戴永翔,吳曉楷,張淼
漳衛(wèi)南運(yùn)河主要控制斷面徑流相關(guān)性研究
戴永翔,吳曉楷,張淼
(海河水利委員會(huì)漳衛(wèi)南運(yùn)河管理局,山東德州253009)
通過(guò)相鄰斷面徑流相關(guān)法,利用SPSS軟件對(duì)漳衛(wèi)南運(yùn)河主要控制斷面徑流量進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)、回歸分析,建立相鄰斷面徑流相關(guān)關(guān)系,確定線性回歸方程。利用上級(jí)斷面徑流,根據(jù)線性回歸方程推算下級(jí)相鄰斷面徑流,為合理配置和調(diào)度水資源、加強(qiáng)取水總量控制和計(jì)劃用水管理提供技術(shù)支撐。
水資源;徑流量;SPSS;相關(guān)性;漳衛(wèi)南運(yùn)河
(1)流域概況。漳衛(wèi)南運(yùn)河流域位于海河流域南部,流域范圍為東經(jīng)112°~118°、北緯35°~39°,流域面積37 700 km2。漳衛(wèi)南運(yùn)河發(fā)源于太行山脈,由漳河、衛(wèi)河、衛(wèi)運(yùn)河、南運(yùn)河、漳衛(wèi)新河組成,總體走向?yàn)槲髂舷驏|北,流經(jīng)山西、河南、河北、山東4省及天津市,入渤海。
(2)主要控制斷面。漳衛(wèi)南運(yùn)河干流上主要控制斷面有漳河上觀臺(tái),衛(wèi)河上合河、淇門(mén)、元村,衛(wèi)運(yùn)河上臨清、四女寺等斷面,產(chǎn)流區(qū)主要在漳河觀臺(tái)以上及衛(wèi)河合河上游,中下游不產(chǎn)流,主要為用水區(qū)。
2.1 研究目的
近年來(lái),沿河社會(huì)需水增加,水資源供需矛盾突出,落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度,嚴(yán)格水資源管理,急需加強(qiáng)取水總量控制和計(jì)劃用水管理。筆者通過(guò)主要控制斷面徑流相關(guān)性分析,建立主要控制節(jié)點(diǎn)來(lái)水量預(yù)測(cè)模型,為流域水資源配置和調(diào)度提供技術(shù)支撐,促進(jìn)流域內(nèi)水資源的合理配置。
2.2 研究方法
漳衛(wèi)南運(yùn)河中下游不產(chǎn)流,斷面徑流主要受上游斷面來(lái)水和上下相鄰斷面區(qū)間加水和減水影響,上下相鄰斷面徑流關(guān)系密切,故采用相鄰斷面相關(guān)法,利用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)、回歸分析,建立上下相鄰斷面的徑流量相關(guān)關(guān)系,確定相關(guān)系數(shù),得出線性回歸方程,進(jìn)而利用上級(jí)斷面徑流量預(yù)測(cè)成果,根據(jù)線性回歸方程推算下級(jí)相鄰控制斷面徑流量。
SPSS軟件即社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包(Statistical Package for the Social Science),是世界最著名的統(tǒng)計(jì)分析軟件之一,被廣泛應(yīng)用于社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。該軟件包理論嚴(yán)謹(jǐn),各種統(tǒng)計(jì)分析功能齊全,覆蓋了從描述統(tǒng)計(jì)、探索性數(shù)據(jù)分析到時(shí)間序列分析等幾乎所有統(tǒng)計(jì)分析功能。參照國(guó)際學(xué)術(shù)界慣例,凡是用SPSS軟件完成的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析,可以不必說(shuō)明算法。利用SPSS軟件進(jìn)行水文分析,不但能夠減少數(shù)據(jù)分析工作量,而且會(huì)大大提高分析精度和準(zhǔn)確度。
2.3 研究?jī)?nèi)容
漳衛(wèi)南運(yùn)河水源主要來(lái)自漳河上游、衛(wèi)河上游。漳河自觀臺(tái)進(jìn)入岳城水庫(kù),出岳城水庫(kù)后至徐萬(wàn)倉(cāng)與衛(wèi)河共同匯入衛(wèi)運(yùn)河,由于岳城水庫(kù)攔蓄控制,水量常年不下泄,對(duì)下游斷面幾乎沒(méi)影響(相關(guān)性很差),筆者不考慮觀臺(tái)站,主要分析研究合河、淇門(mén)、元村、臨清、四女寺各控制斷面徑流量相關(guān)性。
3.1 年徑流量相關(guān)性
