基于多尺度熵理论的葛洲坝水库对长江干流径流影响研究

王远坤1,李建2,王栋1

(1.南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京210046;2.长江水资源保护科学研究所,湖北 武汉430051)

摘要：为研究葛洲坝水库对长江水文系统复杂性的影响,采用多尺度熵理论对长江干流宜昌、汉口、大通3个主要控制水文站的径流量序列进行分析。结果表明:长江干流径流序列复杂度从上游到下游表现为逐渐增加趋势;葛洲坝水库蓄水对长江干流径流序列结构复杂性产生了一定的影响,改变了天然条件下的系统复杂度,改变程度随距离的增大而减弱。

关键词：多尺度熵理论;径流;葛洲坝水库;长江干流

基金项目:国家自然科学基金(51309131);高等学校博士学科点专项科研基金(20100091120059)

作者简介:王远坤(1981—),男,讲师,博士,主要从事水文水资源及生态水文研究。E-mail: yuankunw@nju.edu.cn

中图分类号：P343.9

文献标志码：A

文章编号：1004-6933(2015)05-0014-05

Abstract：In order to ascertain impacts of Gezhouba Reservoir on the complexity of the Yangtze River system,multi-scale entropy theory was applied to analyze the runoff series of main stream of Yangtze River at the three main hydrological stations,which are Yichang,Hankou and Datong. The results show that the complexity of the runoff series of main stream of Yangtze River show increasing trend from upstream to downstream; Gezhouba Reservoir has certain impact on the complexity of the runoff series of main stream of Yangtze River. It changes the level of the complexity of the system under natural conditions,which decreases with the distance getting further.

收稿日期：(2015-01-10编辑：徐娟)

DOI：10.3880/j.issn.1004-6933.2015.05.004

Research on impacts of Gezhouba Reservoir on Yangtze River main stream

runoff based on multi-scale entropy theory

WANG Yuankun1,LI Jian2,WANG Dong1

(1.SchoolofEarthScienceandEngineering,NanjingUniversity,Nanjing210093,China;

2.ChangjiangWaterResourcesProtectionInstitute,Wuhan430051,China)

Key words： multi-scale entropy theory; runoff; Gezhouba Reservoir; Yangtze River main stream

河流系统是地球上的大动脉,在维系地球的水循环、能量平衡、气候变化和生态发展中具有极其重要的作用[1]。水库修建和河道整治工程等人类活动改变了河流水文情势,对河流生态系统产生不利影响。由于径流在维护河流地貌环境、生态系统健康等方面具有不可忽视的作用,径流序列的扰动会使流域生态系统受到影响[2]。

水利工程对水文情势的改变具有非线性与复杂性[3]。熵的概念起源于热力学,是量化系统复杂性的有效方法,熵值越大对应的复杂性越高。然而,传统熵分析主要集中于定尺度或者单尺度[4-6]。……