黄河年径流复杂混沌系统仿真研究成果

长系列的水文资料是分析径流历史演变规律和预测其变化趋势的重要基础。20世纪70年代以后，黄河水资源不足以至产生断流的现象，对下游地区的社会经济发展和生态环境保护造成很大影响。影响黄河断流的机制有供需两方面的原因[18]：一是用水方面，这是影响黄河断流的人为因素。从水资源管理角度分析，这方面因素涉及到黄河流域开发利用的水资源总量和总量中地表水与地下水等各组分的开采比例，包括人口、经济技术结构与水平、生态系统等因素；二是供水能力，相对应的是自然因素，包括在人类作用下通过改变自然因素中的某些成分而引起的影响，包括降水、蒸发、地表水与地下水等因素。

三门峡水利枢纽位于河南省西部黄河峡谷，是黄河干流上兴建的第一座以防洪为主的大型水利枢纽工程，如图6.14所示。黄河水利设计研究院的王国安等[19]，综合考虑自然和人为两种因素，在三门峡以上选取吉迈、西宁、兰州、呼和浩特、榆林、延安、天水、平凉、西安、太原、临汾等11个雨量站，同时利用清代黄河报汛资料和《中国近五百年旱涝分布图》等有关资料，采用相关法、旱涝分布图法、历史文献分析等多种方法推求出了黄河三门峡站1470～1918年的天然年径流序列，与陕县（三门峡）1919～1997年实测期的78年资料，共同组成1470～1997年共528年的天然年径流系列，如图6.15所示。这些资料为研究黄河径流序列的动态规律提供了前提条件。

图6.14　三门峡水文测站的位置图(www.xing528.com)

图6.15　黄河年径流时间序列

国内对长江径流混沌特性的研究已有初步成果[20～24]，但黄河径流的相应研究还很缺乏。由黄河径流过程可以看出，连续丰水系列和连续枯水系列的趋势明显，从而导致了该流域洪旱灾害共存的特点。多年平均径流量为510.8亿m3，连续两年年径流量的最大差绝对值为421.2亿m3，是多年平均年径流量的82.5%，连续两年年径流量绝对差平均值为88.9亿m3是多年平均值的17.4%，年径流量的年际变化非常明显。因此黄河径流可能包含混沌特性[25]。