基于时间序列的滇池流域降雨变化特征分析

针对云南省连续4年大旱、降雨偏少的问题,基于滇池流域内18个雨量站1965~2011年降雨资料,分析了降雨年际年代变化特征,采用线性回归法和Mann-Kendall非参数检验方法对年降雨序列进行趋势预测,利用Morlet小波进行周期分析,并通过小波系数方差检验年降雨序列主周期。结果表明,滇池流域降雨年际变化大,变差系数在0.17~0.24之间;年内分配不均,雨季占全年降雨量的87%左右;年降雨序列呈减少趋势,但减少趋势不明显;降雨序列主周期为23年,次周期分别为4、15年。     

1958～2017年右江出口径流量演变特征分析

为了分析右江1958~2017年出口径流量演变特征,选用线性趋势法、累积平距法、Morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验法等多种方法,从全年、汛期、枯水期三种情况分析了右江出口径流量的变化趋势性、周期性、突变性等特点,并探讨了不同情况演变特征差异的原因、水利枢纽建设的影响、近期变化的趋势。结果表明,年均径流量和汛期平均径流量序列整体呈下降趋势,枯水期平均流量序列整体呈上升趋势;年均径流量和汛期平均径流量序列第一主周期均为37年,枯水期平均径流量序列第一主周期为10年;由于金鸡滩水利枢纽施工建设,年均径流量序列在2004~2007年持续突变,汛期平均径流量序列在2007年发生突变,枯水期平均径流量未发生突变;三种情况演变特征存在差异性主要原因是人类对径流量的利用主要在枯水期;近期年均径流量将继续处于偏多状态,汛期平均径流量将由偏少状态转为偏多状态,枯水期平均径流量将持续保持偏少状态。     

变化环境下滁州市降水及气温变化分析

基于1952~2013年滁州站降水量及平均气温资料,采用参数T检验法、5年滑动均值法、Mann-Kendall检验法、Pettitt法、Morlet小波分析法研究了滁州市降水量和气温序列的趋势、突变、周期特征,运用R/S分析法计算的Hurst指数预测了两者未来的变化趋势。结果表明,研究时段内滁州市年降水量呈略微上升趋势,未发生突变,降水序列存在5、2、13年三个周期,未来年降水量有减少趋势;研究时段内滁州市年平均气温呈明显升高趋势,在1993年发生突变,气温序列存在3、12年的周期,未来年平均气温有升高趋势。     

新疆石河子市近51年蒸发量变化特征分析

为分析新疆石河子市水面蒸发变化的特征,研究了新疆石河子市1964~2014年的水面蒸发量特点,发现石河子市51年间蒸发量呈减小趋势,1980年代中后期蒸发开始进入明显下降阶段;51年间石河子市蒸发量季节变化特征为春、夏、秋三季下降、冬季上升的趋势,其中夏季下降最为明显,冬季上升趋势微弱;2002年石河子市蒸发量发生由多到少的突变,且在51年的时间尺度上石河子市年蒸发皿蒸发量存在约18年的年代际周期,在该时间尺度上经历了3个偏少期和3个偏多期;由于2014年其小波系数等值线未闭合,由此推测2014年后的几年内石河子市年蒸发量仍可能处于相对低值区;关联分析表明气温、风速是影响该地区蒸发的主要因子。     

江苏省东台市近65年气温和降水量特征分析

分析江苏省东台市的水文气象变化对该区域的开发管理意义重大。基于江苏省东台站1951~2015年月平均气温、逐月降水量序列资料,采用5年滑动平均法、Spearman秩次相关法、Mann-Kendall法、有序聚类分析法、滑动t检验法、Morlet小波法和R/S分析等方法,对东台市的年平均气温和年降水量进行趋势分析、突变检验、周期分析,并预测未来变化趋势,选取降水集中度和集中期等指标分析降水的年内分配特征。结果表明,东台市近65年气温呈显著上升趋势,在1993年发生突变,20年尺度下周期震荡最强,未来气温将持续上升;降水量存在减小趋势但不显著,1965年发生突变,存在22、13、9、3年的多时间尺度周期,未来降水量仍将减少;降水年内分配不均,但未来趋于均匀,集中期由7月逐渐前移。研究成果可用于指导该区域的水资源开发与管理。     

