流域已建500千瓦以上的水電站22座,總裝機容量12.08萬千瓦,占可開發(fā)量的48.8%,年總發(fā)電量2.73億千瓦時。水電站建設(shè)有兩種形式,一種是建設(shè)大型綜合利用樞紐的同時建設(shè)電站,如大伙房、參窩、二龍山、清河、湯河等。其中參窩水庫,總庫容7.9億立方米,電站裝機容量3.72萬千瓦;最近又建成了觀音閣水庫,總庫容21.
52、68億立方米,電站裝機容量1.95萬千瓦。另一種是結(jié)合水利建設(shè)中小型水電站,已建成的電站中,西遼河地區(qū)有7座,東遼河地區(qū)1座,遼河下游地區(qū)有14座。這些已建成的中、小型水電站,對地方的工、農(nóng)、牧業(yè)生產(chǎn)起著很大的作用,促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。 </p><p><b> (4)生態(tài)特征</b></p><p> 河流浮游植物生物量及組成(毫克/升): 浮植物總計2.36
53、, 硅藻58.8%, 綠藻25.0%, 藍(lán)藻6.4%, 甲藻7.2%, 金藻黃藻0.1%, 裸藻2.5%。</p><p> 各科魚類總數(shù)及土著鯉科魚類種數(shù): 鯉科種數(shù)53, 百分比(%)12.6; 鰍科種數(shù)8, 百分比(%)10.4; 平鰭鰍科種數(shù)0, 百分比(%)0; 鮠科種數(shù)4, 百分比(%)11.8; 鯰科種數(shù)2, 百分比(%)28.6; 鮡科種數(shù)0, 百分比(%)0; 鮨科種數(shù)3, 百分比(%)30;
54、 塘鱧科種數(shù)3, 百分比(%)25; 鰕虎魚科種數(shù)3, 百分比(%)9.7; 其余科種數(shù)20, 百分比(%)17.2; 合計種數(shù)96, 百分比(%)12.4; 魨魚淡水類種數(shù)85, 百分比(%)12.1; 土著魚類種數(shù)78,百分比(%)11.2。</p><p> 浮游動物生物量(毫克/升):原生生物量0.001, 輪蟲生物量1.593, 枝角生物量1.124, 橈足生物量0.299, 總生物量3.015。&l
55、t;/p><p> 主要魚類: 遼河水系經(jīng)濟價值較大的主要魚類有10余種,其中鳙魚是人工移入的, 近年來魚產(chǎn)量中鰱、鳙魚約占總漁產(chǎn)量的80%,鯉、鯽魚、草魚占12%, 白、 條、鳊、魴等約占2%,其他占6%。</p><p> 漁業(yè)生產(chǎn): 遼河流域的淡水漁業(yè),建國前僅在遼河下游和個別湖泊有天然捕撈業(yè),年產(chǎn)1000~2000噸,建國初期一直到59年年產(chǎn)魚量為4000~5000噸之間, 基本上
56、是天然捕撈,主要漁獲品種有鯽魚、雅羅魚、白魚、鳊魚、鯰魚、鱭魚、棱魚、鱸魚等,61年最高產(chǎn)量達(dá)1.3萬噸而后迅速下降,63年~75年隨著水利事業(yè)發(fā)展, 水庫大量興建,河川漁業(yè)受水利設(shè)施和工業(yè)污染影響,而急劇敗落,漁獲量明顯下降。遼河水系的大多數(shù)河川都建有水庫,除東部山區(qū)支流和遼河下游外,一年大部分時間河道水很淺,有的瀕于干涸,歷史上的主要漁區(qū)河段, 如大遼河、雙臺子河等又遭嚴(yán)重污染,所以河川漁業(yè)日衰敗,遼河流域在各省、區(qū)的面積,以遼寧省
57、的流域面積最大, 而且處于遼河中下游地區(qū),河流附屬水體多,給小水面養(yǎng)魚發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件,遼河流域淡水漁業(yè)的發(fā)展應(yīng)以小水面養(yǎng)魚為重點,以水庫、湖泊漁業(yè)為主體, 積極保護恢復(fù)河川漁業(yè),因地制宜地發(fā)展?jié)O業(yè)的綜合利用,多種經(jīng)營,遼河下游近年污染狀況有所緩和,銀魚、鱭魚資源有所回升, 但仍應(yīng)加強產(chǎn)卵繁殖保護 。</p><p> 近年來,由于大量人為因素,遼河已成為中國江河中污染最重的河流之一,遼河水無法存活生物,無
