太阳黑子活动周期规律分析及趋势预测

针对太阳黑子活动趋势预测问题,以提高预报可信度、减少预测误差为目标,基于1700年以来太阳黑子相对数月、年资料,依据太阳黑子活动周期特征分析,得出太阳黑子具有100a大周期、11a小周期、100a大周期之间存在2～3个连续低值小周期的活动规律,进而对318a太阳黑子相对数系列进行阶段划分并进行周期性规律特征分析。采用拟合优度和纳什效应系数对2019—2030年太阳黑子相对数所在小周期轨迹段与历史小周期片段进行相关性分析、挑选最相似的历史小周期轨迹段的方法,以预报2019—2030年太阳黑子活动趋势。结果表明:2024年为下一小周期峰值年、2030年为下一小周期谷值年份。研究成果可以为以用太阳黑子相对数作为影响因子进行洪水灾害预报提供基础信息。     

泾惠渠灌区降水径流奇异谱分析

泾惠渠灌区是陕西省主要产粮区之一,灌区降水径流等水资源对于灌区的农业生产关系重大,分析灌区降水径流特性,明确灌区降水径流的主要影响因素,是灌区合理规划利用各种水资源的基础。降水径流等水文要素成因复杂,受气候因素影响具有周期性震荡特性,采用能够降噪和降维的奇异谱分析(SSA)方法对泾惠渠灌区降水径流时间序列震荡特征进行分析。分析显示,灌区降水径流时间序列均具有准3~4 a,9~12 a,18~22 a的周期性,与东部季风、太阳黑子等现象的周期性活动关系密切。由此表明,泾惠渠降水径流主要受东部季风的影响,且受太阳黑子等大尺度周期性因素的综合影响。     

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。     

珠江流域枯水期流量周期特征及影响因素分析

本文从珠江流域的枯水问题入手,重点分析了珠江流域几个主要控制站(梧州站、马口 三水站、博罗站)约50年的流量时间序列,并利用正规化周期回归模型提取了序列的周期,最后,对厄尔尼诺、太阳黑子、人类活动等对枯水径流的影响进行了分析,得到以下结论:珠江流域三个主要控制站点存在21年、11年的显著周期;厄尔尼诺现象的对枯水期流量的影响有滞后效应,总体而言,使珠江流域下游地区枯水期来水更枯,拉尼娜现象影响特征不明显;太阳黑子活动规律和枯水期流量变化特征相反,其周期和流量变化周期较为一致;人类活动对枯水的影响越来越大,使枯水期水资源供需矛盾加大。最后提出珠江流域枯水研究未来的发展方向。     

重标方差和小波分析在径流分析中的应用

为了揭示径流变化的本质规律及其多尺度影响因素,利用渭河流域华县站1960—2004年共45 a的实测月径流序列,采用滑动重标方差计算了径流序列的标度指数,并对其进行了小波分解重构。结果表明:华县站实测径流序列标度指数演变呈明显的3个变化阶段,分别在1969年、1989年发生了突变,呈现6 a和10 a左右的周期特征,其周期变化与ENSO和太阳黑子活动有着一定的联系。     

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%。     

东江流域水文时问序列的周期分析

利用频谱分析法对东江流域控制性水文站博罗站的年径流序列进行了计算与分析,得出的东江流域年径流量存在约2．2年、4．5年、2．4年、12．5年和8．3年的周期。了解年径流序列的周期特征,对进一步合理开发利用东江流域水资源具有一定的参考作用。     

汾河水库控制流域径流突变及其驱动因素分析

针对目前汾河入黄径流锐减的问题,基于汾河水库控制流域1960-2013年54年的径流资料,采用MannKendall法和滑动T法相结合对径流时间序列进行突变检验,探究了流域径流阶段性变化规律,并建立双累积曲线模型定量计算了驱动因素降水和人类活动对径流减少的影响量。结果表明:(1)汾河水库控制流域内静乐站和上静游站径流均呈现减少趋势;(2)流域内静乐站径流序列突变年份为1979年,上静游站为1982年;(3)人类活动是该流域径流减少的主要因素,占径流减少总影响量的84.48%,静乐站和上静游站的降水对径流影响率分别为15.62%和14.95%,人类活动的影响率分别为84.38%和85.05%。     

