曹娥江低潮位序列突变成份分析

本文提出了动态分维数的计算方法，并应用此方法对曹娥江低潮位序列中的突变成份进行了分析。结果表明，文中所用的方法对识别人为或自然因素引起的潮位时间序列中的突变成份是有效的，具有一定的实用价值。     

小波方法在水资源趋势分析中的能力检验

通过Monte-Carlo模拟试验对小波多分辨分析法在水文时间序列趋势分析中的趋势识别能力进行了研究。结果表明,小波多分辨分析方法的趋势识别能力与时间序列成份组成有关,与序列的噪音分布类型无关,而分析中的分解尺度对于随机性影响大的序列,其值与变差系数成正相关。小波多分辨分析所具有的时频局部化特征,能够合理地反映出时间序列在时间域中的变化特点,其在频域中分析趋势比线性回归和多项式拟合等在时间域中分析趋势的方法更具有优势。另外,在趋势分析前应分析序列中合理的突变成分以及剔除序列中的周期性成分,否则小波趋势分析结果将不可靠。     

小波方法在水资源趋势分析中的能力检验

通过Monte-Carlo模拟试验对小波多分辨分析法在水文时间序列趋势分析中的趋势识别能力进行了研究。结果表明,小波多分辨分析方法的趋势识别能力与时间序列成份组成有关,与序列的噪音分布类型无关,而分析中的分解尺度对于随机性影响大的序列,其值与变差系数成正相关。小波多分辨分析所具有的时频局部化特征,能够合理地反映出时间序列在时间域中的变化特点,其在频域中分析趋势比线性回归和多项式拟合等在时间域中分析趋势的方法更具有优势。另外,在趋势分析前应分析序列中合理的突变成分以及剔除序列中的周期性成分,否则小波趋势分析结果将不可靠。     

考虑混凝土坝位移动力突变盲点的安全监控模型

针对坝体位移时间序列中出现数据跳跃的现象,基于动力学互关因子指数法与云模型理论,提出了一种能准确辨识大坝位移时间序列中动力突变盲点位置的诊断方法,并构建了考虑动力突变盲点的混凝土坝位移安全监控模型。基于不确定性动力系统对大坝位移的演化分析,综合运用相空间重构、云模型及小波分析等数值处理方法,从所辨识数值序列中的动力突变盲点出发,研究了对大坝工作性态转异进行预测诊断的方法。工程实例表明,该方法能找准对应位移的动力突变盲点,可避免动力突变盲点对大坝位移序列的不利影响,提高了大坝位移安全监控模型的可靠性和科学性。     

水文时间序列突变点分析的启发式分割方法

水文时间序列突变点的检测是水文统计分析中的一项重要内容,但由于水文时间序列的非线性、非平稳性,导致对检测水文时间序列突变点的技术要求较高。建立了时间序列变点分析的启发式分割数学模型,以此来分析水文时间序列均值的突变。以理想的水文时间序列为仿真基础,结合合水水库的月径流序列,采用启发式分割算法得出去除周期成分后的月径流序列的突变点,以此证明了启发式分割算法检测水文时间序列突变的可行性和优越性。结果表明：4个突变点中,3个突变点集中于水库建成后不久,说明人类活动的剧烈影响为主要驱动力,加剧了对入库月径流量的影响,造成月径流的频繁波动和数次突变点的产生。     

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。     

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。     

长江入海径流量突变性和趋势性分析

为研究气候变化和人为因素影响下长江入海口径流的变化趋势,采用长江大通水文站1950~2009年逐日平均流量资料,运用Pettitt突变点检验法,对年、枯季、洪季、汛后及逐月平均流量序列进行突变点分析。利用突变点对时段平均流量序列进行分段,并采用M-K趋势性检验法分析各段及整体序列的变化趋势。结果表明,长江年平均入海径流量序列在20世纪50年代中期、70年代末期、80年代末期和21世纪初,均发生了一定的突变,但突变趋势并不显著。     

