泰森多边形法在小流域面雨量计算中的应用

为探究泰森多边形法在小流域面雨量计算中的适用性,以地处江淮丘陵区适宜进行产汇流机制等水文基础理论研究的典型闭合小流域花山流域为例,结合流域现状站点分布和地形特点,选取流域多年面雨量、典型场次与典型日面雨量三种不同降雨量级实例,分别采用算术平均法、泰森多边形法和等值线法计算面雨量进行对比。年面雨量和场次面雨量计算中泰森多边法对比等值线法计算值相对误差小于 1.00%,日面雨量计算值相对误差小于 2.00%;算术平均法在典型场次面雨量样本中有 40.0%的计算值相对误差大于 1.00%,最大相对误差为 -2.47%,在典型日面雨量样本中有36.8%的计算值相对误差大于 2.00%,最大相对误差为 9.38%。结果表明：不同降雨量级使用泰森多边形法计算面雨量比算术平均法更接近于等值线法计算值;算术平均法在降雨量较小时受局部降雨影响计算误差较大,在年面雨量计算时可以和泰森多边形法互换使用。     

集水面积阈值确定方法在嘉陵江流域的比较应用

为探讨集水面积阈值确定方法用于不同流域面积、不同地形地貌特征流域的差异性和适用性,将河网密度法、适度指数法和分形维数法3种常用的集水面积阈值确定方法应用于嘉陵江流域。结果表明:河网密度法方法简单,对下垫面分布均匀、地形起伏度较大的地区模拟效果更好;适度指数法对地形起伏度较大的区域模拟效果较好,计算结果受缓冲半径的影响;分形维数法模拟效果不稳定,不适用于面积和地形起伏度较大且河道多弯曲的流域。研究结果可为嘉陵江流域水系提取时阈值的选取提供依据。     

两种算法计算金沙江流域月面雨量特征差异分析

长江上游地形复杂,水文气象站点分布不均,利用泰森多边形法和算术平均法分别计算长江上游六大流域1961~2015年逐月面雨量。从空间来看,两种算法的差异在金沙江流域最大;从月份来看,在夏季差异最大。以金沙江流域为对象,分析两种算法造成流域面雨量统计特征的差异,发现两种算法都能较好反映出该流域降水干湿季节分明的特征,但泰森多边形法的结果相对算术平均法要小,尤其是在冬半年个别月份可偏小48%。泰森多边形法得出的面雨量线性变化速率小于算术平均法。在上半年,两种算法的面雨量都为线性增多,但在下半年,泰森多边形法的结论是线性减少的。两种算法的各月面雨量结果都存在着明显的准2~4 a或准6~8 a的周期特征,这与大气的周期振荡关系密切。     

湘江流域面雨量气候特征分析

利用中国气象局气象数据统一接口端(MUSIC)提供的1979-2018年降水资料,利用算术平均法、统计分析等方法对湘江流域的面雨量时空特征进行分析.结果表明,湘江流域年平均面雨量1553.4 mm,近40年来整体呈现增加的趋势,且春季呈略减少、其他季节呈增加趋势;在湘江流域各子流域中,衡阳-湘潭地区子流域降雨最丰沛,湘...     

吉林延边境内降水变化规律

文中以松花江流域延边境内14个雨量点资料,采用泰森多边形法对各计算区域进行了面雨量计算,运用5年滑动平均、Mann-Kendall检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt检验分析方法,对降水序列的年际变化趋势、突变时间点进行分析。发现松花江流域延边境内年际降水趋势变化不显著,无趋势变化,松花江各流域降水突变时间不显著,年际降水无突变发生。     

上海嘉宝北片面雨量计算方法简析

简单介绍了计算流域面雨量的算术平均法、泰森多边形法和等雨量线法,并运用此三种方法计算了2011年（7月～9月）上海嘉宝北片的面雨量.结果表明：算术平均法精度较差,其余两种方法计算结果很接近,可实际应用.     