宜昌站月径流时间序列的混沌特性分析

关于水文时间序列的混沌特性识别,目前已有多种方法和指标,但单独一种方法一般不能作为混沌特性识别的充分条件。根据相空间重构和混沌理论,对宜昌站1900～2007年的月径流序列进行了较全面的混沌特性分析。首先采用C-C法计算重构参数对月径流序列进行相空间重构,然后分别计算其关联维数、Lyapunov指数和Kolmogorov熵,用这3个不同的混沌判别指标并行分析宜昌站月径流序列是否具有混沌特征。经计算,宜昌站月径流序列各个混沌判别指标均表明其具备混沌特征。     

气候变化和人类活动对淮河上游径流影响分析

以淮河流域上游漯河站为研究对象,采用Mann-Kendall法、里海哈林法和滑动游程检验法对1957—2010年的年降雨量和年径流深序列跳跃变异进行诊断,结果表明漯河站年径流深和年降雨序列分别于1985年和1999年左右发生跳跃变异。根据跳跃变异检验结果,采用降雨径流关系法与累积量斜率变化率比较法定量计算气候变化和人类活动对该研究区域径流量变化的影响。综合分析结果显示:1986—1999年较前一阶段径流的减少主要因素是人类活动的影响,而2000—2010年较前一阶段径流的增多主要因素是气候的变化。降雨径流关系法与累积量斜率变化率比较法对气候变化和人类活动的水文效应定量评估结果基本一致。     

内蒙古高原典型草原内陆河流域径流的时序演变特征

高原内陆河在我国半干旱地区社会经济发展的区域水资源开发利用过程中起到了重要的支撑作用,认识其演变特征及进行模拟对于流域的可持续发展具有重要的意义。以内蒙古高原典型草原内陆河流域——巴拉格尔河流域为研究对象,基于1959-2015年的水文、气象和社会经济等数据,采用双累积曲线法、累积距平法、改进的M-K趋势检验法和小波变换法对流域径流序列的变化特征进行了解析,并通过细化降水特征因素影响和以社会经济指标量化人类活动影响,运用统计相关检验法筛选径流时序演变模拟的主要输入要素,以改进的BP神经网络实现了水文年、季尺度下径流的时序演变模拟。结果表明:巴拉格尔河流域径流量在年、季尺度下呈现显著减少趋势;径流变化的突变年份为1998年,在这之前受到气候变化为主的影响,而在这之后为加入人类活动的双重影响;年、枯水季径流序列均存在6a和30a周期,而丰水季径流在分析序列内无明显周期变化;降水指标中的降水量、降水天数和降水次数,气候因素中的蒸发和相对湿度,以及人类活动的所有指标是与径流显著相关的影响因素;在无法实现分布式水文模拟时,改进的BP神经网络可以较好地模拟该流域径流的时序演变过程。     

近47年来降水变化和人类活动对滦河流域年径流量的影响

近47年来,随着流域降水量的减少,以及水利工程的修建、林草地的减少等土地利用方式的改变,在气候变化和人类活动双重因素的作用下,滦河流域年径流量呈现出显著的减少趋势。现基于降水-径流经验统计模型的构建,定量评估了滦河流域降水变化和人类活动对该地区年径流量的影响程度。结果表明:①1983年以前,滦河流域年径流量受环境变化影响较小,1983年以后,年径流量受到气候变化和人类活动影响较为显著;②1984年-2006年期间,受人类活动影响所产生的年均减水量为11.97亿m3,占该时段减水量的84.42%,受降水变化所产生的年均减水量为2.21亿m3,占该时段减水量的15.58%,人类活动的贡献率远大于降水变化。     

密云水库入库径流演变特性及成因分析

密云水库是北京唯一的地表饮用水源地,水库水量的多少直接关系到首都人民的生活。根据密云水库1960—2009年年入库径流量和汛期径流量2类序列,采用随机水文学方法结合序列统计性质揭示了入库径流演变规律,从降雨、人类活动和土地利用变化角度探讨入库径流演变的成因。结果表明:年入库径流和汛期入库径流都呈现减小趋势,1999年以后减小趋势更为明显,年径流减小程度比汛期显著,年际变化有明显的阶段性。受多种因素影响的密云水库入库径流序列包含相依成分,特别是年径流序列相依关系较强。入库径流减少的趋势不是单一由降水造成,流域内人类活动和土地利用变化是径流量锐减的主要原因。     

