赵江艳
- 作品数：11 被引量：43H指数：4
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金广东省水利科技创新项目更多>>
- 相关领域：水利工程天文地球交通运输工程农业科学更多>>
- 基于变异分析的气候变化与水电工程水文水资源效应研究——以东江龙川站为例被引量：2
- 2018年
- 由于受气候变化、人类活动及流域下垫面变化等因素的影响,许多水文要素序列不仅在年际形式上发生了变异,而且其年内分配特性也发生了不同程度的变异,严重影响了水利工程的规划设计以及水资源可持续利用和优化调配。以东江龙川站为研究对象,借助水文变异诊断系统研究气候变化与水电开发的水文水资源效应。计算结果表明,龙川站年径流序列由于受枫树坝水电工程的影响在1972年发生了跳跃强变异,而其年内分配指标GI、Cd和Cv分别在1973年、1973年和1968年发生了跳跃强变异,而降水序列的GI和Cv指标受气候变化的影响分别在1968年发生了跳跃弱变异和中变异。采用均值差异法计算气候变化和水电开发驱动力对径流年内分配指标GI、Cd和Cv的贡献率,结果分别显示约60%、62%和45%是由于枫树坝的建设运行造成的下垫面变化引起的,约40%、38%和55%是由气候变化引起的,总的来看与变异诊断结果相吻合,说明龙川站年内分配情势主要受枫树坝水库的建设运行影响较大,水库的调节作用使得径流变幅减小,均匀性增加。
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- 关键词：气候变化水电工程
- 非一致性水文频率计算的基因途径Ⅱ：水文基因诊断系统与非一致性常规矩基因方法被引量：7
- 2018年
- 非一致性水文频率分析是变化环境下工程水文计算需要解决的主要问题之一.本文从随机水文序列组成的角度,将不同时间尺度下的非一致性水文现象概化为具有遗传、变异与进化特性或规律的水文过程,据此借鉴生物基因理论提出水文基因的概念,并定义常规矩基因为水文序列的各阶原点矩和中心矩.为了识别与检验水文基因的各组成成分,创建了水文基因诊断系统.为了阐述水文基因的遗传、变异与进化原理,以P-Ⅲ分布为例详细描述了常规矩基因的构建与表达过程.以澜沧江流域允景洪站年最小1月流量序列为例,对上述基于常规矩基因的非一致性水文频率计算方法进行了可行性和实用性验证.结果表明:该方法能以水文基因变异识别为基础,揭示非一致性水文序列的演变规律,不仅为变化环境下工程水文计算提供了新的研究途径,也能为水安全评价提供重要的参考依据.
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- 关键词：非一致性水文频率
- 基于Hurst系数与Bartels统计量的水文变异度及其敏感性被引量：2
- 2018年
- 近年来由于受全球气候变化和频繁人类活动的影响,水文序列的纯随机成分叠加了跳跃、趋势、周期、相依中的任意一种或多种变异成分,急需明确采用何种指标度量它们变异的程度.本文定义了基于Hurst系数与Bartels统计量的水文变异度以衡量其变异程度,采用蒙特卡洛统计试验方法检验并分析了它们对不同变异成分的敏感性.结果表明:当水文序列存在跳跃、趋势变异时,Hurst变异度和Bartels变异度均能反映其变异状况,但Hurst变异度对微弱的跳跃或趋势变异更敏感;当序列存在周期变异时,仅Bartels变异度能反映序列的周期变异程度;当序列存在相依变异时,Hurst变异度和Bartels变异度均能反映其变异程度,但Bartels变异度能反映更加微弱的相依变异程度;Hurst变异度、Bartels变异度均随着4种成分变异幅度的增大而增大,说明Hurst变异度、Bartels变异度可以衡量水文序列的变异程度.以澜沧江流域各气象站气温序列为例,发现各站气温出现了向上的趋势或跳跃变异,说明整个流域近年来出现了气候变暖的现象,且上、下游气温变异度更高,体现出本文所提方法的实用性.
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- 关键词：变异度
- 洞庭湖三口洪峰流量和水位变异特性分析被引量：11
- 2018年
- 近几十年来,受荆江裁弯、葛洲坝工程运用、三峡水库拦蓄调度、洞庭湖治理以及长江上游水土保持措施等因素的综合影响,洞庭湖三口(松滋口、太平口和藕池口)的水文情势发生了显著变化,给湖区防洪、水资源、水生态、水环境等造成一系列影响.为了深入认识三口洪水发生的复杂变化,本文采用水文变异诊断系统和Zivot-Andrews结构突变单位根检验方法,对三口各水文站点的年最大洪峰流量和年最高洪峰水位序列进行变异诊断,并对其变异特性和变异原因进行分析.结果表明,各站点洪峰流量序列的变异具有较好的一致性;受分流能力变化和上游来流变化的影响,三口各站点的洪峰流量多呈现方向向下的趋势变异;受到洪道冲刷、流量减小、顶托减弱、洪道上下游落差增大的影响,三口各站点洪峰水位在2004年均发生方向向下的跳跃变异.
