1960-2016年冀西北地区降水时空变化特征研究

区域尺度的降水量时空特征研究对干旱半干旱地区的生态保育工作具有重大的现实意义。根据冀西北地区14个气象站点1960-2016年逐日降水资料,运用Mann-Kendall非参数检验法和反距离权重插值法,分析了该地区降水量时空变化规律。研究表明:1960-2016年研究区气候的季风性减弱,年内降水呈现秋、冬、春季增加,而夏季减少的趋势;平均年降水量呈增加趋势(Z=0. 13,β=0. 08 mm/a);区域内部干湿趋势空间差异较大,地处半干旱区的北部坝上地区4个站点皆呈减少趋势,地处半湿润区的南部坝下地区则各有5个站点分别呈增加和减少趋势;降水空间分布上呈东多西少、南多北少、自东南向西北递减趋势,并在中东部及西北部分别出现降水高值和低值中心。     

窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征分析

分析了榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征及集中期,利用IDW空间插值法研究降雨的时空分布规律,并通过Mann-Kendall非参数检验法和滑动t检验法对其突变和趋势进行检验。结果表明:榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域降水量总体稳定在400 mm左右,略有下降,降水多集中于7月中旬,不同时段降水量均为自上游至下游递增。研究时段内,年降水未发生突变,这为当地水资源开发和生态环境改善提供了有利条件。     

50年来灞河流域降水变化特征分析

为了更加深入地了解灞河流域气候变化特征,利用灞河流域近50 a的降水观测数据,运用滑动平均法、R/S分析法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法分析了灞河流域年内、年际降水的变化趋势、突变时间及降水的变化周期。结果表明:1958—2012年降水呈波动下降趋势,未来几年降水仍然呈下降趋势;年内降水分配极不均匀,主要集中在7—9月份,春季和秋季降水呈明显下降趋势,夏季和冬季降水呈微弱上升趋势;四季降水Hurst指数均＜0.5,降水序列具有反持续性和负相关性;年降水有明显突变特征,突变时间为1989年,春、夏和秋季有明显的突变点,突变时间分别为1994,1979,1985年,冬季降水无明显突变点;年降水及四季降水序列的变化周期基本在22～29,13,4～8 a的时间尺度上浮动,不同尺度上周期性变化差异较大。     

渭河流域降水时空变化与干旱特征分析

以渭河流域14个典型气象站降水资料为基础,应用Mann-Kendall趋势检验法、频率分析法、差积曲线法以及游程分析法对研究区的降水变化规律及少水概率特征进行了研究。结果显示:40多年来渭河流域降水量呈明显减少趋势,以春、秋两季最为明显,这增加了区域发生干旱的可能性;流域降水过程呈丰枯交替的周期性现象,连丰或连枯较易发生,且存在干旱与洪涝并发现象;连枯年的概率比连丰年概率大,且少水期常持续2~3a,引发的干旱强度较大;1991年以后渭河流域干旱事件的频率、强度和烈度均有增加趋势,未来渭河流域的农业发展与水安全将面临更大的威胁,必须予以高度关注。     

河北省降水时空变化特征分析

基于ArcGIS的样条函数插值利用Mann-Kendall法和R/S分析,对河北省内周边共43个气象站的降水序列进行分析研究。结果表明：在空间分布上,遵化、沧州及石家庄以西为多雨区,坝上为少雨区,降水等值线在山区的梯度较大。在时间分布上,汛期降水占全年降水62%～74%。降水代际呈下降趋势,但20世纪80年代-90年代呈上升之势;而各年代的降水空间分布无明显变化。全省大部分地区降水均呈下降趋势,下降最显著的是石家庄以西地区,达-4 mm/a。全省除沧州、廊坊、石家庄一带大部分地区年降水未来总体趋势和过去趋势一致,持续下降,而沧州、廊坊、石家庄等地未来趋势与过去相反或趋势变化不明显。     

1971—2010年上海市降水变化特征分析

基于1971-2010年上海市徐家汇站的日降雨资料,采用一元线性回归法、Mann-Kendall法和小波分析等方法,对上海市40年来的年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水的变化和周期变化特征进行研究和分析,并对降水的频率特征和典型台风期间的暴雨特征进行了分析。结果表明：上海市年代际降水、年降水、汛期与非汛期降水均呈增加趋势;年降水和汛期降水的震荡周期吻合,主周期均为8a左右,汛期降水与年降水的变化趋势相似性很大,说明汛期降水量较大程度地决定年降水量;非汛期降水主周期为4a左右;小雨所占比例随年代逐渐减少,而暴雨所占比例随年代逐渐增多,台风期间的暴雨雨量高度集中,强度大。     