南京市近53年气温和降水量特征分析

基于南京站1960~2012年月平均气温和月降水量资料,利用滑动平均、小波分解、Mann-Kendall检验、Mexican Hat小波变换和R/S分析,对年平均气温和年降水量进行趋势分析、突变检验、周期分析,并对其变化趋势做了预测。结果表明,南京市近53年年平均气温有明显上升趋势(显著性水平α=0.01),在1996年左右发生突变,年平均气温存在16年的主周期,未来一段时间内气温将呈上升趋势;南京市近53年年降水量有增加趋势但不显著,近53年未发生突变,年降水量存在2年和18年的周期,未来一段时间内年降水量将呈增加趋势。     

电网事故控制及处理算法简述

基于汾河和沁河入黄站的实测径流序列和降雨序列资料,采用滑动分析法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析了序列的变化趋势及趋势的显著性,并在此基础上采用滑动t 检验、M-K检验、累积距平法、聚类分析法分别检验了序列的突变点。结果表明,河津站、武陟站的实测径流呈显著减少的趋势,降雨减少趋势不显著;河津站、武陟站实测径流的突变点分别出现于 1970、1964年,两站的降雨均未发生突变;汾河和沁河径流的减少直接受气候变化的影响,同时人类活动也有至关重要的影响作用。     

汾河和沁河流域入黄径流锐减事实分析

基于汾河和沁河入黄站的实测径流序列和降雨序列资料,采用滑动分析法、Kendall秩次相关检验法、Spearman秩次相关检验法分析了序列的变化趋势及趋势的显著性,并在此基础上采用滑动t检验、M-K检验、累积距平法、聚类分析法分别检验了序列的突变点。结果表明,河津站、武陟站的实测径流呈显著减少的趋势,降雨减少趋势不显著;河津站、武陟站实测径流的突变点分别出现于1970、1964年,两站的降雨均未发生突变;汾河和沁河径流的减少直接受气候变化的影响,同时人类活动也有至关重要的影响作用。     

南昌市主要气候要素变化特征及其预测

基于南昌市1951~2015年逐月降水和平均气温数据,借助不均匀系数、集中度分析降水年内分配特征,采用5年滑动均值法、Mann-Kendall分析法、Morlet小波变换法及R/S分析法等探讨了降水量和气温的趋势性、突变性和周期性,并预测了序列未来的演变趋势。结果表明,南昌市年降水量年内呈单峰分布,最大降水量出现在5月30日,总体呈不显著增加变化,1955、1992、2000年发生突变,存在22年的主周期及4年的次周期,降水未来将持续增加;南昌市年内温差大,月平均气温极值比为5.57,年平均气温总体呈显著上升变化,在1997年发生突变,存在23年的主周期及17、4年的次周期,年平均气温未来将呈继续显著上升变化趋势。     

洛阳市降水量时空变化特征分析

基于洛阳市11个代表站1956~2013年日降水量数据,运用滑动平均法、Pettitt检验、小波分析对年降水量进行趋势分析、突变检验和周期分析,研究了洛阳市时间变化特征和空间分布规律。结果表明,近58年洛阳市年平均降水量为670.60mm,降水偏少且集中在夏季;年降水量倾向率为-13.733mm/10a,且呈明显减少趋势;年平均降水量存在15年的主周期,在1985年发生突变;洛阳地区降水量大体呈现出西多东少、南多北少的分布规律,东北部降水量少且减少速率快;洛阳市降水量减少,时空分布极不平衡将成为经济发展的制约性因素。     

近59年石家庄市降水变化特征分析

为了解石家庄市的降水变化规律,选取石家庄站1955~2013年的年降水量、降水频率、降水强度、极端降水频率和年最大日降水量共5个降水统计指标,利用气候倾斜率、Mann-Kendall(M-K)气候突变检测法和Morlet小波分析法研究了石家庄市降水统计指标的趋势变化、突变特征和周期性特征。结果表明,石家庄市年降水统计指标均呈现不同程度的下降趋势,近59年来石家庄市降水特征未发生明显突变,年降水量大致呈现出6、10、25年的周期性。     

榆林地区降水蒸发时间序列的多尺度特征和突变分析

基于榆林地区4个站点1978～2004年降水和蒸发实测资料,采用Morlet函数作为小渡函数,对序列结构进行详细剖析,并探讨了降水和蒸发的多时间尺度变化及突变特征.结果表明:降水变化具随机性,蒸发具有一定规律性,蒸发量从南向北有逐渐递减的趋势;降水量、蒸发量演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有16、15 a的近似主周期,3、7、9 a的次周期,且周期变化复杂,大时间尺度包含着小时间尺度;a=16、15 a比a=9 a突变点发生时间滞后3～4 a,且降水比蒸发突变约滞后1 a;在不同时间尺度上,突变点也有一定差异,降水时间序列突变点较多出现于80年代后期和90年代后期,蒸发时间序列的突变多出现于80年代中期和90年代的中后期.     

