雅鲁藏布江干流河川径流变化的小波分析

文章采用Morlet小波分析方法对雅鲁藏布江干流上的4个水文站1956—2008年河川径流序列进行研究,探讨了雅鲁藏布江干流河川径流变化的准周期特征及其丰枯变化情况。研究结果表明,雅鲁藏布江干流河川径流变化的多时间尺度的复杂结构,其存在8~10年、15年、3年的周期,展示了在不同时间尺度下径流的丰、枯变化的过程。在2008年后,雅鲁藏布江年径流量的趋势是处于接近或高于多年平均水平,并将延续若干年。     

湟水干流近60年径流变化特征分析

研究流域径流演变特征,对流域水资源可持续开发利用及优化配置具有重要意义。本文基于湟水干流1956-2015年海晏、西宁及民和水文站长系列天然径流资料,采用累计距平、滑动平均、M-K检验和小波分析等方法,分析了湟水干流径流年内年际变化、趋势性、突变特征及其周期性。结果表明:湟水干流径流年内分配不均匀,径流年际变化波动明显,经历了"丰—枯—丰—枯—丰"5个循环交替,目前处于丰水期。湟水干流径流量总体呈上升趋势,3站分别以0.0011×10~8、0.0247×10~8、0.0120×10~8m~3/a的幅度增加,变化趋势不明显。小波分析表明湟水干流存在3a、9a及25a左右的振荡周期,其中25 a左右的周期振荡最强,为径流量序列第一主周期。     

阿卡尔河流域径流对气候变化的响应分析

根据阿卡尔河流域1981-2017年逐月径流量、降水量、平均气温及蒸发量资料,运用线性趋势法、滑动平均值法、不均匀系数法及小波方差法,分析流域气候及水文特征的变化规律。结果表明:年径流量、年降水量及年蒸发量呈递减趋势,年均气温呈增加趋势;降水和径流在不同年代变化趋势一致,呈现减小-增加-减小-增加波动变化;夏季径流量和降水量占到全年比例的40%左右,其他3季分配较少,春季和夏季的径流降水峰值呈现出了很强的同步性;年径流、年降水量变化的第一周期时间尺度分别为18 a、16 a,二者共同的周期尺度为6 a,在时间尺度上降水变化影响径流变化。     

大通河流域近60年径流变化特征和趋势分析

基于大通河干流中、下游的天堂和享堂水文站实测年径流量资料,采用滑动平均、累计距平、小波分析和M-K检验方法,分析大通河干流径流年内年际变化、周期、突变特征和趋势。结果表明:大通河流域径流年内分配不均,主要集中在夏秋两季,年际变化波动明显;中游和下游年径流量在1990年以前变化趋势一致性较好,1995～2015年两站径流变化趋势相反;1989年中上游年径流量发生突变,总体呈上升趋势;1999年下游享堂站年径流量发生突变,存在明显下降趋势。小波分析表明,天堂站径流量存在3,7 a及25 a的振荡周期,下游享堂站径流量存在3,6 a及30 a的振荡周期,大通河下游径流量小周期的转换要比中游径流频繁,下游径流受影响较大。     

精河流域径流变化特征及其对降水变化的响应

利用精河水文站1964年-2012年径流、降雨数据,采用M-K检验、累积曲线模型及交叉小波分析等方法,对艾比湖流域精河的径流、降水的变化特征及多时间尺度相关进行分析,并定量分析了降水变化对径流变化的贡献率。精河年径流量总体上径流呈增长趋势,但趋势不明显;降雨总体上呈增加趋势,且增加趋势明显。精河年径流量与降水量在多时间尺度上存在显著相关关系,且以正相关关系为主,显著相关区域集中在1986年-1991年在2~4a的周期带、1985年-1990年的7a周期带、2002年-2011年的4~5a周期带。分析认为,近50年来该流域降水变化对径流增加的贡献率平均为68.4%。     