长江源区近32年径流变化及影响因素分析

以长江源区控制站直门达1978-2009 年实测径流量序列为基础,运用 Mann-Kendall 趋势分析法和滑动 T 检验方法,对径流量的趋势变化和突变进行了详细分析,并对其影响因素降水、气温和下垫面条件等进行了分析。结果表明 : 长江源区近 32 年来年径流量总体呈现增加态势,但趋势不显著,年径流序列 2004 年前后发生突变;长江源区降水序列在 2002 年前后发生突变,气温序列呈显著增加趋势,长江源区降水增加和冰雪消融是长江源区径流增加的主要原因。     

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。     

径流序列变异诊断的近似熵与样本熵法对比研究——以新疆叶尔羌河为例

识别并诊断径流序列的变异点,是进行径流序列重构与一致性再建立的关键环节,对于认识水文机理、应对径流变化具有重要价值。选取1957-2016年叶尔羌河出山口卡群水文站实测日径流量数据,采用传统MannKendall突变检验法识别突变点,采用样本熵和近似熵法诊断序列的变异点并进行方法对比。结果表明:采用传统的突变检验方法 Mann-Kendall法进行突变点识别时,出现了多个虚假变异点,无法准确断定突变年份;采用近似熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1959、1987和2004年3个变异点,采用样本熵法对径流量序列进行变异点诊断,发现1987和2004年两个变异点。通过两种方法的对比分析发现,在同一维度下,样本熵较近似熵能更好地反映径流量序列的波动情况,并且样本熵具有更好的灵敏度。卡群站以上为高山分布区,人为干扰较小,自然因素成为影响研究区径流变化的主要因素。     

几种河川径流序列突变检验方法的对比

水文序列变异的诊断方法众多,各种方法所得突变结果不尽相同。为避免单种方法检测的不确定性,通过研究比较6种常用突变检验方法,以黄河上游三条代表性河流的河川径流序列变异为案例,对上述方法的基本原理、假设条件和成果合理性进行实证性对比研究,基于此提出突变检验的建议方案。曲线直观类方法适于突变时间范围的勾勒,变异年份须借助统计方法检验;参数统计法与非参数秩检验法各有优点,为避免同类方法的重复,建议各选其一用于突变检测和成果对比;宜严格控制显著性水平检验,当两个或两个以上的检测结果较一致才能议为可信的突变结果。实证研究表明,黄河上游黑河和白河径流序列(1985—2015年)的突变均发生在1993年,洮河径流序列(1956—2015年)的突变年份发生在1991年。研究属多种方法应用于水文序列突变检验的有效范例,可为突变检验相关理论体系的完善和方法的创新提供参考。     

长仁河流域降水径流时间序列趋势变化特征分析

文章运用M-K秩次相关检验法和M-K突变趋势检验方法,对长仁河流域降水量、径流量时间序列进行了趋势分析和突变点检测,并结合滑动t突变检验法确定突变年份。从分析的结果来看,长仁河流域下垫面保持完整,生态环境良好,降水和径流趋稳定,有利于下游水库蓄水和海兰灌区水田灌溉。     

鄱阳湖流域径流序列多种变异检测方法的比较

在分析鄱阳湖流域径流序列特征的基础上,对鄱阳湖流域的年径流序列进行了趋势性分析,并用滑动秩和法、有序聚类法和Pettitt法等对突变点进行了检验。结果表明,鄱阳湖流域径流整体上呈不显著的上升趋势。综合各种方法可知,鄱阳湖流域代表水文站径流突变年份分别是1972年、1976年、1977年、1982年、1984年和1991年。     

