基于Mann-Kendall法的水温时间序列检验

以某水文站50年的四季以及年平均水温序列分析为例,探讨了应用Mann-Kendall非参数检验法方法对水温时间序列趋势和突变进行检验的适应性。通过对实际数据的分析计算,并与相关要素的检验结果对比分析,表明Mann-Kendall检验法能够较好地识别出水温时间序列的长系列变化趋势及突变点。     

吉林延边境内降水变化规律

文中以松花江流域延边境内14个雨量点资料,采用泰森多边形法对各计算区域进行了面雨量计算,运用5年滑动平均、Mann-Kendall检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt检验分析方法,对降水序列的年际变化趋势、突变时间点进行分析。发现松花江流域延边境内年际降水趋势变化不显著,无趋势变化,松花江各流域降水突变时间不显著,年际降水无突变发生。     

窟野河径流突变点分析

根据窟野河流域气象和水文资料,采用Mann-Kendall趋势检验和Pettitt突变点检验相结合的方法,对该流域径流突变点进行检验,并应用Mann-Kendall趋势检验法对流域降水量、蒸发量进行趋势分析。结果表明:窟野河的年径流量在1979年和1996年发生了突变,初步分析这主要是20世纪80年代初期开始实施的水保措施和20世纪90年代后期煤炭大规模开采造成的;窟野河流域年降水量、年蒸发量从20世纪60年代开始均呈逐年减少的趋势,相对年蒸发量而言,降水量的减少速率较小,并且其变化趋势均不明显。     

长江干流枯水期极端流量变化特征研究

为探究长江干流枯水期极端流量的变化特征,采用最小1、3、7、30、90 d流量指标表征枯水期水文情势,两相线性回归检验法和非参数检验Mann-Kendall法分别检测枯水期极端流量序列的突变和趋势。结果表明宜昌站主要受三峡水库影响,各历时极端流量序列所检测出的显著突变年份均为2002年,突变后流量序列呈显著上升趋势;大通站距离三峡水库较远,受沿程支流汇入及河道调蓄等影响,各历时极端流量序列均未检测出显著突变年份,流量序列整体呈显著上升趋势,可为长江枯水期水资源调配提供一定的参考依据。     

玛纳斯河季节性洪水特征分析

本文选取新疆玛纳斯河流域为研究区,基于出山口肯斯瓦特水文站1955―2014年的日径流观测资料。采用年最大值法(AM)抽取序列样本,利用线性拟合法、滑动平均法、 Mann-Kendall非参数秩次相关检验法分析季节性洪水序列特征变化趋势;采用Pettitt检验和R/S法检验年春季最大日流量、年夏季日最大流量和年秋季日最大流量序列的突变现象,并利用突变现象划分洪水序列,分析其阶段趋势变化规律。结果表明:年春季最大日流量不存在明显的趋势及突变性;年夏季最大日流量总体具有上升的趋势但并不明显,其中在1993年发生中等变异,变异点后序列幅度较为明显;年秋季最大日流量具有明显的上升趋势,但未发现存在明显的变异现象。     

水文序列突变点识别方法比较研究

水文序列突变点的识别是研究水文序列突变特征的重要环节,对水文分析和水文模拟预测意义重大。选取了目前国内外较为常用的9种水文序列突变点识别方法,即累积距平法、Mann-Kendall检验法(M-K)、有序聚类分析法、双累积曲线法、Pettitt法、BFAST法、水文情势突变法(RSI)、Lee-Heghinian法和Yamamoto法,采用黄河中游头道拐站和龙门站1960-2016年的57年长时间序列输沙数据,对比分析各种方法的适用性及准确性。结果表明:累积距平法、有序聚类分析法、双累积曲线法和Lee-Heghinian法能够较准确地获取输沙序列突变点,RSI和Pettitt检验法的适用性最好(p0.01),M-K检验法次之(p0.05),Yamamoto法最差;BFAST法不仅能够识别月尺度水文序列的突变点,也可用于解析其阶段性变化趋势。     

丹江口水库入库流量变化分析

在气候变化和人类活动影响下,丹江口水库入库流量变化较大。文章根据丹江口水库1931-2012年实测入库流量数据,利用M-Kendill和R/S分析法,对丹江口水库流量的变化趋势进行分析。通过分析得出:20世纪30年代水库流量处于增加状态而且趋势比较明显,2004年是一个突变点,水库流量由增加变为减少,但趋势变化不明显;由R/S分析发现,入库流量的时间序列具有长期相关性。     

