R／S和Mann-Kendall法综合分析水文时间序列未来的趋势特征

讨论了R/S法和Mann-Kendall法用于水文时间序列分析存在的不足,提出综合了应用两者分析水文时间序列未来趋势特征的方法,以闽江流域竹岐站年径流序列为例进行了分析.结果表明,综合应用R/S和Mann-Kendall法能比较好地分析水文时间序列未来的趋势特征,也揭示了闽江流域中、上游地区年径流的未来有显著下降的趋势特征.     

黑龙江哈巴罗夫斯克站径流变化规律

以黑龙江哈巴罗夫斯克站1897—2005年共109a年径流时间序列和1897—1985年共89a月径流时间序列为基础,应用累积距平法和Mann-Kendall法等,分析计算哈巴罗夫斯克站年径流丰枯特征及其阶段性、径流年内分配不均匀性、集中度。结果表明:哈巴罗夫斯克站径流连丰年、连枯年交替出现,径流年际变化阶段性明显;哈巴罗夫斯克站径流量年内分配不均匀,主要集中在夏秋两季,占全年的76.01%;20世纪60年代径流年内分配最为均匀,10年代最不均匀。     

基于Mann-Kendall和R/S的大伙房水库年径流量变化分析

以大伙房水库1962—2013年的反推入库年径流资料为基础,采用R/S分析法和Mann-Kendall检验法,从径流的趋势特征、突变特征和持续性等方面对大伙房水库的径流特征进行了分析研究。研究表明,年径流丰枯交替出现,径流在1976年之前出现多次波动,在1976年之后整体上表现为下降趋势,但在2013年以后的一定时间内径流总体上会呈现较为显著的上升趋势。     

清源河流域径流长期演变规律及趋势分析

为了对渭源县区域水资源进行合理配置,需对清源河径流演变规律及趋势进行分析研究。本文在收集清源河径流资料的基础上,从径流的年内分配、年际变化趋势、丰枯变化等角度进行了分析计算,采用集中度、集中期分析法、5年滑动平均法进行了变化趋势分析,采用时序累计值及Mann-Whitney法对径流的突变年份进行识别;采用差积曲线法对径流的丰枯变化进行了分析,采用坎德尔(Mann-Kendall)秩次相关法、线性回归法、斯波曼秩次相关法对径流变化趋势显著性做了检验。结果表明：径流量年内分配不均,主要集中在6—9月,径流年际变化幅度较大;径流突变年份出现在1994年;多年变化基本包含了丰枯变化,径流量年际整体呈减小趋势,减小趋势显著。分析结果可为清源河流域水资源合理开发与利用提供数据支撑。     

唐河下游典型水文站径流演变规律研究

分析了唐河下游典型水文站1969—2002年34年来径流的年际、年代际及丰枯变化规律,采用Mann-Kendall方法研究了其径流演变趋势,得出唐河下游的年径流序列变化存在显著递减趋势和变异点,为唐河下游水资源可持续利用提供一定参考。     

基于Mann-Kendall的沈阳水文站年径流量变化分析

本文以沈阳(三)水文站1984-2014年的实测年径流资料为基础,采用滑动平均法、Mann-Kendall检验法,从径流的趋势特征、突变特征等方面对沈阳水文站的径流特征进行了分析研究。研究表明,年径流丰枯交替出现,经历了一个"减-增-减-增"的变化过程。     

丹江口水库入出库径流多时间尺度变化特征分析

为了认识丹江口水库运行对河道径流改变的影响,更好地指导汉江流域水资源利用,采用Morlet小波分析方法,对丹江口水库1956~2012年入库及出库径流序列进行研究,探讨了该水库入出库径流的丰枯变化情况及其准周期特征。研究结果表明,20世纪90年代以前,丹江口水库来水量经历了多次丰枯交替变化过程,其中,60年代中后期、70年代中期和80年代前期为丰水期,其余为枯水期;20世纪90年代以后,丹江口水库来水呈现出整体偏枯的趋势;水库运行对径流的影响主要体现在对年内分配过程的改变上,通过拦蓄汛期洪水,加大了枯期的下泄水量;水库的调蓄并未改变径流的主要周期,入库和出库径流均保持10个月尺度的主周期,其他时间尺度上的周期变化不太明显。     

