漳卫南运河主要控制断面径流相关性研究
2017-07-21戴永翔吴晓楷张淼
戴永翔,吴晓楷,张淼
漳卫南运河主要控制断面径流相关性研究
戴永翔,吴晓楷,张淼
(海河水利委员会漳卫南运河管理局,山东德州253009)
通过相邻断面径流相关法,利用SPSS软件对漳卫南运河主要控制断面径流量进行数理统计、回归分析,建立相邻断面径流相关关系,确定线性回归方程。利用上级断面径流,根据线性回归方程推算下级相邻断面径流,为合理配置和调度水资源、加强取水总量控制和计划用水管理提供技术支撑。
水资源;径流量;SPSS;相关性;漳卫南运河
1 基本情况
(1)流域概况。漳卫南运河流域位于海河流域南部,流域范围为东经112°~118°、北纬35°~39°,流域面积37 700 km2。漳卫南运河发源于太行山脉,由漳河、卫河、卫运河、南运河、漳卫新河组成,总体走向为西南向东北,流经山西、河南、河北、山东4省及天津市,入渤海。
(2)主要控制断面。漳卫南运河干流上主要控制断面有漳河上观台,卫河上合河、淇门、元村,卫运河上临清、四女寺等断面,产流区主要在漳河观台以上及卫河合河上游,中下游不产流,主要为用水区。
2 研究目的和方法
2.1 研究目的
近年来,沿河社会需水增加,水资源供需矛盾突出,落实最严格水资源管理制度,严格水资源管理,急需加强取水总量控制和计划用水管理。笔者通过主要控制断面径流相关性分析,建立主要控制节点来水量预测模型,为流域水资源配置和调度提供技术支撑,促进流域内水资源的合理配置。
2.2 研究方法
漳卫南运河中下游不产流,断面径流主要受上游断面来水和上下相邻断面区间加水和减水影响,上下相邻断面径流关系密切,故采用相邻断面相关法,利用SPSS软件进行数理统计、回归分析,建立上下相邻断面的径流量相关关系,确定相关系数,得出线性回归方程,进而利用上级断面径流量预测成果,根据线性回归方程推算下级相邻控制断面径流量。
SPSS软件即社会科学统计软件包(Statistical Package for the Social Science),是世界最著名的统计分析软件之一,被广泛应用于社会科学和自然科学的各个领域。该软件包理论严谨,各种统计分析功能齐全,覆盖了从描述统计、探索性数据分析到时间序列分析等几乎所有统计分析功能。参照国际学术界惯例,凡是用SPSS软件完成的计算和统计分析,可以不必说明算法。利用SPSS软件进行水文分析,不但能够减少数据分析工作量,而且会大大提高分析精度和准确度。
2.3 研究内容
漳卫南运河水源主要来自漳河上游、卫河上游。漳河自观台进入岳城水库,出岳城水库后至徐万仓与卫河共同汇入卫运河,由于岳城水库拦蓄控制,水量常年不下泄,对下游断面几乎没影响(相关性很差),笔者不考虑观台站,主要分析研究合河、淇门、元村、临清、四女寺各控制断面径流量相关性。
3 主要控制断面径流相关性研究
3.1 年径流量相关性
根据漳卫南运河各控制断面多年径流量资料,利用SPSS软件进行数理统计,建立上下相邻断面的年径流量相关关系,如图1—4所示。各点都散布在某一直线周围,具有很好的线性关系,经过回归分析,相关系数R2均在0.87以上,可见相邻断面年径流量相关关系很好,可以考虑利用上级断面年径流量预测下级断面年径流量。
图1 合河站与淇门站年径流量相关关系
图2 淇门站与元村站年径流量相关关系
图3 元村站与临清站年径流量相关关系
图4 临清站与四女寺站年径流量相关关系
3.2 汛期径流量相关性
建立漳卫南运河上下相邻断面的汛期径流量相关关系,如图5—8所示。相邻断面汛期径流量相关关系很好,相关系数R2在0.87以上,可以利用上级断面汛期径流量预测下级断面汛期径流量。
图5 合河站与淇门站汛期径流量相关关系
图6 淇门站与元村站汛期径流量相关关系
图7 元村站与临清站汛期径流量相关关系
图8 临清站与四女寺站汛期径流量相关关系
3.3 非汛期径流量相关性
非汛期径流量主要受汛期来水量、地下水补给量和人类活动等影响较大,根据资料情况,建立合河断面非汛期径流量与汛期径流量的相关关系,如图9所示,两者相关系数R2为0.558 6,相关性较差;淇门(刘庄)断面径流量与汛期径流量的相关关系,如图10所示,相关系数R2为0.775 8,相关关系较好。
图9 合河站非汛期与汛期径流量相关关系
图10 淇门站非汛期与汛期径流量相关关系
鉴于淇门站非汛期径流量与汛期径流量的相关关系较合河断面好,采用淇门站非汛期径流量预测下游逐站径流量。根据资料,建立漳卫南运河中下游相邻断面非汛期径流量相关关系,如图11—13所示。相邻断面的非汛期径流量相关关系较好,相关系数R2在0.9以上,可以利用上级断面非汛期径流量预测下级断面非汛期径流量。
图11 淇门站与元村站非汛期径流量相关关系
图12 元村站与临清站非汛期径流量相关关系
图13 临清站与四女寺站非汛期径流量相关关系
3.4 成果汇总
根据以上分析研究,漳卫南运河主要控制断面径流量相关性成果汇总见表1。
表1 漳卫南运河主要控制断面径流量相关性
4 结语
利用可靠的源头控制断面径流量,并以此为基础,通过预测上级断面径流量,采用上述线性回归方程推算中下游断面径流量,确定各河段区间取水总量,为合理配置和调度水资源、加强取水总量控制和计划用水管理提供技术支撑。
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,高级工程师,主要从事水资源管理、工程建设管理工作。