1951～2013年南京市降水变化特征研究

南京市气候变化较敏感,受亚热带季风气候影响,近年来短历时强降雨等极端天气增多,研究南京市降水变化特征对水资源规划管理有重要意义。基于南京站1951~2013年逐日降水资料,分别采用5年滑动平均法、线性倾向估计法、Mann-Kendall法、Morlet小波分析法和R/S分析法,分析了南京市降水量年际、年内四季变化特征。结果表明:南京市年降水量呈增加趋势,存在2、7、9、17年4个主周期,未来年降水量将呈减小趋势;春季降水量呈减小趋势,存在4、6、16年3个主周期,未来春季降水量将继续减少;夏季降水量呈显著增加趋势,存在4、9、18年3个主周期,未来夏季降水量将继续增加;秋季降水量呈减小趋势,存在3~5、8、12~13、21年4个主周期,未来秋季降水量将继续减少;冬季降水量呈增加趋势,存在5、12~13、18~19年3个主周期,未来冬季降水量将继续增加。     

淮河流域汛期极端降水时空演变规律分析

研究淮河流域极端降水时空演变规律对流域防洪减灾、水资源规划等意义重大。基于淮河流域24个气象站1961~2011年汛期逐日降水资料,建立极端降水序列,并对极端降水频度和强度的趋势、突变及周期变化特征进行了年尺度和年代尺度的时空变化分析。结果表明,极端降水频度和强度均呈较显著的上升趋势,且均在2000年代出现大幅提高,时间变化的第一主周期为4年;频度和强度的空间分布基本符合右岸强、左岸弱,南部强、北部弱,从上游内陆至下游沿海逐渐增加的分布规律;各年代极端降水空间分布发生变化,沿海与内陆的频度差异逐渐缩小,左右岸的强度差异越来越显著。研究成果可为水资源规划管理工作提供参考。     

牛栏江中上段枯季径流分析及月径流模拟

为分析牛栏江中上段中长期径流特征,基于牛栏江中上段七星桥水文站1990～2016年降水、蒸发、径流实测资料,使用一元线性回归、退水系数、离散系数等分析了牛栏江枯季径流特点及趋势。结果表明,牛栏江中上段枯季径流量、降水量无明显变化趋势,但蒸发量有明显减少趋势,枯季径流量占年度径流量的比例有增加趋势,11月至次年4月,月径流量逐步大幅减少,但趋势分析表明,11月径流量有明显减少趋势,12月无明显变化趋势,1～4月径流量呈增加趋势,枯季各月径流量总体趋向于均衡。使用Pearson相关分析法识别枯季月径流预报因子,基于二次回归正交旋转设计,构建了枯季各月预报模型,模型模拟检验表明,11月径流预报模型精度为丙级,12月至次年4月径流预报模型精度为乙级。研究成果可为牛栏江—滇池补水工程枯季水资源调度提供依据。     

基于Hydrus-1d模型的干旱区绿洲灌溉入渗研究

灌溉是影响干旱区绿洲发展的重要因素,而研究土壤水分入渗特性是制定合理灌溉制度的基础。因此,选取腰坝绿洲为试验场地,通过野外试验和室内试验建立相关的Hydrus-1d模型,并经过参数校准及模型验证,证明该模型适用于腰坝绿洲。模拟结果表明,土壤水存储量年际间变化较小,增幅仅为2.3cm,而年内变化随灌溉变化明显;2015年全年作物蒸散发消耗为81.49cm,其中蒸腾消耗仅占潜在蒸腾的67%,表明作物生长在一定程度上受到水分不足的影响;而由于土壤中含砂量过高及灌溉制度的不合理,水分深层渗漏量高达58.12cm,占入渗总量的40.96%,造成巨大的浪费。研究结果可为当地制定合理的灌溉制度提供依据。