黄河源区汛期降水径流序列多尺度小波分析

基于黄河源区15个地面站点日降水数据、唐乃亥水文站逐日径流数据以及小波分析方法,分析了黄河源区1961—2020年汛期降水和径流的周期规律、变化趋势及相关关系。结果表明,1)黄河源区近60 a汛期降水、径流均存在多时间尺度的变化特征,且不同时间尺度汛期降水、径流丰枯变化趋势均不同;2)汛期降水、径流序列均具有63 a左右、35 a左右特征时间尺度的主周期,两个时间尺度下的平均周期分别为41、25 a左右,汛期降水、汛期径流具有一定的正相关性;3)在63 a特征时间尺度可预测2020年之后未来5～10 a内黄河源区汛期降水、径流整体均呈减小趋势。     

近60年塔里木河三源流径流演变规律与趋势分析

气候变化对全球水文及其循环特性产生了不同程度的影响,以塔里木河流域三条源流为研究对象,基于1956—2016年径流实测数据,运用趋势分析、突变检验和周期分析等方法研究多时间尺度下径流变化特征,探讨变化环境对径流变化过程的影响机理,以期为塔里木河流域水资源合理开发提供理论基础。研究结果表明:阿克苏河和叶尔羌河径流量增长趋势明显,和田河径流量呈现轻微增长趋势;三源流Hurst指数大于0.5,径流量在未来仍将保持增加走势,可做长程预测;三源流的突变点均处于1990s,突变点之后径流年代际变化日趋均匀。在年际尺度上,阿克苏河具有明显3 a和5 a准周期,叶尔羌河与和田河的3a准周期较为明显。在年代际尺度上,三源流的主要周期分别为准31 a、准24 a和准25 a;阿克苏河径流变化以年代际波动为主导,而叶尔羌河、和田河呈现相反的结果。     

基于小波分析的宜昌水文站径流演变规律研究

为了分析宜昌水文站径流演变规律,利用宜昌站1950~2007年实测日均径流量资料,采用MATLAB编程,运用复Morlet小波方法对其径流年际变化和洪枯季节变化进行多时间尺度分析,并剖析了不同尺度下的变化周期。计算出了宜昌水文站年均径流量、汛期与枯水期丰枯交替的时间尺度和主周期。结果表明,1950~2007年不同时间尺度下的演变规律较显著,但其水文规律的长时间尺度结构和记忆有待于进一步分析与探讨。     

基于小波变换的韩江年径流多时间尺度演变特征分析

运用小波分析的多分辨率功能,对韩江近62年年径流多时间尺度演变特征进行分析。结果表明：韩江年径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,在不同的时间尺度分辨率下,会表现出不同的周期交替现象,主要存在17年、12年、7年及4年左右的振荡周期。径流量在整个研究时域内主要经历了6次丰枯交替变化,从中尺度来看,未来几年可能会出现持续来水偏少的状况。     

基于小波分析的梧桐河径流深多时间尺度特征分析

根据小波分析理论,采用morlet小波函数对梧桐河径流深序列进行小波变换,进而分析其多时间尺度特性,揭示径流深在不同时间尺度下的小波变换时频特征、丰枯交替变化的周期规律。研究结果表明,不同的时间尺度分辨率下,径流深会表现出不同的周期交替现象,主要存在12～13 a和30 a左右的主周期。     