58、法用于灌溉,更無法供人畜飲用。這種情況已引起各級政府部門的普遍重視,自1993年起開始了整治遼河工程,依法嚴(yán)厲打擊未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的排污單位,取得了一定成效。</p><p><b> 2.2 數(shù)據(jù)來源</b></p><p> 遼河流域分三個子流域:遼河干流流域、渾河流域、太子河流域。本文以遼河干流、渾河、太子河三個子流域為研究區(qū)域,依據(jù)地域代表性選取遼河干流石佛寺水文
59、站、渾河沈陽水文站、太子河遼陽水文站為分析測站。以各測站1956-2000年還原的月徑流量序列為依據(jù),分析徑流年內(nèi)、年際分布及變化規(guī)律。數(shù)據(jù)來源于遼寧省水利勘測設(shè)計研究院。</p><p> 3 遼河流域徑流序列年內(nèi)分布特性分析</p><p><b> 3.1不均勻性分析</b></p><p> 采用徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)和徑流年內(nèi)分
60、配完全調(diào)節(jié)系數(shù)衡量徑流年內(nèi)分配的不均勻性。</p><p> 徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)的計算公式如下:</p><p> 式中:為各月徑流量,為月平均徑流量。值越大,表明年內(nèi)各月徑流量相差越懸殊,徑流年內(nèi)分配越不均勻。</p><p> 徑流年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)計算公式如下:</p><p><b> , </b&g
61、t;</p><p> 年內(nèi)分配完全調(diào)節(jié)系數(shù)越大表示年內(nèi)分配越集中。</p><p> 流域徑流年內(nèi)分配不均勻性計算結(jié)果如表3-1所示。</p><p> 表3-1 遼河流域徑流年內(nèi)分配不均勻性</p><p> 3.2 集中程度分析</p><p> 采用集中度表示徑流量的年內(nèi)分配集中程度。集中度的計算是將
62、一年內(nèi)各月的徑流量作為向量看待,月徑流量的大小為向量的長度,所處的月份為向量的方向。從1月到12月每月的方位角分別為0,30,60,…,330度,并把每個月的徑流量分解為和兩個方向上的分量,則和方向上的向量合成分別為:</p><p><b> ,</b></p><p> 徑流的合成為:,則集中度的計算公式如下:</p><p> 通過
63、轉(zhuǎn)換,集中度可簡化為:</p><p> 流域徑流年內(nèi)分配集中度計算結(jié)果如表3-2所示。</p><p> 表3-2遼河流域徑流年內(nèi)分配集中度</p><p> 3.3 變化幅度分析</p><p> 徑流變化幅度的大小對于水利調(diào)節(jié)和水生生物的生長繁殖都有重要的影響。采用相對變化幅度來表示徑流變化的幅度,即最大月平均徑流量、最小月平均
64、徑流量與年平均徑流量之比。計算公式為:</p><p> 流域徑流年內(nèi)變化幅度計算結(jié)果如表3-3所示。</p><p> 表3-3遼河流域徑流年內(nèi)變化幅度</p><p><b> 3.4小結(jié)</b></p><p> 從表1可以看出:不同計算時段下,遼河干流、渾河、太子河流域徑流年內(nèi)分配均較不均勻,其中遼河干流
65、流域徑流年內(nèi)分配不均勻性最高。3個子流域內(nèi),20世紀(jì)90年代徑流年內(nèi)分配不均勻性均比70、80年代進一步增強。</p><p> 從表2計算結(jié)果可以看出:遼河干流、渾河、太子河流域徑流主要集中在7月中下旬,石佛寺最大月徑流占年總徑流的60%以上,渾河、太子河流域最大月徑流占年總徑流的55%以上。</p><p> 從表3計算結(jié)果可以看出:遼河流域徑流變化幅度比較大,多年平均徑流量中,遼
66、河干流最大月平均徑流量約是最小月平均徑流量的60倍;渾河流域最大月平均徑流量約是最小月平均徑流量的30倍;太子河流域最大月平均徑流量約是最小月平均徑流量的20倍。</p><p> 4遼河流域徑流序列年際特性分析</p><p><b> 4.1 趨勢性分析</b></p><p> 4.1.1 趨勢性分析方法</p>&l