山西省中西河流域降水径流演变特征及响应关系

<正>确理解变化环境下气候水文演变趋势对流域水资源评价具有重要意义。以山西省中部中西河流域为研究对象,采用Mann-Kendall方法和有序聚类方法,诊断了1958-2015年降水径流演变规律及径流变化阶段性特征,分析了不同阶段降水径流响应关系。结果表明:近60年来,年降水量和径流量总体呈现减少趋势,平均线性减少率为-1.05mm/a和-1.62mm/a;以1970和1979年为临界点,径流系列呈现3个阶段的变化特征;不同阶段内降水与径流具有较好的相关性,但由于非降水因素的影响,不同阶段降水径流响应关系存在差异;未来应加强进行径流变化归因定量分析研究。     

永定河流域径流变化特征及影响因素分析

根据永定河流域石匣里站、响水堡站和官厅水库站1956年-2003年的年径流资料,应用Mann-kendall检验法、Pettitt检验法、滑动T检验和小波分析法等方法分析了永定河流域年径流量的趋势性、周期性及突变特征,并从气候变化及人类活动两方面分析其影响因素。结果表明永定河流域年径流量一直处于显著下降趋势中,存在27(28)年的第一主周期和20(21)年的第二主周期;1982年-1983年径流量发生突变,突变前后变化较大。径流量变化的主要影响因素是人类活动,如土地利用、闸坝工程建设以及地下水过度开采等;气候变化对径流量也有一定的影响。     

塔里木河流域径流变化趋势分析及预测

结合塔里木河流域三源流各水文站及干流阿拉尔52年(1957-2008年)的径流实测资料,运用时间序列周期方差分析外推、非参数检验和R/S分析等方法探讨了径流量的周期、跃变及未来的变化趋势。结果表明:阿克苏河两水系径流趋势增加显著并在未来的一段时间内将长期持续,其突变点皆在1993年;和田河同古孜洛克与乌鲁瓦提存在相反的径流趋势且突变不显著;叶尔羌河表现为微递增趋势并在1993年发生显著性突变,但在未来的一段时间这趋势将转变为减少;源、干流在突变、径流趋势、径流量等皆存在较大差异,这表明人类活动强烈干扰了干流的水文过程。     

Human impacts on runoff regime of middle and lower Yellow River

In this study, the 54-year (1950 to 2003) monthly runoff series from February, April,August, and November, as well as the annual runoff series, measured at both Huayuankou and Lijin hydrological stations were chosen as representative data, and the continuous wavelet transform (CWT) was applied to analyze the impacts of human activities on the runoff regime of the middle and lower Yellow River. A point of change in 1970 was first determined, and the observed series before 1970 were considered natural runoff while those after 1970 were restored according to linear trends. Then, the CWT was applied to both the observed and restored runoff series to reveal their variations at multi-temporal scales, including the five temporal ranges of 1-4,6-8, 9-12, 16-22, and 22-30 years, and the trend at the temporal scale of 54 years. These analysis results are compared and discussed in detail. In conclusion, because of the impacts of human activities, there have been significant changes in the runoff regime in the middle and lower Yellow River since 1970. The decaying tendency of annual runoff has become more pronounced, and the inner-annual distribution of runoff has changed, but human activities have had little impact on the periodic characteristics of runoff.     

降水和下垫面对流域径流量影响的定量研究

定量分析降水和下垫面变化对径流的影响,对流域水资源规划管理具有重要的意义。以北京市漫水河流域为研究对象,对漫水河1956-2016年年降水量、天然径流量的变化趋势及突变性进行了分析,以径流变异前1956-1979时间段为基准期,建立降水径流双累积曲线关系,识别与基准期相比不同时期降水和下垫面条件变化对天然径流的贡献率。结果表明:2000年以后流域内耗水、水利工程调蓄水等人类活动的直接影响有所减少,与1956-1979年基准期相比,1990-1999年降水量的影响程度大于下垫面,为63. 9%; 1980-1989、2000-2009、2010-2016年3个时期下垫面对径流量减少的影响程度均大于降水,降水量和下垫面对径流量减少的贡献率分别为44. 9%和55. 1%、47. 9%和52. 1%、44. 5%和55. 5%。