基于非一致性模型的水库效应对极值流量的影响及归因分析

摘要

本研究的主要目的是验证能否利用非一致性模型来探究水库建设对极值流量的影响.在水库指数(Reservoir index,RI)的基础上对其进行了改进,提出了有效库容水库指数(Utilizable capacity Reservoir index,UCRI)并将其作为代表水库建设对极值流量影响的协变量.利用位置、尺度和形状广义可加的模型(generalized additive model for location,scale,and shape,GAMLSS)以及RI和UCRI协变量构建了15个非一致性模型;此外,为了便于结果比较还构建了一个一致性模型.以受水库建设影响严重的东江流域为例,利用上述构建的16个模型对博罗站1956至2013年的年最大日流量进行模拟.此外,考虑到自然变率作用对极值流量的潜在影响,本研究也将降雨作为自然变率作用的代表协变量考虑到了非一致性模型当中.结果表明:①有效库容水库指数UCRI比原水库指数RI更能反映水库建设对东江流域极值流量的影响作用;②水库建设是导致东江流域极值流量产生非一致性变化的主要原因之一,其确实严重影响着东江流域的极值流量过程,且该作用强于降雨作用;③随着流域用水需求的增加以及流域内三大水库(新丰江、枫树坝和白盆珠水库)职能的转变,水库效应对东江流域极值流量的影响将进一步加剧.