60年来西汉水流域降水径流演变特征及影响分析

西汉水为长江流域嘉陵江上游重要支流,为深入并真实反映该流域水文特征,采用流域内水文站1956～2016年实测资料对径流进行还原分析计算,利用Mann-Kendall检验、累积距平流、有序聚类等方法,研究了西汉水流域降雨径流演变特征。结果表明:西汉水流域降水、径流均呈递减趋势,降水减少趋势不显著,径流减少趋势显著;降水主要突变点在1993年,次要突变点在1968年和1977年,径流变化主要突变点在1993年,次要突变点在1968年;突变时间点与流域开发利用节奏基本一致,有效表征出人类活动对流域径流的影响。     

小清河流域汛期多年降水变化趋势

以黄台桥水文站为出口断面的小清河流域作为研究区,根据流域内5个雨量站1977-2014年日降水资料,首先采用非参数Mann-Kendall法对流域内各站多年汛期降水变化进行趋势分析,并用Morlet小波分析流域汛期降水的周期变化;其次使用Mann-Kendall检验法并结合滑动t检验、有序聚类法及Yamamoto法进行突变检验;最后使用Hurst指数法对流域各站点降水未来趋势进行预测。研究结果表明:流域内各站点汛期多年降水变化呈现增加趋势,但变化趋势并不显著;流域汛期降水变化存在22a左右的主周期;突变分析表明汛期各站点降水的突变年份并不完全相同,而预计汛期降水量的未来变化将呈现出微弱的上升趋势。     

近55年珠江上游流域降水演变规律

采用线性回归、5年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954年-2008年降水序列进行研究分析。结果表明:近55年来,珠江上游流域年降水量总体呈不显著增加趋势;各季节降水均呈现无显著变化趋势;除1月降水增加显著外,其余各月均无明显趋势变化。流域各站点的年、季节降水趋势基本上也无显著变化。除年降水量在1963年发生了显著突变外,季节和大部分月降水均无显著突变发生。年和季节降水量的相位变化时间尺度大体一致,均存在多年尺度的变化特征。     

黑龙江省八五三农场近50a降水特征分析

为揭示黑龙江省八五三农场降雨量的变化规律,利用农场近50a(1959-2010年)的月降水量,通过线性趋势分析法、滑动平均法、累积距平法、年际极值比、Mann-Kendall(M-K)突变检验法,分析了农场年降水量和季节降水量的变化趋势及其突变点。研究结果表明:(1)八五三农场的年降水量在研究时段内,总体上呈减少的趋势,且年际变化较显著;对于各季节降水量,夏季下降趋势比较明显,冬季上升趋势显著,春季和秋季基本无趋势变化;(2)M-K突变分析显示,年降水量突变趋势明显,存在1986年和1999年2个突变点;而该区域四季降水突变点较多,其中春季和冬季上升趋势明显,夏季和秋季的下降趋势较明显。     

降水和人类活动对荒漠草原型流域径流的影响

研究降水和人类活动对径流的影响,对水资源合理开发利用具有重要意义。以艾不盖河流域作为典型的干旱荒漠草原型流域,根据57年降水和径流数据,采用线性回归法和距平百分率法分析其变化趋势,采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验方法识别径流突变点,建立天然条件下降水和径流的线性回归方程,对降水和人类活动对径流的影响做定量研究。结果表明,径流的年际变化幅度远大于降水,降水量下降趋势不显著,径流量下降趋势显著,径流受降水和人类活动共同影响;1968年为径流突变年,人类活动对径流的贡献率大幅增加并大于降水,成为影响径流变化的主要驱动因素。     

雅砻江流域近60a径流趋势特征分析

为揭示雅砻江流域年径流趋势变化特征,综合运用Mann-Kendall法、累积距平曲线检验法、滑动t检验法以及R/S法等方法对锦屏水文站近60 a(1954~2013年)年径流量进行计算分析,总结出年际径流突变年份以及趋势特征,并采用线性回归法对突变年进行突变成因分析。结果表明:受降水和下垫面等因素影响,1967年为突变年,该年前后径流趋势呈显著突变,且在未来年份中年径流有递增趋势。研究结果可为调度人员掌握雅砻江流域水文特性提供参考,进而指导下游水库群联合调度工作。     

50年来灞河流域降水变化特征分析

为了更加深入地了解灞河流域气候变化特征,利用灞河流域近50 a的降水观测数据,运用滑动平均法、R/S分析法、Mann-Kendall突变检验法及小波分析法分析了灞河流域年内、年际降水的变化趋势、突变时间及降水的变化周期。结果表明:1958—2012年降水呈波动下降趋势,未来几年降水仍然呈下降趋势;年内降水分配极不均匀,主要集中在7—9月份,春季和秋季降水呈明显下降趋势,夏季和冬季降水呈微弱上升趋势;四季降水Hurst指数均＜0.5,降水序列具有反持续性和负相关性;年降水有明显突变特征,突变时间为1989年,春、夏和秋季有明显的突变点,突变时间分别为1994,1979,1985年,冬季降水无明显突变点;年降水及四季降水序列的变化周期基本在22～29,13,4～8 a的时间尺度上浮动,不同尺度上周期性变化差异较大。     

基于Mann-Kendall的海南岛降水变化趋势及突变分析

通过应用Mann-Kendall检验法对海南岛18个水文气象站1986—2015年的逐日降水观测资料进行分析,并辅以滑动t检验分析,发现海南岛平均年降水量、汛期降雨量、最大1 d降雨量总体呈上升趋势,但趋势不显著。2002年、2006年和2007年为海南岛年降水量突变点,2006年为海南岛汛期降雨量突变点。     