根據(jù)漳衛(wèi)南運(yùn)河各控制斷面多年徑流量資料,利用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì),建立上下相鄰斷面的年徑流量相關(guān)關(guān)系,如圖1—4所示。各點(diǎn)都散布在某一直線周圍,具有很好的線性關(guān)系,經(jīng)過(guò)回歸分析,相關(guān)系數(shù)R2均在0.87以上,可見(jiàn)相鄰斷面年徑流量相關(guān)關(guān)系很好,可以考慮利用上級(jí)斷面年徑流量預(yù)測(cè)下級(jí)斷面年徑流量。
圖1 合河站與淇門(mén)站年徑流量相關(guān)關(guān)系
圖2 淇門(mén)站與元村站年徑流量相關(guān)關(guān)系
圖3 元村站與臨清站年徑流量相關(guān)關(guān)系
圖4 臨清站與四女寺站年徑流量相關(guān)關(guān)系
3.2 汛期徑流量相關(guān)性
建立漳衛(wèi)南運(yùn)河上下相鄰斷面的汛期徑流量相關(guān)關(guān)系,如圖5—8所示。相鄰斷面汛期徑流量相關(guān)關(guān)系很好,相關(guān)系數(shù)R2在0.87以上,可以利用上級(jí)斷面汛期徑流量預(yù)測(cè)下級(jí)斷面汛期徑流量。
圖5 合河站與淇門(mén)站汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖6 淇門(mén)站與元村站汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖7 元村站與臨清站汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖8 臨清站與四女寺站汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
3.3 非汛期徑流量相關(guān)性
非汛期徑流量主要受汛期來(lái)水量、地下水補(bǔ)給量和人類活動(dòng)等影響較大,根據(jù)資料情況,建立合河斷面非汛期徑流量與汛期徑流量的相關(guān)關(guān)系,如圖9所示,兩者相關(guān)系數(shù)R2為0.558 6,相關(guān)性較差;淇門(mén)(劉莊)斷面徑流量與汛期徑流量的相關(guān)關(guān)系,如圖10所示,相關(guān)系數(shù)R2為0.775 8,相關(guān)關(guān)系較好。
圖9 合河站非汛期與汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖10 淇門(mén)站非汛期與汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
鑒于淇門(mén)站非汛期徑流量與汛期徑流量的相關(guān)關(guān)系較合河斷面好,采用淇門(mén)站非汛期徑流量預(yù)測(cè)下游逐站徑流量。根據(jù)資料,建立漳衛(wèi)南運(yùn)河中下游相鄰斷面非汛期徑流量相關(guān)關(guān)系,如圖11—13所示。相鄰斷面的非汛期徑流量相關(guān)關(guān)系較好,相關(guān)系數(shù)R2在0.9以上,可以利用上級(jí)斷面非汛期徑流量預(yù)測(cè)下級(jí)斷面非汛期徑流量。
圖11 淇門(mén)站與元村站非汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖12 元村站與臨清站非汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
圖13 臨清站與四女寺站非汛期徑流量相關(guān)關(guān)系
3.4 成果匯總
根據(jù)以上分析研究,漳衛(wèi)南運(yùn)河主要控制斷面徑流量相關(guān)性成果匯總見(jiàn)表1。
表1 漳衛(wèi)南運(yùn)河主要控制斷面徑流量相關(guān)性
利用可靠的源頭控制斷面徑流量,并以此為基礎(chǔ),通過(guò)預(yù)測(cè)上級(jí)斷面徑流量,采用上述線性回歸方程推算中下游斷面徑流量,確定各河段區(qū)間取水總量,為合理配置和調(diào)度水資源、加強(qiáng)取水總量控制和計(jì)劃用水管理提供技術(shù)支撐。
TV121+.4
A
1004-7328(2017)03-0044-03
10.3969/j.issn.1004-7328.2017.03.014
2017—04—25
戴永翔(1972—),男,高級(jí)工程師,主要從事水資源管理、工程建設(shè)管理工作。