金沙江流域近55a降水时空分布特征及变化趋势

利用金沙江流域内44个气象站点的逐月降水数据资料,采用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法、克里金插值法以及空间分布格局法,研究了该流域近55 a降水时空分布特征及变化趋势。结果表明:流域年降水量和非汛期降水量均呈不显著的增加趋势,汛期则呈不显著的减少趋势;流域年内降水分布不均匀,主要集中在汛期5~10月,降水量约占全年的89%;流域降水空间分布特征主要表现为由上游向下游呈逐渐增加的趋势;流域降水的空间格局具有较大差异,主要呈现出流域河源及其中游地区降水量增加,下游地区降水量减少的变化特征。     

上海市1971-2010年降水时空变化特征

基于上海市11个气象站的逐月降水数据,利用线形回归、Mann-Kendall等多种数理统计及GIS空间插值的地学统计方法对上海市1971-2010年的年、季降水时空演变特征进行分析。结果表明:在时间上,年降水量为不显著增加趋势,春秋两季呈微弱下降趋势;变化特征不明显;夏冬两季呈增加趋势,冬季增加趋势尤为显著。在空间分布上,年、秋季降水呈东西分异,春、冬呈南北分异,夏季呈东北-西南分布。年、季降水量及趋势分布表现出差异性和一致性特点,其中年和夏季降水量分布与各自趋势分布的空间相关性较高,整体表现为市区大于郊区、东部沿海大于西部内陆。研究结果对于认识全球气候变化的区域响应具有重要的基础性科学意义,同时可为上海市水资源管理及洪涝灾害应对提供参考。     

基于PDSI的甘肃省干旱时空变化特征分析

针对甘肃省旱灾频繁、危害大的现状,开展了干旱时空变化特征分析。选取甘肃省境内的30个气象台站1951—2010年的月降水量、月平均风速、日最高温度、日最低温度、日照时数、日平均水汽压、可能日照时数等资料,基于帕默尔干旱指数(PDSI),采用Mann-Kendall非参数检验法对干旱时空变化特征进行研究。结果表明:全省旱情呈现微弱缓解的趋势;20世纪50年代、70年代、90年代及21世纪前10 a的中后期干旱状况明显加重,20世纪60年代、80年代干旱状况有所缓解。对中等干旱、严重干旱和极端干旱的可能发生频次和空间分布进行分析,发现全省旱情地域差别较大,总体呈现"两头重、中间轻"的特点。     

ArcGIS克里金插值法在凌河流域降水演变空间特征分析中的应用

为了能够从空间上反映降水演变规律,基于凌河流域44个观测站1968-2018年共51年的降水资料,利用ArcGIS克里金插值法分析该区域内降演变空间分布特征,结果表明:Arc-GIS克里金插值法在一定程度上能够反映凌河流域的降水空间分布情况,凌河流域降水量年际变化较大,空间分布不均匀,年均降水量由北向南递增,南部降水较...     

1960—2013年贵州省强降水天数时空变化特征

为深入了解贵州省强降水天数变化规律,基于贵州省1960—2013年19个气象站逐日降水资料,利用气候变化趋势分析法和Kriging插值法分析了贵州省54 a来强降水天数时空变化特征。结果表明:1960—2013年贵州省强降水天数整体呈下降趋势;空间变化趋势呈现中西部大幅减少,东部、南部和北部小幅减少或小幅增加的特点;各坡度带上强降水天数接近,随着高程增加,强降水天数呈减少趋势;北盘江、都柳江、红水河和南盘江强降水天数高于赤水河、牛栏江横江、乌江和沅江;都柳江和南盘江强降水天数呈增加趋势,其他流域呈减少趋势;汛期与非汛期强降水天数分布及变化趋势在高程带、坡度带及各流域上存在差异。研究结果可为贵州省气象灾害防治提供参考。     