基于泰森多边形法的流域面平均雨量计算

以西南山区代表性较强的重庆市蔡家水文站控制断面以上笋溪河流域为研究流域,基于Arc GIS和数字高程模型(DEM)数据为基础,构建研究流域16个雨量站的泰森多边形,并利用16个雨量站2015年6月降雨量资料,采用不同方法对该控制断面以上流域面平均降雨量进行了计算。结果表明,基于Arc GIS和DEM构建泰森多边形计算面雨量较传统方法更简单。在雨量站分布较均匀且降水空间分布均匀的情况下,采用泰森多边形法和算术平均法计算的面雨量结果相差不大;当降雨空间分布极不均匀,个别站点出现了强降水情况时,由于泰森多边形法以权重来考虑分布不均匀的情况,采用该种方法计算结果精度更高更可靠;研究成果对西南山区流域(区域)面雨量计算具有一定的参考价值。     

石羊河流域面雨量预报方法研究

利用1996-2008年ECMWF数值预报格点场资料和石羊河流域内6个气象站降水资料、2007-2008年47个加密自动区域站降水资料,采用Press准则进行预报因子初选,用逐步回归方法进行预报因子精选,运用最优子集回归建立石羊河流各县区域冷、暖季1～7 d降水量预报方程。以各县区降水客观预报产品为基础,采用线性插值方法,将县区降水预报插值到各县区内的区域站点上,使用算术平均法,制作了石羊河流域1～7 d面雨量预报模式。面雨量预报模式投入业务试应用,预报能力较强,取得了较好的预报服务效果,为流域面雨量预报提供了客观有效的指导产品。     

基于Mann-Kendall的嘉陵江流域降水量时空分布规律研究

了解流域尺度降水的变化,对于研究气候变化对水资源和水文过程的影响具有重要意义。本文对嘉陵江流域9个气象站点的1961—2018年58年间的实测降雨资料,进行Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水强弱时间周期及降水分布特征。结果表明:流域多年平均降水量为954.1mm, 1984年发生明显突变之后开始明显减少;流域降水呈梯度变化,由东南至西北方向逐步下降。研究表明,流域降水区域性明显,东南部整体偏涝;从时间上看1984年后整体偏旱。     

资水流域及各分区面雨量及雨季特点分析

利用高分辨率再分析降水资料(中国区域地面气象要素数据集),运用格点平均值法求得资水流域及各分区1979-2018年逐日面雨量,并对资水流域面雨量进行统计分析和线性趋势分析.结果表明,资水流域全区年面雨量变化趋势呈现缓慢增加的特征,其中柘溪库区和资水下游面雨量呈现增加趋势,罗家庙以上和罗冷区间面雨量呈现减少趋势.资水全区...     

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。     

基于聚类分析的水文相似流域研究

在洪水预警预报中,一些中小流域常常由于水文资料短缺造成分析计算困难。随着流域下垫面地形、植被、土壤等数据的大量获取和数据挖掘技术的不断发展,应用聚类分析等无指导学习方法对流域下垫面大量数据进行分析,根据对象之间距离最近的原则对流域进行分组,得到水文相似流域,从而将有水文资料流域的水文参数应用于水文资料短缺的相似流域,使洪水预报得以实现。选取浙江省118个具有20年以上雨水情资料的流域进行研究,采用流域长度、流域宽度、河长、河流比降、流域平均坡度、流域形状系数、多年平均1,3,6和12 h面最大降水等10个指标,应用主成分分析对数据进行降维,进而对流域进行聚类分析,将浙江省流域分为23个相似组。在分组基础上,选取其中两组中径流资料大于20年的站点进行多年平均最大洪峰、洪量比对,验证水文相似流域分类合理性。结果表明相似流域组内年最大洪峰、年最大平均1,3,6和12 h洪量具有较大相似性,分类较为合理,从统计学角度为浙江省的洪水预警预报提供新的理论与思路。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

黑龙江流域降水变化特征分析

为了全面研究黑龙江流域降水变化情况,收集黑龙江流域国内外25个气象站的降水资料,通过线性趋势法、距平累积法、变尺度趋势分析法分析降水趋势特征;用Mann-Kendall法分析降水突变特征;用小波分析法分析降水周期性特征。结果表明:在1954—2012年的研究期内,黑龙江流域降水线性趋势变化率仅为-0.74%/(10 a),变尺度趋势分析发现降水在97.7%的有效统计时间段内均无显著趋势变化;距平累积法和Mann-Kendall突变检验结果发现降水具有明显的阶段性变化;小波分析证实了降水存在主周期为28,12,4 a的显著周期性。综上,黑龙江流域降水变化的周期性要明显强于趋势性。研究成果可为中俄跨界河流管理提供现实基础。     