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- 关键词：洪峰流量洞庭湖长江
- 基于首次穿越理论的船舶搁浅风险计算
- 2017年
- 为研究长江中游航道水位变化对船舶通航安全的影响,根据随机振动的首次穿越理论建立水位变化下船舶搁浅风险定量计算模型,实现不同水位下长江中游航道船舶搁浅风险的定量计算。利用航道水位、船舶吃水及富余水深三者间的动态关系,分析水位变化对允许船舶最大吃水及船舶搁浅概率的影响。利用船舶运动模型推导波浪载荷下船舶升沉运动的位移响应,同时根据首次穿越理论构建船舶首次穿越失效(搁浅)模型。运用Simulink仿真工具箱,根据船舶首次穿越失效模型计算得到不同水位下船舶的搁浅风险。利用该方法计算长江中游典型船舶在不同水位下的搁浅风险,结果表明该方法不仅能量化水位变化下船舶的搁浅风险,还可确定不同船舶搁浅概率对应的水位临界值。
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- 关键词：船舶工程船舶水位变化
- 变化环境下洞庭湖洪水变异规律及防洪安全评价研究展望被引量：8
- 2017年
- 在全球气候变化和高强度的人类活动影响下,许多流域和地区的天然水文序列的一致性遭到破坏。对于洞庭湖流域,其洪水要素序列发生了明显变异,使得基于一致性的洪水频率计算方法不再满足实际需求,也无法作为防洪安全评价的主要依据。研究适用于变化环境的非一致性洪水的防洪安全评价方法变得尤为重要。围绕变化环境下的水文变异问题,首先梳理总结了相关研究成果和主要方法,然后综述了非一致性洪水频率计算的研究进展和区域水安全评价的基本方法,并重点对目前研究中存在的不足进行了说明。在此基础上,围绕如何探索变化环境下洞庭湖洪水规律识别和科学防洪安全评价问题,指出了未来研究需要重点关注和解决的科学问题。
- 谢平孙思瑞赵江艳桑燕芳宁迈进周慧
- 关键词：防洪安全环境变化洞庭湖
- 非一致性水文频率计算的基因途径Ⅰ:水文基因遗传、变异和进化原理被引量：8
- 2018年
- 随机水文过程受到随机性和确定性因素的综合影响,其时间序列不仅具有反映遗传特性的纯随机成分,还含有反映变异特性的确定性跳跃、趋势、周期成分和随机性相依成分,使得随机水文过程表现出复杂的变化形态和演变规律.为了对上述复杂的变化形态和演变规律进行统一认识,本文从随机过程模拟和时间序列分析两个角度描述了非一致性水文序列的遗传和变异特性或规律,同时对非一致性水文频率计算途径进行比较,说明非一致性研究面临的主要问题.在此基础上,本文借鉴生物基因概念来定义水文基因,并分别利用常规矩、权函数矩、概率权重矩、线性矩等描述水文基因的构建和表达过程;同时定义跳跃、趋势、周期、相依和纯随机成分为构成水文基因的5种水文碱基,综合考虑非一致性水文序列的遗传成分和变异成分,并阐述其遗传、变异和进化原理,以揭示水文要素概率分布遗传、变异和进化的演变规律.
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- 关键词：非一致性
- 枯水期非一致性最低通航水位的综合历时曲线设计法被引量：4
- 2018年
- 全球气候变化和频繁人类活动导致水文序列的二阶矩变异现象日益凸显,样本的"一致性"内涵发生了变化,只考虑均值一阶矩变异的非一致性水文序列分析方法不再适用于所有的非一致性问题,基于样本一致性的传统最低通航水位综合历时曲线设计方法给枯水期低水位下的船舶通航带来了更大的安全隐患,使得最低通航水位更加不能满足航运设计需求.本文运用水文变异诊断系统分别检验水文序列的均值和方差二阶矩变异,在此基础上,结合时间序列的分解合成原理,提出枯水期非一致性最低通航水位综合历时曲线设计法.并以澜沧江流域的允景洪站为计算实例,比较分析现状与过去远期、过去近期不同时期的设计水位值,以及考虑二阶矩变异、仅考虑均值变异、未考虑变异3种不同情况下的设计水位值.结果表明:方差变异成分改变了允景洪站设计水位值的变化趋势,并且与仅考虑均值变异的设计水位值的差值低至-1.11 m,与未考虑变异的设计水位值的差值低至-1.01 m,从而揭示了方差变异对设计水位的影响以及二阶矩变异分析在航道规划设计中的重要意义.
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- 关键词：最低通航水位非一致性枯水期
- 非一致性最低通航水位设计的保证率频率法被引量：3
- 2020年
- 变化环境导致水位序列的高阶矩呈现显著的时变性,仅考虑均值变异得到的最低通航水位设计值已无法反映真实水位情况。针对该问题,本文基于分解合成思想和二阶矩变异分析方法,提出方差变异条件下非一致性最低通航水位设计的保证率频率法,并以高道水文站为研究对象对该方法进行验证。结果表明,考虑方差变异的情况下,高道站95%和98%年保证率水位序列在现状环境条件下的水位设计值较过去分别偏大2.15 m和1.60 m(当设计频率取80%时)。此外,考虑方差变异、仅考虑均值变异、未考虑任何变异三种情况得到的水位设计值存在明显差异,证明了在进行非一致性最低通航水位设计时考虑均值变异和方差变异的必要性。
- 王路谢平桑燕芳陈杰赵江艳余涛
- 关键词：最低通航水位非一致性
- 广东省主要河流最低通航水位变异分析被引量：4
- 2016年
- 近些年剧烈的气候变化和高强度的人类活动,使得基于一致性的传统最低通航水位设计方法不再满足航运设计需求。本文选取广东省东江、西江、北江、韩江四个主要河流为研究对象,采用水文变异诊断系统对其年平均水位序列进行诊断分析,发现四大河流的控制出口站年平均水位序列均发生了中变异或强变异。针对变化环境下的水位资料,用综合历时曲线法对变异前后和整体的日水位序列进行分段计算,比较各站整体与变异后段序列设计水位值,结果显示潮安站偏大超过30%,其他站偏小超过30%;对保证率频率法中的年通航特征水位序列进行变异诊断,发现其也发生了不同形式和不同程度的变异,从而揭示了这两种传统计算方法在"非一致性"水位序列下存在的问题。
- 徐强强谢平李培月吴子怡赵江艳
- 关键词：枯水内河航运最低通航水位