基于高边坡位移突变的安全监控模型

高边坡受爆破、地震等强外界作用时,位移监测值会出现明显跳跃。有效辨识测值突变位置,消除或削弱位移突变对测值序列整体数值特征的影响,是提高高边坡位移监控模型拟合和预测精度的关键问题之一。基于高边坡系统演化过程中的非线性动力学特性,应用相空间重构、云模型等数值分析手段,研究了高边坡位移突变辨识等的实现方法;在对高边坡位移与影响因素相关分析的基础上,探讨了考虑动力学结构突变影响的位移预测模型构建原理与算法。该模型重点依据最近一次位移突变后的监测资料,考虑了突变后形成的相对稳定的高边坡动力系统特性,因而可以有效提高监控模型的拟合和预测精度。     

人类活动对水文序列的显著影响干扰点分析--以黄河中游无定河流域为例

水文序列的一致性分析是水文计算中的一项重要内容,以黄河中游的无定河流域为例,运用斯波曼秩次相关检验法检验了该流域水文序列的趋势性,然后,利用有序聚类分析法推估了人类活动对序列的显著影响干扰点.结果表明1972年是无定河流域水文序列的突变点,1972年以后人类活动对该流域水文的影响更为显著.     

先天性心脏病相关PITX2c基因新突变研究

目的:研究先天性心脏病(congenital heart disease,CHD)相关PITX2c基因的新突变。方法:收集150例CHD患者和200名正常对照者的外周静脉血标本,使用DNA纯化试剂盒分离基因组DNA。使用DNA聚合酶扩增PITX2c基因的编码区和剪接位点,应用DNA测序试剂盒在DNA分析仪上对扩增片段进行测序。将所测序列与GenBank数据库中的PITX2c基因序列进行比对以发现PITX2c基因突变。使用在线程序MUSCLE分析突变氨基酸的保守性,分别应用MutationTaster和PolyPhen-2分析突变氨基酸的致病性。结果:在1例散发性CHD患者发现了1个新的PITX2c基因杂合错义突变,即p.S101G突变,突变率约为0.67%。该错义突变不存在于200名正常对照者。跨物种PITX2c蛋白之氨基酸序列对比显示第101位的丝氨酸在进化上完全保守,致病性预测显示所发现的PITX2c基因变异是致病性突变。结论:本研究揭示了CHD相关PITX2c基因新突变,对于制定新的CHD防治策略具有潜在的意义。     

边坡位移预警指标的实时估计与诊断

边坡预警指标的实时估计与诊断是实现边坡安全监控、预防边坡演变为滑坡的重要手段。安全预警注重考虑极端事件,其关键在于能否准确进行效应量序列分位数分析及刻画其尾部特征。基于极值理论中超阈值(Peaks over Threshold, POT)模型,分时段考虑边坡位移监测序列,借助Hill图法拟定合理的阈值,再利用广义帕累托分布(Generalized Pareto Distribution, GPD)对超阈值序列进行拟合分析,渐进地刻画位移序列分布的尾部特征,分析其抵御已经历荷载的能力。假定边坡失事概率,得到位移预警指标实时估计序列,挖掘或评估出该边坡面临可能发生极端荷载时的抵御能力。最后基于突变理论中尖点突变模型对位移预警指标实时估计序列进行突变诊断,结合具体边坡工程实例,验证了POT-突变理论混合模型的合理性。     

人类活动对水文序列的显著影响干扰点分析——以黄河中游无定河流域为例

水文序列的一致性分析是水文计算中的一项重要内容，以黄河中游的无定河流域为例，运用斯波曼秩次相关检验法检验了该流域水文序列的趋势性，然而，利用有序聚类分析法推估了人类活动对序列的显著影响干扰点。结果表明：1972年是无定河流域水文序列的突变点，1972年以后人类活动对该流域水文的影响更为显著。     

熵理论在径流时间序列突变中的应用研究

随着全球气候的不断变化,流域水文水情都在发生明显变化,径流量的降低导致水文资料一致性的不平衡。文章基于熵理论进行河川径流时间序列突变分析,在突变检测中引入非线性时间序列分析方法近似熵,通过对序列不同阶段复杂性的分析,得出时间序列的动力学结构变化和差异体现,同时反应出序列演化的复杂程度。