基于R/S和Morlet小波分析的丹河径流变化特征研究

为揭示丹河流域径流年内、年际变化特征,根据山路平水文站1955-2000年的逐月平均流量资料,采用基尼系数法和集中度(期)等方法对丹河径流量的年内分配进行研究;并运用Kendall秩次相关检验法和R/S分析法对全年、汛期和非汛期的径流量变化趋势进行分析,同时使用Morlet小波对各径流序列的变化主周期进行识别。结果表明:1955-2000年,丹河流域径流量年内分配十分均匀,各时期的年内分配过程主要为"复式峰"型,最大峰值出现在8月份;流域全年、汛期和非汛期3个径流量序列均呈显著递减趋势,且未来递减过程都具有一定的反持续性;丹河全年和汛期的径流序列具有相近的丰-枯交替变化周期,包含4、10和15 a左右的变化主周期;而非汛期径流序列存在15和28 a左右的丰-枯交替变化主周期。     

南拒马河下游典型水文站径流演变规律研究

分析了南拒马河下游落宝滩和北河店2个典型水文站1957—2001年45 a的径流资料,研究了南拒马河流域的径流年内分配、年际代际变化规律及丰枯变化情况;采用Mann-Kendall方法进行径流的变异分析,得到南拒马河下游的年径流序列的变化特点,其存在的变异点落宝滩站为1998年、北河店站为1973和1998年,为南拒马河下游水资源优化配置和可持续利用提供了参考依据。     

大伙房水库入库径流变化特征分析

以大伙房水库1959—2016年的年径流量资料为基础,采用变差系数、滑动平均法、距平法、Kendall秩次相关法等,分析大伙房水库入库径流量的年际变化特征。研究表明,年径流丰枯交替出现,在1974年之前,丰枯交替,基本持平,历时时段较短,基本为3～4 a;1974年—1983年基本为枯水年,1984年—2004年,与前期相比,丰枯历时时段增长,基本以10 a为1个周期,进行丰枯交替。2005年以后丰枯交替比较频繁。入库径流整体呈现出不显著的上升趋势。径流量主要集中在6—9月,其中7—8月,占年径流量的53.4%。     

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%。     

祁连山区三大内陆河近50年来出山径流特征分析

利用祁连山区三大内陆河的出山径流控制站——杂木寺、莺落峡和昌马堡水文站1956-2006年的实测月年径流数据系列,应用数值分析、Mann-Kendall非参数检验、Hurst指数分析等多种方法,分析了祁连山区出山径流近51年的年际变化特征。结果表明:三大水系的径流年际变化中,都存在突变时刻,但具体年份不同;径流总趋势为石羊河在减少,特别是20世纪90年代的降幅很大,黑河和疏勒河为增加的趋势,疏勒河在1997年发生了由小变大的显著突变;指数分析表明黑河的持续性最强,石羊河最弱。     

叶尔羌河径流演变规律与变异特征

科学认识气候变化与人类活动影响下,以径流为主要指征的水循环过程及其变化,是合理利用水资源的前提,对于认识水文机理,应对径流变化具有重要价值。选取干旱区内陆河流叶尔羌河卡群断面1957-2015年长系列实测月径流系列、1962-2015年长系列实测月气温与降水系列,采用年内分配完全调节系数Cr、年内分配不均匀系数Cn、相对变化幅度Cm、集中度Cd、集中期D、年际径流均值、最大流量及出现时间、最小流量及出现时间、年际极值比等多指标,运用Mann-Kendall法、累积距平法、R/S法、排列熵法等多方法,揭示叶尔羌河径流演变规律与变异特征,并进行归因分析。结果表明:近60年来,叶尔羌河流域径流量年内分配趋均匀化、年际变化呈显著增多趋势且为正持续性,其中1957-1961年和1993-2015年为显著径流增加时段;Mann-Kendall法与排列熵法均证实了1997年为该径流序列的突变点也为变异点;气温,特别是夏季7-8月平均气温(相关系数为0.81)为叶尔羌河径流量变化的主要影响因素。     

漳河上游径流变化特性分析

海河流域人口密集、水资源短缺,分析河川径流演变对支撑社会经济稳定发展具有重要意义。以海河流域漳河上游为研究对象,基于1958-2012年的实测径流资料,利用Mann-Kendall趋势和突变分析、丰平枯水年划分系统分析了径流的年际年内演变特性。结果表明:近50年来,漳河上游实测径流呈现显著减少趋势,实测径流量系列在1980年前后发生突变,突变后,枯水年出现频次急剧增加,年际变差系数有增大趋势,各月径流量总体减少,而汛期径流的减少程度尤为剧烈。日趋减少的径流量反映当地水资源将面临更大压力和挑战。     