无定河输沙量长期变化趋势与变异点分析

采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对无定河白家川水文站的降水量、径流量和输沙量变化趋势进行了分析,利用降水量—径流量、降水量—输沙量和径流量—输沙量双累计曲线对径流量和输沙量的突变点进行了分析。结果表明:白家川水文站的输沙量时间序列分别在1966年、1972年和1979年发生了突变,赵石窑站的输沙量时间序列分别在1966年、1979年发生了突变;无定河流域下一时段的输沙量时间序列与过去50 a的变化趋势相同,具有继续下降的趋势;人类活动是造成无定河入黄水量和沙量减小的直接原因。     

和田河两支流出山口枯水流量的变化特性分析

利用和田河两支流1957-2010年的逐月实测流量资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall秩次相关检验法及小波分析法,分析了和田河出山口枯水流量的变化特征。结果表明:和田河两支流出山口处实测枯水流量在20世纪90年代末之前变化趋势不明显,90年代末之后呈显著增大趋势;但两支流枯水流量均未发生突变现象;两支流枯水流量的周期性均不显著,其中最枯月流量周期性的优势尺度为10¹2 a。分析枯水流量的变化特点,主要与流域气温升高及出山口水库调节有关。     

淮河正阳关以上主要控制站径流突变及原因分析

基于20世纪50年代以来正阳关以上主要控制站逐月实测径流资料及控制站以上雨量站逐月降水资料,采用Mann-Kendall趋势分析法、Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法,对其主要控制站径流进行趋势分析及突变检验,并对突变的影响因素进行分析.结果表明:50年代以来正阳关以上主要控制站径流均呈下降趋势,支流控制...     

人类活动对颍河白沙水库水文情势影响分析

利用颍河上游白沙水库以上区域内历史降水、蒸发、流量、水库蓄变量和龙岗电厂引水量资料,采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall趋势检验和突变检测等方法,对各系列资料进行分析。结果表明区域内降水量无明显变化趋势,蒸发量和径流量呈显著下降趋势,主要是在20世纪80年代末期发生突变。其变化原因一方面是气候变化,另一方面主要受人类活动影响,蒸发量减少有可能是因经济发展、环境变化,造成太阳辐射减少所致,径流量减少主要是人类对水资源的过度开发所致。     

金沙江上游气温变化及其水文响应分析

分别运用Mann-Kendall检验法和Spearman秩次相关检验法,对金沙江上游7个站近50年的气温变化及其在该流域出口的水文响应按照不同的时间尺度进行了计算与分析。最终得出金沙江上游7站平均气温呈0.31℃/10 a逐渐增加的趋势,且增加显著,21世纪初气温增幅明显增大,突变多发生在20世纪80年代之后。流域出口的水温呈增加趋势;降雨量变化趋势不明显;年平均流量有微弱增加,变化趋势也不明显;蒸发量年际以及季节变化趋势明显,呈显著下降趋势。     

淮河中上游水文气象要素演变特征分析

基于淮河中上游1960～2016年日降水、日平均气温数据和1969～2013年洪泽湖实测出入湖流量数据,采用线性趋势分析、5年滑动平均、Mann-Kendall检验、Pettitt突变检验、Morlet小波分析及R/S分析等多种方法,进行水文气象要素时间序列的趋势分析、突变检验和周期分析,并预测未来变化趋势。     

台兰河流域径流变化特征及趋势研究

以台兰水文站1959—2008年序列实测数据为基础,利用Mann-Kendall趋势检验法和多种水文统计指标分析了台兰河径流量的年内、年际变化特征以及年径流量和四季径流量的变化趋势。结果表明:①台兰河径流量年内分配不均匀、集中度高,径流量年际变化比较稳定、C V值变幅较小,20世纪90年代后,多年平均径流量的距平变幅增大、径流量有所增大;②50 a来,台兰河年径流量呈明显上升趋势,春、夏、秋季径流量的增大趋势显著,冬季径流量的增大趋势不显著,径流量分别在1960年、1962年、1983年发生突变,20世纪90年代前径流量变化趋势不显著,之后径流量呈明显上升趋势。     

