翡翠水库集水区之流量趋势研究

来源 :第十六届海峡两岸水利科技交流研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:purplerain9112
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  由于全球暖化效应的影响,有关水文现象改变与水文时序列(hydrological time series)的趋势侦测(trend detection)方法的研究渐受重视.属于无母数检定(nonparametric test)的Mann-Kendall(MK)、Seasonal Kendall (SK)、Regional Kendall (RK)检定法以其强劲的趋势检定力,在水文时序列趋势分析上占有重要地位.Kendal系列检定法是一种仅要求序列资料在统计上独立且无需假设分布型态(distribution-free),而以等级为基础(rank-based)的单调趋势分析法(monotonic trend analysis).本文采用翡翠水库集水区筑坝前的干沟站(1953~1981年)、筑坝后的大坝翡翠站(1988~2010年)以及集水区下游屈尺站(1971~1995年)筑坝前后的观测流量资料,以5%显著水平(α=5%),执行筑坝前后不同观测流量变量的显著序列相关性(serial correlation)检定与Kendal系列检定法的趋势侦测(trend detection)与分析.对于显著序列相关的观测流量,本文采用PW (Pre-Whitening)与TFPW (Trend-Free Pre-Whitening)移除序列相关性后再分别以MK-PW与MK-TFPW法执行趋势检定.对于受自然季节性变动(seasonality)影响的观测流量,则以Hirsch et al (1982年)所提出考虑序列相关性与季节性因素的SK趋势检定法,执行显著趋势分析.采用干沟站、大坝翡翠站与屈尺站的年径流量(annual runoff)、年平均日流量(annual mean daily discharge)、年最大日流量(annual maximum daily discharge)与年最小日流量(annual minimum daily discharge)执行序列相关与MK趋势分析的结果,皆显示无显著序列相关性(no serial dependence)与无显著趋势(no trend).由此可合理推论翡翠水库集水区与下游侧,在筑坝(1987年)前后的每年集水区集水量、河川寻常日流量与河川日流量极端值并无明显改变.而采用干沟站与大坝翡翠站的历年观测月流量(monthly average discharge)数据,执行MK-PW、与MK-TFPW与SK法检定,结果亦显示翡翠水库集水区在筑坝(1987年)前后的月流量并无显著变化趋势.综合以上成果可推论翡翠水库集水区的天然河川水量在筑坝(1987年)前后走向一致,并无明显增加或减少的变化产生.至于以下游侧屈尺站资料检定历年观测月流量趋势的结果,筑坝(1987年)前皆呈无显著变化趋势,而筑坝(1987年)后采MK-TFPW与SK法检定的结果则呈显著向下趋势(downward trend);因此翡翠水库集水区下游侧的天然河川水量在筑坝(1987年)前走向持平,而筑坝(1987年)后的历年观测月流量逐渐减少,推测主要系受筑坝(1987年)后上游水库操作的影响.整体而言,翡翠水库集水区的天然河川流量在筑坝(1987年)前后并无显著的趋势变化;而翡翠水库集水区下游侧的月流量在筑坝(1987年)后或受坝区蓄放水影响,呈现明显减少的趋势.
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