67、t;p> 滑動平均法計算公式:</p><p> 為t點的滑動平均值。若l=1,三點滑動平均:</p><p> 若l=2,五點滑動平均:</p><p> 2) kendall秩次相關(guān)檢驗法 對于序列x1,x2,x3,…,xn,按順序分別計算x1右側(cè)序列大于x1的數(shù)出現(xiàn)個數(shù),再計算x2右側(cè)大于x2的數(shù)出現(xiàn)的個數(shù),一直計算到xn-1右側(cè)大
68、于xn-1的個數(shù),將這些個數(shù)求和記為p.根據(jù)計算的p,帶入下列公式:</p><p> 計算得到U的絕對值。</p><p> 取顯著性水平為0.05,則U0.05=1.96,比較一下U的絕對值是不是大于1.96,若大于,則說明序列具有趨勢性,U>0則上升趨勢,U<0則下降趨勢。若小于,則序列趨勢性不明顯。</p><p> 4.1.2 年徑流趨勢
69、性分析</p><p> 本文采用滑動平均法分別分析了石佛寺站、沈陽站、遼陽站1956年至2000年各年徑流資料。 </p><p> ?。?)石佛寺站年徑流序列趨勢性分析</p><p> 以石佛寺站1956年至2000年各年徑流資料為分析對象,探討年徑流量的趨勢變化。采用滑動平均法分析。計算過程如下。(將計算結(jié)果用圖表的形式給出。)如</p&g
70、t;<p> 圖4-1 石佛寺站年徑流序列趨勢分析圖</p><p> 從圖表中可以看出,1956年至1966年平緩下降,1967年至1982趨勢平緩,1983年至1987年有所上升,1988年至1990年又緩慢下降,1991年至2000年重復(fù)了1983年至1990年的變化趨勢。</p><p> ?。?)沈陽站年徑流序列趨勢性分析</p><p&
71、gt; 以沈陽站1956年至2000年各年徑流資料為分析對象,探討年徑流量的趨勢變化。采用滑動平均法分析。計算過程如下。(將計算結(jié)果用圖表的形式給出。)如</p><p> 圖4-2 沈陽站年徑流序列趨勢分析圖</p><p> 從圖表中可以看出,1956年至1982年趨勢平緩,1983年至1985年有所上升,1986年至1990年緩慢下降,1991年至2000年重復(fù)了1983
72、年至1990年的變化趨勢。</p><p> ?。?)遼陽站年徑流序列趨勢性分析</p><p> 以遼陽站1956年至2000年各年徑流資料為分析對象,探討年徑流量的趨勢變化。采用滑動平均法分析。計算過程如下。(將計算結(jié)果用圖表的形式給出。)如</p><p> 圖4-3 遼陽站年徑流序列趨勢分析圖</p><p> 從圖表中可以
73、看出,1956年至1982年趨勢平緩,1983年至1986年有所上升,1987年至1991年緩慢下降,1992年至2000年趨勢又變?yōu)槠骄彙?lt;/p><p><b> (4)小結(jié)</b></p><p> 從三個表中可以看出,沈陽站和遼陽站1956年至1982年沒有明顯的變化趨勢,石佛寺站1956年至1966年有平緩下降的趨勢,1967年至1982年沒有明顯的變化
74、趨勢。三站從1983年至1987年都有上升趨勢而后從1988年至2000年都有下降趨勢。</p><p> 4.1.3 汛期徑流趨勢性分析</p><p> 石佛寺站汛期徑流序列趨勢性分析(6月-9月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-4 石佛寺站汛期徑流趨勢分析圖</p><p> 沈陽站汛期徑流序列趨勢性分析(6月-
75、9月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-5 沈陽站汛期徑流趨勢分析圖</p><p> 遼陽站汛期徑流序列趨勢性分析(6月-9月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-6 遼陽站汛期徑流趨勢分析圖</p><p> 小結(jié):從圖表中可以看出三站從1956年至1982年無明顯變化趨勢,而三站從1983年至1987年有所
76、上升,1988年至1991年有所下降,1992年至2000年重復(fù)了1983年至1991年的變化趨勢。</p><p> 4.1.4 非汛期徑流趨勢性分析</p><p> 石佛寺站非汛期徑流序列趨勢性分析(10月-次年5月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-7 石佛寺站非汛期徑流序列趨勢性分析圖</p><p> 沈陽站非
