基于R/S分析的城市用水量长程相关性研究

长期观测结果表明,城市用水量的变化具有周期性,但是如何从理论上得出其具有周期性的结论,如何确定其周期,是需要解决的问题。应用R/S(rescaled range)分析方法对北方4座城市用水量长程相关性进行了研究,介绍了该方法的原理,给出了4组实测城市用水量时间序列的实证分析结果,从计算出的Hurst 指数求出了城市用水量时间序列的变化周期,并由此得出一些有益的启示。     

桂林水文站水文资料R/S分析

采用时间序列分析方法中一种重要的无参数估计法--R/S分析法,对桂林水文站2004～2005年的日观测水位、流量数据进行分析,得到298个Hurst指数估算值,进而对Hurst指数进行了分析,结果表明:漓江的水位、流量属于正偏随机游动,都具有较明显的时间记忆性,有一个25天左右的平均循环.     

R/S分析法在大坝安全监测中的应用

R/S分析法可以描述自然界非线性系统的某种复杂性。以某水电站大坝坝顶水平位移为研究对象,采用R/S分析法得到其测点水平位移序列的Hurst指数,并根据Hurst指数在不同区间表现出的不同特性,分析坝顶未来的变化趋势。结果表明:该测点未来位移有较明显的增加趋势,应加强监测,以确保未来大坝的安全运营。     

R/S在径流时间序列周期分析中的应用

河川径流时间序列波动周期的确定较为困难。在R/S长程记忆性分析的基础上,将R/S分析方法引入到径流时间序列周期的分析中,其基本原理是时间序列的Hurst指数在出现不可逆转的减小趋势之前有一个相对稳定的最大值区间,据此可有效地分析时间序列的周期。乌江上游洪家渡、下游构皮滩水文站年径流时间序列周期分析表明:洪家渡站年径流序列具有15¹8 a的周期,构皮滩站年径流序列具有15 a左右的周期。     

漳河水库流域降雨序列R/S分析

采用R/S法对漳河水库流域降雨量序列的变化趋势进行预测,结果表明：未来一段时间内,漳河水库流域降雨量呈下降趋势;流域未来1月和7月的降雨量变化趋势的随机性成分可能很大,可能出现干旱或暴雨洪涝等自然灾害;粗放的经济发展方式导致了漳河水库流域生态环境破坏,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,进而对流域降雨量变化产生较大影响...     

高关水库降雨序列R/S分析

依据高关水库1971-2011年降雨资料,利用R/S法对其未来变化趋势进行了分析,结果表明:①流域未来降雨量可能呈现持续增加的趋势;②1995年为流域降雨量系列的突变点,对前后两个序列的特征值进行统计分析,均具有明显的差异,已经不符合"一致性"的要求;③流域人类活动日趋频繁,使得流域下垫面条件发生了较大的变化,对水库入库径流量变化有较大的影响。     

R/S分析在水库年来水趋势预测中的应用

根据漳河水库1963～2008年年来水量变化的实测资料,利用R/S分析的原理和方法计算了H指数,建立了R(τ)/S(τ)与τ的关系式,并对未来水库来水趋势进行了预测。结果表明:预测趋势与实际情况基本吻合,R/S分析方法也是水库未来来水趋势预测的一种有效途径,有较高的预报精度和应用价值。     

基于R/S和Morlet小波分析的丹河径流变化特征研究

为揭示丹河流域径流年内、年际变化特征,根据山路平水文站1955-2000年的逐月平均流量资料,采用基尼系数法和集中度(期)等方法对丹河径流量的年内分配进行研究;并运用Kendall秩次相关检验法和R/S分析法对全年、汛期和非汛期的径流量变化趋势进行分析,同时使用Morlet小波对各径流序列的变化主周期进行识别。结果表明:1955-2000年,丹河流域径流量年内分配十分均匀,各时期的年内分配过程主要为"复式峰"型,最大峰值出现在8月份;流域全年、汛期和非汛期3个径流量序列均呈显著递减趋势,且未来递减过程都具有一定的反持续性;丹河全年和汛期的径流序列具有相近的丰-枯交替变化周期,包含4、10和15 a左右的变化主周期;而非汛期径流序列存在15和28 a左右的丰-枯交替变化主周期。     

基于分形和R/S分析的渭河干流径流变化特征研究

变化环境下日益突出的水资源供需矛盾对流域水资源管理提出更高要求。通过分析流域径流量变化特征,揭示流域水资源演变趋势,为流域水资源合理开发利用提供依据。以渭河流域为研究区域,采用Mann-Kendall非参数检验、分形理论和R/S等方法分析渭河干流6个典型水文站1956—2015年径流时空变化特征、持续性及两者之间的关系。结果表明:渭河干流各站点的月径流量均呈减少趋势,从上游到下游,月径流量减少趋势的显著性越来越弱,呈显著性减少趋势的月份越来越少。渭河干流各站点的月径流深Hurst指数均大于0.5,即未来与历史变化情况呈正相关性,各站点未来月径流量将呈持续减少趋势。汛期分维数大于非汛期,上游月径流分维数小于下游,中游月径流分维数最大。分维数越大,径流过程变化越复杂,河流调节能力越差,表明渭河干流在汛期和中游径流量调节能力相对较差。Hurst指数与分形维数之间有着显著负相关性,即径流量越复杂,分维数越大,Hurst指数越小。研究结果可为流域水资源科学调度提供依据,有利于促进流域内水资源严格管理。     

基于小波分析的海绵城市试点未来降雨变化预测分析研究

为有效预测海绵试点城市未来降雨变化特征,以及在面对未来降雨变化时,海绵城市将如何建设提出建议,收集整理30个海绵城市试点1983～2012年的年际降雨变化时间序列,采用Morlet小波函数进行小波分析,探究试点城市降雨变化的多时间尺度的周期性变化规律,并根据主周期对未来降雨变化进行了预测。结果表明,未来降雨变化体现出地区性特点,按照变化规律,30个试点可分为10类。根据预测从2018年开始,环渤海地区东北部、东南部沿海地区试点城市的降雨量会在未来5年内出现明显上升,故这2个区域应加强城市雨水系统的建设,以达到未来降雨变化情景下年径流总量控制率的要求,并根据实际情况加强超标雨水排放设施建设,有效应对未来可能出现的极端降雨事件;其他大部分地区未来5～8年内降雨量变化表现出微弱下降的持平或明显下降状态,在这些区域内,尤其是西北部干旱区及华北平原与华北平原中南部地区的城市,应加强源头雨水控制利用与雨水资源利用设施的建设,并加强非传统水源的收集与利用。