汾河天然年径流量波动特征多时间尺度分析的EMD方法

针对小波分析的不足之处,运用EMD法对汾河河津水文站还原后的天然径流量时序进行多时间尺度分析,并揭示了各分量的趋势变化及影响因素.研究表明,EMD作为一种全新的多分辨率信号处理方法,可以更精确地提取年径流量时序中不同波动周期分量,在水文水资源领域具有广阔的应用前景.     

潼关水文站1919~2015年水沙演化特征研究

分析潼关水文站的水沙演化特征对分析黄河水沙变化有重要意义,采用三门峡水库入库潼关水文站1919~2015年共97年水沙数据,借助Manna-Kendall趋势检验法、R/S分析法、经验模态分解法及Pearson相关分析法,探讨该水文站在较长时间尺度下的水沙关系演化特征。结果表明,潼关水文站径流量与输沙量具有显著下降趋势,且在未来一段时间内这种变化趋势将持续;在不同时间尺度上径流量与输沙量主要具有明显的年际及年代际周期性变化,IMF1分量对径流、泥沙序列有重要影响。研究成果可为黄河水沙变化分析提供参考。     

泾河水沙多年变化规律及驱动因素研究

为了解泾河多年水沙变化规律及其驱动力,基于泾河张家山水文站径流及泥沙数据,利用MannKendall趋势检验、Pettitt法、经验模态分解方法(EMD)等对年数据进行趋势、突变点和周期分析,并最终对水沙变化进行了归因分析。结果表明,泾河张家山水文站来水量和来沙量多年来呈减少趋势,并且在1990年代中后期发生突变;水沙变化主要拥有2年周期的波动,在发生突变后,波动幅度变的缓和,波动周期未发生变化;而水沙大幅度减少主要是由于上游流域退耕还林和人类直接取水拦沙活动所造成的。     

水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

基于EEMD的鄱阳湖流域年降水量周期预测

气候变化影响下的降水量周期变化对于认识鄱阳湖枯水具有重要意义。采用EEMD方法分别将实测和模拟年降水量分解成不同频率的成分,然后采用FFT求得各IMF分量周期,以便对比未来和基准期的周期变化。结果表明,鄱阳湖流域1961～2001年的实测年降水量序列整体存在2.5～3.5、6.5～8.0年的周期,较大尺度的周期表现不显著;ASD统计降尺度模型对序列的周期特性模拟能力良好。未来情况下,主周期相对基准期整体呈增大趋势,中小尺度周期仅有微小差别,较大尺度周期普遍增大,鄱阳湖流域年降水量过程波动剧烈程度降低。     

基于EEMD的鄱阳湖流域年降水量周期预测

气候变化影响下的降水量周期变化对于认识鄱阳湖枯水具有重要意义。采用EEMD方法分别将实测和模拟年降水量分解成不同频率的成分,然后采用FFT求得各IMF分量周期,以便对比未来和基准期的周期变化。结果表明,鄱阳湖流域1961~2001年的实测年降水量序列整体存在2.5~3.5、6.5~8.0年的周期,较大尺度的周期表现不显著;ASD统计降尺度模型对序列的周期特性模拟能力良好。未来情况下,主周期相对基准期整体呈增大趋势,中小尺度周期仅有微小差别,较大尺度周期普遍增大,鄱阳湖流域年降水量过程波动剧烈程度降低。     

基于量化指标和概率密度分布的风电功率波动特性研究

基于华北电网实测数据,定性分析风电功率波动量、波动率、变化速率3个量化指标,在不同装机容量和不同差分时间尺度下的波动特性。同时采用二次滚动平均法提取实测风电场输出功率的分钟级分量,利用正态分布函数进行拟合,研究不同装机容量和不同滚动窗口时的风电功率分钟分量概率分布情况。结果表明,风电功率波动在时间尺度上分布具有一定趋势性,且与风电场规模大小紧密相关,合理选择风电场装机容量有利于并网时电网的安全稳定运行。     

渭河水沙衰减对下游及黄河的影响

渭河下游及黄河潼关河段近年来河势发生了变化,从渭河及主要支流水沙、降雨、用水等方面,分析渭河水沙量衰减的原因及对渭、黄河的影响。经分析,渭河水沙量衰减的主要原因是流域降水量减少、用水量过度。渭河水沙量衰减是造成渭河下游及潼关河段河势发生变化的一个重要原因。     

1961~2018年嘉陵江流域降水量时空分布特征

利用嘉陵江流域9个气象站点1961~2018年共58年实测降水资料,选用Morlet小波分析方法研究流域降水序列的多时间尺度,同时对降水数据做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量年际变化特征、降水变化时间周期及空间分布特征。结果表明,嘉陵江流域58年的年平均降水量为9541 mm,并以3.9 mm/10a的速率减少,在1984年突变最明显,降水由丰变枯; 降水变化存在4个主周期,分别为32、14、8、3年,且周期波动强度依次由强到弱变化;受季风因素影响,流域降水地域性差异较为明显,由西北至东南方向呈逐渐上升趋势;只有达县和沙坪坝两区降水量呈增长趋势,增加倾向率分别为14.1、15.1 mm/10a,其余地区降水量均有不同程度的降低,所以东南地区偏涝。     

基于经验模态分解的年径流组合预测模型

针对年径流量时间序列非线性、非平稳的问题,采用经验模态分解法(EMD)实现对年径流的多时间尺度、多层次分解,获得简单且平稳性较好的分量,分别选择合适模型对各分量不同变化规律进行合理预测分析,再将各分量预测值结合,重构原始序列年径流预测值,进而建立基于EMD的年径流组合预测模型,并应用于桂江流域年径流预测中.结果表明,该模型预测结果稳定可靠、精度较高,具有推广应用价值.     