77、汛期徑流序列趨勢性分析(10月-次年5月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-8 沈陽站非汛期徑流序列趨勢性分析圖</p><p> 遼陽站非汛期徑流序列趨勢性分析(10月-次年5月徑流總量趨勢性分析)</p><p> 圖4-9 遼陽站非汛期徑流序列趨勢性分析圖</p><p> 小結(jié):從圖表中可以看出石佛寺站1956年
78、至1982年無明顯變化趨勢,1983年至1985年有所上升,1986年至1988年緩慢下降,1989年至2000年變化平緩。沈陽站和遼陽站從1956年至2000年總體趨勢平緩,而在1968年至1974年有相對明顯的波動。</p><p><b> 4.2 周期性分析</b></p><p> 流域的年際徑流時序性變化是其年際徑流情勢的主要水文特征,分析流域徑流的周
79、期性變化,對于水利規(guī)劃、水庫的調(diào)蓄效益設(shè)計及對已建水庫的調(diào)蓄運轉(zhuǎn)等都是十分必要的。</p><p> 4.2.1周期性分析方法</p><p> 周期性分析的方法很多,如譜分析、諧波分析、方差分析等,其中方差分析應(yīng)用較多。本文采用方差分析法分析流域徑流的周期性。</p><p> 方差分析法( analysis of variance) 是指將所獲得的數(shù)據(jù)按某
80、些項目分類后,再分析各組數(shù)據(jù)之間有無差異的方法。</p><p> 通常用方差(variance)表示偏差程度的量,先求某一群體的平均值與實際值差數(shù)的平方和,再用自由度除平方和所得之?dāng)?shù)即為方差(普通自由度為實測值的總數(shù)減1)。組群間的方差除以誤差的方差稱方差比,以發(fā)明者R.A.Fisher的第一字母F表示。將F值查對F分布表,即可判明實驗中組群之差是僅僅偶然性的原因,還是很難用偶然性來解釋。換言之,即判明實驗所
81、得之差數(shù)在統(tǒng)計學(xué)上是否顯著。方差分析也適用于包含多因子的試驗,處理方法也有多種。在根據(jù)試驗設(shè)計所進行的實驗中,方差分析法尤為有效。</p><p> 4.2.2 年徑流周期性分析</p><p> 流域內(nèi)各測站不同周期下計算的方差比如下表所示,繪制各測站不同周期下方差比如下圖所示。</p><p> 表4-1 遼河流域各測站不同周期下方差比計算結(jié)果表<
82、;/p><p> 圖4-10 遼河流域各測站不同周期下方差比值圖</p><p><b> 4.3小結(jié)</b></p><p> 從石佛寺站、沈陽站、遼陽站三站可以看出遼河流域徑流年際變化趨勢不顯著。非汛期徑流年際變化幅度較小,趨于平穩(wěn),而汛期徑流及年徑流年際變化幅度較大。遼河流域年徑流周期性變化不顯著。</p><p&g
83、t;<b> 5 結(jié)論與建議</b></p><p><b> 5.1 結(jié)論</b></p><p> 通過以上計算分析,可以得出以下結(jié)果。</p><p> (1)遼河流域徑流年內(nèi)分配極不均勻,月徑流變化幅度比較大。遼河流域徑流主要集中在7月中下旬,其中遼河干流最大月徑流可占年總徑流的60%以上,渾河、太子河流域
84、最大月徑流也占年總徑流的55%以上。</p><p> (2)遼河流域徑流年際變化趨勢不顯著。1982年以前徑流整體呈下降趨勢,1982年以后受豐水年組的影響,徑流年際變化較大。從1956-2000年,非汛期徑流年際變化幅度較小,趨于平穩(wěn),而汛期徑流及年徑流年際變化幅度較大。年徑流的大</p><p> 小主要取決于汛期徑流的大小。遼河流域年徑流周期性變化不顯著,從各流域測站不同周期下
85、方差比大小可以看出,遼河流域約存在10a、12a、19a、21a的周期。</p><p> (3)本文通過分析遼河流域徑流的年內(nèi)、年際變化規(guī)律,揭示了遼河流域水資源的特點。為合理開發(fā)利用遼河流域水資源,制定遼河流域水資源可承載的社會經(jīng)濟發(fā)展模式提供了依據(jù)。</p><p><b> 5.2 建議</b></p><p> 通過以上分析,可
