戴永翔,吳曉楷,張淼
漳衛南運河主要控制斷面徑流相關性研究
戴永翔,吳曉楷,張淼
(海河水利委員會漳衛南運河管理局,山東德州253009)
通過相鄰斷面徑流相關法,利用SPSS軟件對漳衛南運河主要控制斷面徑流量進行數理統計、回歸分析,建立相鄰斷面徑流相關關系,確定線性回歸方程。利用上級斷面徑流,根據線性回歸方程推算下級相鄰斷面徑流,為合理配置和調度水資源、加強取水總量控制和計劃用水管理提供技術支撐。
水資源;徑流量;SPSS;相關性;漳衛南運河
(1)流域概況。漳衛南運河流域位于海河流域南部,流域范圍為東經112°~118°、北緯35°~39°,流域面積37 700 km2。漳衛南運河發源于太行山脈,由漳河、衛河、衛運河、南運河、漳衛新河組成,總體走向為西南向東北,流經山西、河南、河北、山東4省及天津市,入渤海。
(2)主要控制斷面。漳衛南運河干流上主要控制斷面有漳河上觀臺,衛河上合河、淇門、元村,衛運河上臨清、四女寺等斷面,產流區主要在漳河觀臺以上及衛河合河上游,中下游不產流,主要為用水區。
2.1 研究目的
近年來,沿河社會需水增加,水資源供需矛盾突出,落實最嚴格水資源管理制度,嚴格水資源管理,急需加強取水總量控制和計劃用水管理。筆者通過主要控制斷面徑流相關性分析,建立主要控制節點來水量預測模型,為流域水資源配置和調度提供技術支撐,促進流域內水資源的合理配置。
2.2 研究方法
漳衛南運河中下游不產流,斷面徑流主要受上游斷面來水和上下相鄰斷面區間加水和減水影響,上下相鄰斷面徑流關系密切,故采用相鄰斷面相關法,利用SPSS軟件進行數理統計、回歸分析,建立上下相鄰斷面的徑流量相關關系,確定相關系數,得出線性回歸方程,進而利用上級斷面徑流量預測成果,根據線性回歸方程推算下級相鄰控制斷面徑流量。
SPSS軟件即社會科學統計軟件包(Statistical Package for the Social Science),是世界最著名的統計分析軟件之一,被廣泛應用于社會科學和自然科學的各個領域。該軟件包理論嚴謹,各種統計分析功能齊全,覆蓋了從描述統計、探索性數據分析到時間序列分析等幾乎所有統計分析功能。參照國際學術界慣例,凡是用SPSS軟件完成的計算和統計分析,可以不必說明算法。利用SPSS軟件進行水文分析,不但能夠減少數據分析工作量,而且會大大提高分析精度和準確度。
2.3 研究內容
漳衛南運河水源主要來自漳河上游、衛河上游。漳河自觀臺進入岳城水庫,出岳城水庫后至徐萬倉與衛河共同匯入衛運河,由于岳城水庫攔蓄控制,水量常年不下泄,對下游斷面幾乎沒影響(相關性很差),筆者不考慮觀臺站,主要分析研究合河、淇門、元村、臨清、四女寺各控制斷面徑流量相關性。
3.1 年徑流量相關性
根據漳衛南運河各控制斷面多年徑流量資料,利用SPSS軟件進行數理統計,建立上下相鄰斷面的年徑流量相關關系,如圖1—4所示。各點都散布在某一直線周圍,具有很好的線性關系,經過回歸分析,相關系數R2均在0.87以上,可見相鄰斷面年徑流量相關關系很好,可以考慮利用上級斷面年徑流量預測下級斷面年徑流量。

圖1 合河站與淇門站年徑流量相關關系

圖2 淇門站與元村站年徑流量相關關系

圖3 元村站與臨清站年徑流量相關關系

圖4 臨清站與四女寺站年徑流量相關關系
3.2 汛期徑流量相關性
建立漳衛南運河上下相鄰斷面的汛期徑流量相關關系,如圖5—8所示。相鄰斷面汛期徑流量相關關系很好,相關系數R2在0.87以上,可以利用上級斷面汛期徑流量預測下級斷面汛期徑流量。

圖5 合河站與淇門站汛期徑流量相關關系

圖6 淇門站與元村站汛期徑流量相關關系

圖7 元村站與臨清站汛期徑流量相關關系

圖8 臨清站與四女寺站汛期徑流量相關關系
3.3 非汛期徑流量相關性
非汛期徑流量主要受汛期來水量、地下水補給量和人類活動等影響較大,根據資料情況,建立合河斷面非汛期徑流量與汛期徑流量的相關關系,如圖9所示,兩者相關系數R2為0.558 6,相關性較差;淇門(劉莊)斷面徑流量與汛期徑流量的相關關系,如圖10所示,相關系數R2為0.775 8,相關關系較好。

圖9 合河站非汛期與汛期徑流量相關關系

圖10 淇門站非汛期與汛期徑流量相關關系
鑒于淇門站非汛期徑流量與汛期徑流量的相關關系較合河斷面好,采用淇門站非汛期徑流量預測下游逐站徑流量。根據資料,建立漳衛南運河中下游相鄰斷面非汛期徑流量相關關系,如圖11—13所示。相鄰斷面的非汛期徑流量相關關系較好,相關系數R2在0.9以上,可以利用上級斷面非汛期徑流量預測下級斷面非汛期徑流量。

圖11 淇門站與元村站非汛期徑流量相關關系

圖12 元村站與臨清站非汛期徑流量相關關系

圖13 臨清站與四女寺站非汛期徑流量相關關系
3.4 成果匯總
根據以上分析研究,漳衛南運河主要控制斷面徑流量相關性成果匯總見表1。

表1 漳衛南運河主要控制斷面徑流量相關性
利用可靠的源頭控制斷面徑流量,并以此為基礎,通過預測上級斷面徑流量,采用上述線性回歸方程推算中下游斷面徑流量,確定各河段區間取水總量,為合理配置和調度水資源、加強取水總量控制和計劃用水管理提供技術支撐。
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,高級工程師,主要從事水資源管理、工程建設管理工作。