基于CA和SPA的黄河源区水沙变化关系研究

基于唐乃亥水文站1956～2009年实测年径流量和年输沙量序列,应用协整分析和集对分析方法量化探讨了黄河源区水沙变量之间的波动关系。结果表明,年径流量与年输沙量之间存在协整关系;黄河源区年径流量和年输沙量波动的同一度最高,对立度最小且仅为0.02;黄河源区水沙变化具有较稳健的同步波动关系。     

额尔齐斯河中游鄂木斯克站径流变化特征研究

根据额尔齐斯河中游鄂木斯克水文站77年的逐月实测径流资料,采用径流年际变化、年内各月占年径流百分比、年内不均匀系数、年内分配完全调节系数、集中度及变化幅度等指标,分析了额尔齐斯河中游径流年际变化特征和年内分配规律。结果表明,受上游水利工程的影响,额尔齐斯河中游鄂木斯克站年径流量呈显著下降趋势;径流年内分配不均匀性减小,集中度降低,集中期的长期变化有所提前;非汛期径流量占年径流总量的比例增加,汛期径流量占年径流总量的比例减少,径流量年内分配渐趋均匀。     

三峡水库下游水沙情势变化及影响因素分析

为定量评价三峡水库下游水沙情势变化并分析其影响因素,采用基尼系数分析了宜昌站1952～2016年径流量与输沙量年内分配均匀度,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T、累积距平法确定了水沙年内分配均匀度的变化趋势及其突变年份,进一步将水文要素划分为汛期(6～10月)与非汛期(11月～次年5月),并采用累计量斜率变...     

鄱阳湖流域年际径流及丰枯变化分析

基于鄱阳湖流域1956~2012年6个水文站的逐日流量资料,利用变差系数、年际极值比、Kendall秩次相关检验、距平百分率、Markov过程多种分析方法,分析了鄱阳湖流域的径流年际及丰枯变化规律。结果表明,鄱阳湖流域的流量年际变化相对稳定,年径流量呈不显著的增加趋势;出现连枯水年的概率高于连丰水年概率;在丰枯转移的Markov过程中,平水年的自转移概率最大,重现期最短;丰水年与枯水年互转的概率最大,且出现枯水和偏枯水的概率大于出现丰水和偏丰水的概率;无论年径流处于何种初始状态,其向平水年转移的概率最大。     

松花江佳木斯站径流变化规律及演变趋势分析

以松花江佳木斯站为例,基于1953~2007年径流时间序列资料,采用累积距平法、累积滤波器和Mann-Kendall秩次相关法等,分析计算了年径流丰枯期、阶段性、径流年内分配不均、集中度和集中期及年径流、月径流的长期演变趋势,获得了佳木斯站径流年际变化特征、规律及演变趋势,为深入研究黑龙江下游的水文情势、生态环境保护、界河开发提供了依据。     

近50年嘉陵江水沙通量演变特征分析

根据1965～2016年嘉陵江北碚水文站实测径流泥沙资料,研究了嘉陵江水沙通量演变规律。结果表明,嘉陵江年径流量有减少趋势,但不显著,而年输沙量下降趋势显著,且通过95%置信度检验;嘉陵江径流量和输沙量分别存在32、28年的周期性变化规律;水库拦沙等人类活动为嘉陵江年输沙量显著减少的主要原因。     

流域径流演变多时间尺度特征探讨

采用Morlet子波变换等分析方法,结合逐月实测径流资料分析了大沽夹河流域径流演变的多时间尺度变化特征.结果表明,流域径流演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有18～32 a,8～17 a和3～7 a的3类尺度的周期变化规律.流域径流的演变过程在一定程度上受降水控制,但其变化趋势和降水的变化趋势并不能完全吻合,同时还受人类活动的影响.在不同的时间域和时间尺度内,气候变化和人类活动对流域径流变化的影响同时存在.     

黑龙江中上游径流特征分析

以黑龙江中上游为例,基于洛古河、上马厂和卡伦山3个水文站及结雅河口2006～2008年逐月流量资料,分析了年径流和径流年内分配情况,并采用年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度指标定量分析了径流年内分配特征及径流特征影响,获得了径流年内分配变化规律,结雅水库对黑龙江中游的径流影响很大。     

灰色自记忆模型在年径流预测中的应用

为探索提高年径流预测精度的简单有效途径,以GM(1,1)微分方程为动力核建立了灰色自记忆模型,并应用于寸滩站年径流的拟合和预测中,取得了良好的效果。与组合模型相比,该模型结构简单并具有较高的拟合和预测精度,可应用于年径流序列的预测之中。