龙川江流域主要气象要素及径流变化趋势分析

采用Mann-Kendall非参数检验法对金沙江一级支流龙川江流域1970年-2009年逐月气温、降水及1961年-2008年径流资料进行趋势检验,并运用R/S方法分析流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势。结果表明:(1)过去几十年来,流域内降水呈上升趋势但不显著,未来降水将持续增加且元谋站降水的增长趋势持续性较强;(2)几十年来,流域气温呈显著上升趋势,未来气温将会持续过去的上升趋势;(3)几十年来,流域径流呈减少趋势,但不显著,未来继续呈下降趋势,但持续性不强。     

近50年黑河流域降水变化特征分析

黑河流域是我国西北地区第二大内陆流域,中游地区,地势平缓,水源充足,并建有多座水库,是西部粮食和蔬菜生产基地之一。在气候变化的背景下,该流域的降水格局发生了一定程度的变化。现以黑河流域及周边地区15个气象站点1961年-2010年的逐日降水资料和国家1∶25万的DEM资料为基础,分析了黑河流域平原地区和山丘地区的降水变化特征。结果表明:(1)平原地区降水较少而山区降水相对较多,整体呈降水增加趋势且山区所占比例较大;(2)山区和平原地区的降水质心均向西南偏移,且山区偏移明显;(3)全流域上分布较广的0～100mm降水带在萎缩,相反分布稀少300mm以上降水带在增加。     

金沙江流域径流特性变化及影响分析

以金沙江流域屏山站55 a(1950～2004)水文资料为基础,研究了流域内径流的变化特征。运用多种统计方法较系统地分析了屏山站径流的年内、年际变化规律及影响流域径流变化的因素。结果表明,流域径流年内分配不均匀系数Cvy的值介于0.05～1.49之间,且有减少趋势。径流的年际变化剧烈,丰水时段与枯水时段交替出现,由年降水—径流双累积曲线及回归分析可知,降水是影响流域径流变化的主要因素,人类活动对径流变化影响较小。     

桂江流域水文特性分析

根据桂江流域代表站点历年水文资料和结合相关成果,分析流域降水、径流、暴雨洪水、泥沙、蒸发等水文特征的变化规律,为合理开发利用桂江流域水资源,解决水环境及水资源问题提供分析依据。     

黄河流域降水演变规律研究

基于黄河流域及其周边地区1000多个水文气象站近50年的月降水资料所生成的整个流域及其29个三级区的面雨量过程,采用多种时间序列分析方法,研究了黄河流域降水的随机性、趋势性和周期性。结果表明：黄河流域各三级区降水量Hurst系数的分布范围在0.449～0．644之间,说明其具有长期弱相关性;Kendall秩次相关检验结果表明黄河流域降水减少的趋势性不明显,从三级区看,大通河享堂以上等7个三级区降水有一定的减少趋势;黄河流域降水的短周期为准3年周期,中长周期一般表现为l1年和22年左右的周期。     

淮河流域主汛期极端降水时空特征变异分析

以淮河水系16个片区1953年-2007年逐月降水资料为基础,选取超门限峰值序列(POT),引进广义帕雷托分布(GPD),借助L-矩估计方法,分析淮河水系主汛期年极端降雨事件的空间变化。并以淮河干流左右岸的代表性支流为研究对象,通过统计极端降水的频次和强度,结合帕雷托参数的空间变化,分析了淮河汛期极端降水的演变规律。研究发现:①不同门限值下的逐月降水量所拟合的降水极值概率分布符合广义帕雷托分布;②淮河的极端降水频次和强度右岸普遍大于左岸,与帕雷托分布形状参数和尺度参数空间分布一致性较好;③不同量级的极端降水的时空变化规律有较大差别。研究结论对淮河流域的洪涝灾害的预警和防治有一定的参考价值。