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%。     

白山流域春季径流影响因素及作用机理识别

我国北方流域春汛来水水源组成多元,影响径流过程的因素众多,且各因素的作用过程复杂,给春汛来水预报带来了挑战。春汛是白山流域第二个集中来水期,准确的春汛预报是科学合理制定水库调度方案的前提和基础,既可以保证农业供水需求、航运用水需求,又能为后期防汛预留库容,实现水资源高效利用。依托白山水库1958—2016年春季长系列日入库流量过程资料,通过Eckhardt递归数字滤波法进行基流分割并绘制基流比过程,根据基流比过程演化趋势将春季径流的水源组成划分为融雪产流、冻土条件下融雪、降雨产流和冻土条件降雨产流等3个阶段。多年平均状况下,白山流域融雪产流开始日期为3月28日,冻土条件产流开始日期为4月28日,融雪产流结束日期为5月20日,冻土消融日期为6月15日;多年平均状况下,融雪产流历时为28 d,冻土条件下融雪、降雨产流历时为26 d,冻土条件下降雨产流历时为24 d。以白山流域内3个气象站1960—2016年日降雨、温度、辐射和风速数据为影响因素,以白山水库日入库径流量(径流深)为目标变量,在融雪产流期(3月28日—5月20日)内,采用全局灵敏度分析法识别出日总辐射和平均风速无时滞效应、最低温度具有1 d的时滞效应、平均温度和最高温度具有2 d的滞后效应,继而识别出基于时滞的日总辐射、平均风速、平均温度和降水为融雪产流的关键影响因素;采用遗传算法拟合融雪产流经验公式,1960—2010年校准期内模拟精度较好,在径流系数小于等于1时和大于1时,拟合优度分别为97.1%和77.5%,平均相对误差为7.5%和22.5%,效率系数分别为96.8%和71.2%;在2011—2016验证期内,在径流系数小于等于1时和大于1时,拟合优度分别为99.3%和99.8%,平均相对误差分别为7.4%和16.8%,效率系数分别为97.8%和94.6%。     

1955-2014年黄河内蒙古河段水沙变化特征分析

深入剖析黄河内蒙古河段水沙变化特征是研究黄河治理方略、水沙资源配置及重要水利工程布局的前提和基础。为此,以1955-2014年黄河内蒙古河段3个主要水文控制站（巴彦高勒站、三湖河口站、头道拐站）长时序水沙数据为对象,采用水沙年内不均匀性、集中度及变化幅度等指标值,及Mann-Kendall趋势检验和小波分析法,深入探讨了内蒙古河段水沙年内分配与年际的变化特征。结果表明：黄河内蒙古河段水沙序列年内变化表现为输沙量的不均匀程度和集中度比径流量的大,各站径流量集中期多在8、9月,输沙量集中期基本全在8月;水沙序列年际变化表现为水沙量呈显著减少趋势,水沙序列具有多尺度振荡的特点,存在着年际尺度和年代际尺度的周期变化规律。     

1950—2016 年赣江径流量变化特征及其影响因素分析

为了阐明赣江径流近50 多年的变化特征及影响因素,以赣江外洲水文站1950—2016 年水文资料为基础,利用距平累积法分析赣江径流年际变化特征,结合 Mann － Kendall 检验法和滑动 T 检验法对赣江径流特征进行突变性检验,采用 Morlet 小波分析法对径流序列进行周期性分析,并对导致赣江径流序列产生这种特征及其变化趋势的原因进行了讨论。结果表明: ( 1) 赣江 10a 径流量呈现增加趋势,10a 径流量最小值发生在20 世纪60 年代,最大值发生在2010—2016 年; ( 2) 1962—1963 年和 2010—2011 年的赣江径流累积距平和年均径流量均呈现显著下降状态,且前者的变化特征比后者更加显著; ( 3) Mann － Kendall 检验结果和滑动 T 检验结果均表明赣江年均径流在 1991 年前后存在着明显的突变性特征; ( 4) 17a、6a 和3a 这 3 个周期的波动控制着赣江外洲水文站在1950—2016 年这整个时间域内的变化特征; ( 5) 赣江径流受气候变化和人类活动共同作用,气候变化主要影响径流长期 变化趋势,径流变化的突发点与人类活动关系更大。研究结果可为鄱阳湖流域赣江水资源科学、合理的规划及利用提供一定的参考依据。     

渭河上游河川径流演变特性分析

为了研究渭河上游径流演变特性,以林家村等5个水文站近50 a的实测径流序列为基础,采用Mann-Kendall趋势分析法(M-K法)和R/S法分析了径流演变趋势。结果表明：渭河上游径流年内分配在20世纪50年代较为集中,60~90年代相对均匀;径流年际变化较大;径流量总体呈下降趋势,且趋势性较为显著。研究成果为渭河流域水资源开发利用、调度管理和生态环境保护提供一定参考。