中国东部季风区夏季降水的时空分布特征

采用EOF法对中国东部季风区夏季(6月-8月)降水场进行分解,得到三种主要的降水空间分布型,即"总体一致型"、"南北涝(旱)中间旱(涝)型"以及"南涝(旱)北旱(涝)型"。利用Mann-Kendall检验和功率谱对时间系数做进一步处理,分析各空间分布型的时间演变特征,结果表明:第一、第二时间系数均未检测出突变的发生,第三时间系数存在一次突变,时间开始于20世纪70年代初期,由之前的"南旱北涝型"转变为"南涝北旱型";第一时间系数存在50年左右的显著周期,第二时间系数存在2年左右的显著周期,第三时间系数存在50年左右的主周期和2～3年左右的次周期。对季风指数和时间系数进行相关分析,发现第二时间系数与东亚、南海季风指数存在正相关关系,揭示了季风强弱对夏季主要降水场的指示作用。     

1958—2017年滇中引水工程受水区降水时空变化

为了对滇中引水工程水资源进行科学调度和合理配置,开展滇中引水工程受水区降水时空分布研究.基于受水区内8个雨量站的60 a降水数据,采用云模型、Mann-Kendall检验、小波分析和协同克里金插值法探究受水区降水序列的时空分布特征.结果 表明:年内降水量主要集中在6—8月,12月至次年2月降水量少;夏季降水时间分布不均...     

Effects of urban grass coverage on rainfall-induced runoff in Xi'an loess region in China

In this study, laboratory rainfall simulation experiments were conducted to investigate the regulatory effects of grass coverage on rainfall-runoff processes. A total of 80 grass blocks planted with well-grown manilagrass, together with their root systems, were sampled from an eastern suburban area of Xi'an City in the northwest arid area of China and sent to a laboratory for rainfall simulation experiments. The runoff and infiltration processes of a slope with different grass coverage ratios and vegetation patterns were analyzed. The results show that the runoff coefficient decreases with the increase of the grass coverage ratio, and the influence of grass coverage on the reduction of runoff shows a high degree of spatial variation. At a constant grass coverage ratio, as the area of grass coverage moves downward, the runoff coefficient, total runoff, and flood peak discharge gradually decrease, and the flood peak occurs later. With the increase of the grass coverage ratio, the flood peak discharge gradually decreases, and the flood peak occurs later as well. In conclusion, a high grass coverage ratio with the area of grass coverage located at the lower part of the slope will lead to satisfactory regulatory effects on rainfall-induced runoff.     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

西安古城墙21号马面裂缝成因分析及处理技术

西安古城墙是全国重点文物保护单位,也是中国现存最完整的一座古代城垣建筑。近年来墙体裂缝增多,严重影响了城墙的整体性能,急需专业处理进行维护。通过对城墙21号马面裂缝的现状监测,具体分析了其破坏因素与破坏机理,针对存在的问题提出了钢管灌注桩与灰土挤密桩施工的加固方法,阻止了裂缝的扩展,最大限度地保持城墙原有风貌,对类似古建筑的保护有一定的借鉴意义。     

广州市降水量空间插值方法研究

采用广州市境内及周边的55个雨量站点的2015年年累计降水量数据,选取9种空间插值方法对广州市年降水量进行了空间插值,将插值估算结果与检验点作对比分析,并对广州市2015年降水量的时空分布特征进行分析。综合分析得出:广州市降水量的空间插值方法误差顺序为KSNNRBFLPIKrigingSplineIDWGPIDK;KS雨量等值面光滑,没有出现"牛眼"和边界突变,计算方便快捷,估算结果准确,在广州市雨量空间插值中获得很好的效果。分布特征表现为:广州市降水量空间分布由北向南呈现明显递减的分布规律,高值区在流溪河流域,在2 500 mm以上,低值区在南沙区,在1 500 mm以下。其他区域基本在2 000~2 300 mm。     

长江源区降水时空演变规律

基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。     

基于质心分析的我国降水时空演变特征研究

通过引入年内唯一的特征时间点——年降水质心时间,即年降水过程线和时间轴间面域几何质心的时间轴投影,解决了频域规律识别不能反映降水事件发生时间的难题。根据年降水质心时间的时域、空域、频域规律,定量识别出我国降水时空演变规律。研究认为:(1)质心时间对大雨及以上等级降水发生时间的响应较为敏感;(2)空间变化规律与主雨季峰值降水时间的空间分布较一致,从西北至东南呈现"早-晚-早"规律;(3)时间序列多为纯随机过程,且非随机特性以周期性为主,趋势性以提前趋势为主,非随机性站点显著聚集于华中、华北地区;(4)年内各等级的时间分布不一致,大雨及以上等级发生时间晚于其它等级,微雨等级降水年内分布最不稳定;(5)年内降水愈不均匀的地区,年际变异愈加显著,即该区域年内主要降水过程的时间分布愈加不稳定。