人类活动对晋江流域径流演变影响的分析与定量评估

为了进一步探讨人类活动对流域径流演变特征的影响,以东南沿海晋江流域为例,基于1960年-2010年逐月径流、降水数据,应用Mann-Kendall趋势分析法、差积曲线-秩检验法和小波分析等方法,分析了径流的变化趋势、突变和周期;利用SCRCQ方法定量估算了气候变化和人类活动对石砻水文站年径流及年内分配特征变化的贡献率。结果表明:在跨流域调水和山美水库调蓄等人类活动影响下,石砻水文站年径流上升趋势较不受水库影响的安溪水文站明显,年内径流变化幅度更趋于平稳。径流序列主要存在6~7a、11~12a和20~21a左右三个时间尺度的周期变化,与流域年降水周期变化基本保持一致,但20世纪80年代后石砻站周期变化与流域降水周期变化出现微弱差别。石砻站年径流序列在1982年发生变异,而安溪站年径流序列未发现明显变异;变异期内,以山美水库为主的人类活动对石砻站年径流、年内不均匀系数和集中度变化的贡献率分别为67.17%、84.76%和71.16%。     

近100多年来香港和澳门气温时序变化特征及其与ENSO的关联性

基于近 100 多年来的均一化气温数据,从趋势变化、季节差异、突变特征、周期振荡方面诊断香港和澳门的气温变化特征。结果表明: ( 1) 港澳年平均气温和不同季节气温在近 100 多年来均呈显著增加趋势,其中春冬季节增加速率较大,夏秋季节增加速率较小。除秋冬季节外,其它时间上的香港气温增加趋势均大于澳门。港澳夏冬季节气温差异均呈减少趋势。( 2) 香港和澳门年平均气温分别于 1963 年和 1991 年发生突变。在季节上,港澳地区的气温突变均在秋季发生年份最晚,冬季次之,夏季再次之,春季最早。( 3) 香港年平均气温分别存在 3 a、7 a、15 a 和 30 a、60 a 和 120 a 的周期振荡特征。澳门年平均气温存在 3 a、6 a、12 a、24 a 和 48 a 左右的周期振荡特征。( 4) ENSO 与香港年平均气温在 4 a 以下尺度以同位相或提前 1 a 位相变化关系为主,在 4 a 以上尺度以同位相变化关系为主。ENSO 与澳门年平均气温在不同时频域均以同位相变化关系为主。     

黄河上游天然年径流长期变化趋势预测

基于神经网络理论与传统分析方法,采用改进的BP网络算法,利用黄河青铜峡水文站278年(1723~2000年)的天然年径流时间序列,建立了黄河上游年径流长期变化的BP网络预测模型,并以此模型对2001~2050年黄河上游天然年径流变化趋势进行预测分析,结论认为:①黄河上游天然年径流在未来50 a变化的大趋势是丰水时段占优势,且黄河干流天然年径流变化要经历3个不同的时段,即2001~2013年以多年平均水平为基准上下波动的时段、2014~2037年相对丰水时段和2038~2050年相对枯水时段;②用神经网络理论建立了黄河天然年径流中长期BP网络预测模型,模型预测分析的未来几十年黄河天然年径流变化的大趋势是可信的。     

1955-2014年黄河内蒙古河段水沙变化特征分析

深入剖析黄河内蒙古河段水沙变化特征是研究黄河治理方略、水沙资源配置及重要水利工程布局的前提和基础。为此,以1955-2014年黄河内蒙古河段3个主要水文控制站（巴彦高勒站、三湖河口站、头道拐站）长时序水沙数据为对象,采用水沙年内不均匀性、集中度及变化幅度等指标值,及Mann-Kendall趋势检验和小波分析法,深入探讨了内蒙古河段水沙年内分配与年际的变化特征。结果表明：黄河内蒙古河段水沙序列年内变化表现为输沙量的不均匀程度和集中度比径流量的大,各站径流量集中期多在8、9月,输沙量集中期基本全在8月;水沙序列年际变化表现为水沙量呈显著减少趋势,水沙序列具有多尺度振荡的特点,存在着年际尺度和年代际尺度的周期变化规律。     