86、以得出以下兩點建議</p><p> 由于遼河流域年內(nèi)分配極不均勻,應(yīng)加強各水庫的汛期調(diào)度,合理調(diào)蓄庫水位。</p><p> 依據(jù)遼河流域的水資源特點,合理利用遼河流域水資源,制定可行的社會經(jīng)濟發(fā)展模式。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 張建興. 黃土高原重點流域徑流變化規(guī)
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91、t;p> [12]王金星,張建云,李巖,等.近50年來中國六大流域徑流年內(nèi)分配變化趨勢[J].水科學(xué)進展,2008,19(5):656-661.</p><p> [13] 楊遠(yuǎn)東.河川徑流年內(nèi)分配的計算方法[J].地理學(xué)報,1984,39(2):218-227.</p><p> [14] 湯奇成,程天文,李秀云.中國河川月徑流的集中度和集中期的初步研究[J].地理學(xué)報,19
92、82,37(4):383-393.</p><p> [15] 李艷,陳曉宏,張鵬飛.北江流域徑流序列年內(nèi)分配特征及其趨勢分析[J].中山大學(xué)學(xué)報,2007,46(5):113-116.</p><p> [16] 徐海量,葉 茂,宋郁東,等.塔里木河流域水資源變化的特點與趨勢[J].地理學(xué)報,2005,60(3):487-494.</p><p> [17]
93、 李紅霞,趙新華,張建軍.肯達(dá)爾非參數(shù)秩次相關(guān)檢驗法用于地面沉降的分析[J].中國給水排水,2007,23(9):67-69.</p><p> [18] 張學(xué)真.城市化對供水河流水文序列的影響分析[J].水利經(jīng)濟,2005,23(1):39-41.</p><p> [19] 孫志文.諧波、方差、能譜分析方法在河流年際徑流周期性分析中的應(yīng)用[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1982
94、,18(4):142-156.</p><p> [20] 王本德.水文中長期預(yù)報模糊數(shù)學(xué)方法[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,1992.</p><p><b> 致謝</b></p><p> 時光荏苒,歲月如梭,兩年的大學(xué)本科學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束,在這兩年的學(xué)習(xí)和生活中,我從開學(xué)時的稚嫩到畢業(yè)時的略顯成熟,不僅學(xué)到了很多水利行業(yè)方面的理
95、論知識,同時還學(xué)會了如何探究、如何求知,學(xué)會了如何在生活中面對壓力和困難,正是大學(xué)本科兩年讓我積累了人生很寶貴的一筆財富。</p><p> 首先我要感謝我的導(dǎo)師張靜老師對我學(xué)習(xí)上的悉心指導(dǎo)和無微不至的關(guān)懷。從論文的選題、構(gòu)思、資料的收集和修改上,張老師都給予了我非常細(xì)心的指導(dǎo)和大力的幫助,張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,淵博的知識,開闊的視野讓我銘記在心,受益匪淺,同時也激勵我要不斷努力學(xué)習(xí),用更多的知識武裝自己、充實
96、自己。</p><p> 論文完稿之際,衷心地感謝父母的養(yǎng)育之恩,感謝他們在我多年求學(xué)期間,一直無私的奉獻(xiàn)和默默的支持,使我順利完成大學(xué)本科學(xué)業(yè)。</p><p> 最后,對所有在我的大學(xué)學(xué)習(xí)、生活與論文工作中給予我關(guān)心與幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友們表示真摯的感謝!</p><p><b> 2012年6月6日</b></p>
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