多种基流分割方法在韩江流域的应用对比研究

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基流是河川基本水量的重要来源,可保证地区工业、生产、居民生活以及自然生态环境最基本的用水需求。本研究应用多种基流分割方法于韩江流域估算河川基流量,对分割方法所需参数进行优化设置,从基流过程线合理性、基流指数稳定性两个方面评价基流分割方法的效果,分析韩江流域基流时空分布特征,探究影响基流的水文驱动力,论文主要研究内容和结论包括:(1)不同基流分割方法的参数规律及优化设置应用数字滤波法时,当滤波次数每增加一次,基流量随之进一步递减。F1、F2、F3、F4几种方法递减率有所不同,参数设置存在“异参同效”现象;应用正反向滤波用于校正波谷或波峰处的相位变化,抵消一部分相位失真的影响。在韩江流域的应用中,F1方法应采用正-反交替滤波,即向前先滤波一次,从第一次滤波的末端再向后进行滤波一次,F2、F3、F4采用一次滤波即可;应用滑动最小值法时,对于N值的选取,应首先考虑试算的方法,若基流指数与N值的关系线转折点不明显,则应用直线斜割法对流量过程进行平割,根据斜割的结果和对应时段滑动最小值法计算结果的拟合程度对N值进行调整。拐点检验因子对基流计算结果的敏感性较弱,可采用经验值;HYSEP法中的N值大小仅与流域面积大小有关,没有考虑流域形状、流域平均坡度等因素,作为一个经验公式,其系数取值依据不明。(2)不同基流分割方法在韩江流域的适用性评价从基流过程线来看,应用数字滤波法分割的基流过程较为平滑,其中,F1的基流过程线起伏较大,F2、F3的基流过程线更符合基流实际退水规律;滑动最小值法和HYSEP法所分割的基流过程有较多的折角;在南方湿润地区滑动最小值法和HYSEP法所分割的基流量不一定会比数字滤波法小;从基流指数稳定性来看,数字滤波法中F3法最为稳定,滑动最小值法计算基流过程年际差异大,对不同年份基流过程有较好辨识度。综合基流过程线合理性、基流指数稳定性等指标,数字滤波法中的F3方法在韩江流域基流分割的适应性较好。数字滤波法分割低频信号时,基流也会随着叠加信号被部分削弱。基流相对径流有滞后时间,由基流与径流日径流变化过程可知,春季最大基流相对最大径流的平均滞后时间为6d,夏季滞后时间为4d。韩江流域基流量从上游到下游逐渐递增;基流对径流的贡献从上游到下游逐渐增大。
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