黄河下游径流输沙多时间尺度特征及其耦合分析

基于黄河下游花园口、高村、艾山、利津四站1950~2005年实测年径流量、年输沙量,运用小波变换方法分析了径流量、输沙量多时间尺度特征及其耦合关系。研究表明:(1)黄河下游径流量存在10年、15年、21年的主要变化周期,其中21年为首要主周期,周期变化特性最为显著,周期长度为10年左右;(2)黄河下游输沙量存在7年、15年、20年的主要变化周期,其中20年为首要主周期;(3)水量、沙量的主要周期基本保持一致。根据主周期对应尺度下小波系数曲线变化情况可以得出黄河下游径流量、输沙量在2005年以后十几年呈下降趋势。     

玛纳斯河流域地表径流过程时空分异特征研究

新疆内陆河流域干旱缺水。在全球气候变化影响下,流域水资源不确定性增加。以玛纳斯河流域为研究典型,依据流域内塔西河、玛纳斯河、金沟河以及八音沟河出山口水文站1957-2012年径流量资料,统计分析了56年来玛纳斯河流域各河流年径流量的多年变化规律以及空间变异特征。研究结果表明,玛纳斯河流域内各河流年径流过程大致存在4~5个时间尺度的周期性规律,其中8~10 a和16~20 a左右的周期性变化起作用主导。通过泊松相关分析,基本可以认定,流域4条河流年径流过程存在着正相关性,也即存在着同步变化规律。     

基于小波变换的漳卫南运河流域降水和径流周期分析

周期分析是水文序列变化特征研究中的一项重要内容。根据漳卫南运河流域1956-2005年间的年降水量数据以及元村、淇门和临清3个站点的年径流量数据,对水文序列进行趋势分析,采用Morlet小波进行周期分析。研究结果表明:自1956年漳卫南运河流域的年降水量和年径流量均呈现下降趋势;不同时间尺度具有不同的降水和径流结构;年降水量变化的主周期为准6a、12a和准16a;元村、淇门和临清站年径流量具有两个相同的主周期,分别为准5a和准16a。     

隔河岩水库入库年径流长期趋势分析

运用非参数法小波分析和Mann-Kendall检验分析隔河岩水库入库年径流长期变化趋势.应用M-K法对径流进行检验,在置信水平5%下径流没有显著的变化趋势.应用连续小波变换阐明径流的时间尺度特征,径流存在1～3年、5～9年、12～15年三类尺度的周期性变化规律.应用离散小波成分分析影响径流趋势变化的主要周期成分,结果显示2-年周期成分是主要的周期成分.径流的离散小波成分趋势分析清晰地展示了径流的趋势结构,对于径流的中长期预测具有重要意义.     

近40年来唐河上游降水-径流变化及原因探讨

以海河水系唐河上游流域为研究对象,根据1960年-2002年流域的降水及实测径流资料,利用肯德尔秩次相关法和双累积曲线,分析了年降水、年径流和降水-径流关系的变化趋势.结果表明,降水量不存在明显变化趋势,而径流量存在明显的下降趋势.整个降水-径流系列可以划分为三个阶段:1960年-1978年,1979年-1995年,1996年-2002年,三个阶段的降水-径流相关系数依次减少,降水-径流相关性减弱.此外,从流域内土地利用类型变化、水利工程建设、地下水资源开发利用状况等几个方面对流域降水-径流变化原因进行了初步分析与评价.     

漓江流域上游径流变化分析

利用桂林水文站、大溶江水文站、灵渠水文站的多年实测径流资料,采用统计分析法、Mann-Kendall非参数检验法,分析漓江流域上游径流年内分配和年际变化特征。计算结果表明:漓江流域上游径流年内分配极不均匀,不均匀系数C_n的范围为0.73~0.78;径流年际变化相对比较均匀,且均匀程度相似,变差系数C_V值的范围为0.19~0.21,年极值比K的范围为2.53~2.69;1954~2016年漓江流域上游径流量整体呈现上升趋势;桂林水文站在1991年前后发生突变,大溶江水文站在1958,1963年等年份发生突变,灵渠水文站在1968年等年份发生突变。