雄安新区旱涝趋势分析

旱涝趋势对雄安新区规划建设至关重要。增补构建了雄安新区1469年到2018年的连续550a历史旱涝等级数据。以每10a中的偏涝(旱)年份频次组成的旱涝等级数据序列(后简称偏涝、偏旱序列)作为研究对象,采用Lee-Heghinian法、有序聚类法、滑动T检验法识别序列的突变点,采用线性趋势回归检验、Spearman秩次法识别序列的变化趋势,采用R/S分析法对序列进行预测分析。结果表明:1469-2018年,雄安新区偏涝序列在1579-1588年间存在突变点,突变点前、后的子序列分别呈现出不显著的上升趋势和显著的上升趋势;偏旱序列在1919-1928年间存在突变点,突变点前、后的子序列分别呈现出不显著的下降趋势和不显著的上升趋势。Hurst指数综合预测结果显示,在0.05显著性水平下,未来偏涝序列呈从显著下降到不显著上升趋势,偏旱序列呈从不显著上升到显著下降趋势。     

基于变异诊断分析的大通河流量预报模型研究

采用水文变异诊断方法对大通河享堂水文站1940年以来年平均流量序列进行了诊断,结果表明年平均流量变异显著,变异程度为中等,突变点为1990年,说明大通河年平均流量自20世纪90年代以来受人类活动影响发生了显著的突变。同时,在变异诊断分析的基础上,分别建立了基于跳跃变异和趋势变异的年平均流量预报模型,比较模型预报值与实测值可知,相对误差为±10.0%的年份,跳跃预报模型占89%,趋势预报模型占97%。采用所建模型分别预报2011—2020年平均流量,并用2011—2013年实测值进行验证,预报误差符合《水文情报预报规范》的规定,取得了较好的预报效果。     

渭河径流序列趋势及突变分析

采用Mann-Kendall秩次相关法和中值检验法对渭河华县站1956-2000年径流序列进行了趋势和突变分析;同时,对影响渭河流域径流量变化的因素进行了分析.结果表明:①渭河径流量具有下降趋势;②渭河流域径流量突变主要受降水变化、水利水土保持工程建设等人类活动的共同作用,突变时间发生在1992年;③自20世纪90年代以来,渭河流域径流量减少非常明显,将对区域的水资源利用、河流生态环境需水量产生不利影响.     

黄河下游河道断面形态参数变化与主河槽萎缩趋势分析

采用时间序列分析法对黄河下游河道断面形态参数变化趋势及其变异点进行了分析。结果表明从20世纪50年代以来,特别是90年代以来黄河下游花园口站、高村站、艾山站和利津站断面形态参数发生了趋势性变化,主河槽变化的最显著特征就是断面平滩流量下降,相应的平滩面积、平滩河宽、平均水深、最大水深均出现不同程度的减小,平滩宽深比增大。变异点分析表明黄河下游河道主河槽总体上在1970—1975年开始萎缩,1990年以后进入严重萎缩期。     

桑园河流域降雨时空分布与径流趋势变化研究

近年来,桑园河流域由于受自然与人为因素的影响,径流量年际变化较大,严重影响流域内水资源的合理开发与利用。对桑园河流域降雨量序列进行时空分布特性分析,采用滑动平均法和Spearman秩次相关检验法对降雨和径流序列变化趋势进行分析,采用Mann-Kendall秩次相关非参数趋势检验法对降雨和径流序列突变点进行分析,采用小波分析法对降雨和径流序列周期性进行分析。结果表明:桑园河流域降雨量由西向东递减,南、北降雨量相差不大;流域西部和东部降雨量受地形影响较为显著;降雨季节性差异显著,主要集中在汛期(5~10月),占全年降雨量的91.4%~93.8%;桑园河流域年降雨量下降趋势不明显,年径流深及径流系数有略微增加的趋势,在2002年,2008年径流深及径流系数上升显著;桑园河流域年降雨量在1986年,2012年出现变异点,年径流深在1987年,2013年出现变异点;桑园河流域年降雨量存在5,20 a和33 a的周期尺度;年径流深存在5,19 a和27 a的周期尺度。     

广州市中心城区短历时暴雨变异特性研究

利用1974~2013年广州市各短历时(5,10,20,30,60,90 min和120 min)年最大降雨序列资料,采用线性倾向法、累积距平法、滑动平均法和Spearman秩次检验法判断序列的变化趋势及其显著性;用R/S分析法预测未来一段时间内降雨变化趋势;用Mann-Kendall法、有序聚类分析法、滑动F检验法和滑动T检验法分析得到各短历时的降雨序列的突变情况。研究结果表明:广州市年最大5 min和10 min降雨序列发生了变异,表现出显著上升的趋势,且在1987年发生突变;广州市降雨愈来愈趋于集中,短历时降雨强度表现出增大的趋势。