1961～2021年舟山群岛年降水序列变化趋势及突变分析

为研究舟山群岛多年降水变化特征,选取舟山岛、金塘岛、六横岛、岱山岛、衢山岛、泗礁岛等6个较大岛屿,结合各岛屿1961～2021年的降水观测数据,分别采用去趋势预置白Mann-Kendall检验法、Pettitt法进行趋势分析和突变分析。结果表明：各岛屿的年降水量整体上均呈增长趋势,多年平均降水量空间分布呈现出自西向东、自南向北递减的规律。结果表明：舟山岛降水序列变化趋势最显著,金塘岛最不显著,除金塘岛外的其他岛屿自20世纪70年代开始年降水量均已表现出了增长趋势,其中,1993～2002年间的降水量增长趋势最为显著;突变检验结果显示各岛屿的降水序列均存在显著突变点,所有岛屿突变后的多年平均年降水量均比突变前有所增加,舟山岛增幅最大,金塘岛增幅最小。     

江苏省主汛期降水特征分析

根据江苏省1951—2020年的月降水资料，采用Mann-Kendall检验、滑动T检验和小波分析等方法，对江苏省主汛期（6—9月）降水的趋势性、突变点与周期性进行分析。研究表明江苏省不同城市按月降水量的峰值特征可分为3类，各区域主汛期月平均降水量年际上呈现增长趋势，但变化趋势并不显著；各区域主汛期月平均降水量在2013年前后发生较为明显的变异，变异后的降水量呈增加趋势；各区域主汛期月平均降水量具有较为相似的周期变化过程，第1主周期均为13 a左右。     

基于水热耦合平衡方程的六冲河上游流域径流变化归因分析

以贵州省六冲河上游流域为研究区域,首先通过Mann-Kendall检验和Pettitt法对六冲河七星关站年径流变化进行趋势和突变分析,找出突变点,再运用水热耦合平衡方程对突变点前后径流变化进行归因分析,通过对降水、潜在蒸散发以及下垫面的弹性系数进行敏感性分析,最后计算出降水、潜在蒸散发以及下垫面对径流变化的贡献率。结果表明:六冲河上游径流深在1971—2009年呈现显著下降趋势,在1986年发生显著突变,比较降水量、潜在蒸发量和下垫面指数对径流变化的敏感性,发现降水量弹性系数最大,其次是下垫面指数,最后是潜在蒸散发,表明径流对降水量的变化最为敏感,计算三者对径流显著减少的贡献程度,发现降水减少对径流减少的贡献率高达113.3%,其次是下垫面变化的影响,贡献率为14.4%,最后是潜在蒸散发增加带来的影响,贡献率为-27.7%。     

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。     

榆林地区降水特征分析及降水量预测

依据榆林地区1951—2015年逐日降水资料,应用Mann-Kendall非参数方法(M-K法)、改进后的有序聚类分析法等方法综合分析榆林地区的降水特征,对比改进前后的有序聚类法对突变点识别的精度,并结合加权马尔科夫链及模糊集理论对其未来10 a的降水量进行预测。结果表明：榆林地区降水年内分布极为不均,M-K法求得的春、夏、秋、冬统计检验量Z值分别为0.861、0.503、1.358、6.960,说明年内降水量的趋势检验结果与线性趋势分析的结果吻合,其多年年际变化Z值为1.40,呈递增趋势;改进后的有序聚类法识别的降水突变年份较改进前更加精确,计算结果表明降水量在2000年和2011年发生突变;加权平均马尔科夫链及模糊集理论预测未来10 a内的降水量呈增加趋势,预测降水量均值为433.2 mm,增加幅度为47.0 mm/10 a。     

沙河流域气候变化趋势突变分析

基于Mann-Kendall检验和R/S-Hurst指数法,对沙河流域52年的风、温、湿、压、降水等主要气象水文数据的时间序列进行趋势分析和突变点检验,结果显示:沙河流域年平均气温呈现出显著的上升趋势,年平均相对湿度和年平均风速的时间序列呈现显著的下降趋势,气压的时间序列变化规律不明显;气温在1993年前后该序列出现了突变上升,降雨则在1998年出现突变;未来沙河流域年平均气温仍将持续升高,具有持续性较强的上升趋势,降雨则表现出微弱的变化趋势。     

岷江中上游及青衣江流域近50年来降水变化特征分析

利用岷江中上游及青衣江流域内松潘、成都、雅安、乐山4个气象站点1951-2001年共51年的降水资料,运用Mann-Kendall秩次相关检验法、Morlet小波变换等方法,分析了降水变化特征.结果表明:①4站年内降水集中在汛期4-9月,均占全年降水的80%以上.②4站年降水量的年际变化趋势不明显,松潘站在1958-1975和1985-2001两个时间段内降水减少,减少趋势不显著;雅安站降水呈一致减少趋势,但趋势不显著;成都站从1969年降水开始减少,且1996-2001年降水减少趋势显著;乐山站从1967年开始降水呈减少趋势,且1991-2001年降水减少趋势显著.③松潘和乐山站的降水量存在明显的年际和年代际振荡周期,而稚安和成都站的年代际周期不明显.     

四平市降水量变化特征研究

为了解四平市降水量变化特征,利用气象站1992-2019年日降水量序列数据,采取线性趋势法、5年滑动平均法、累计距平法,分析年降雨量、四季降雨量及各月降雨量。通过Mann-Kendall突变检验,分析四平市年降雨量及季节尺度的突变。研究结果表明,四平市近28年的年降水量呈上升趋势,年际降水量波动,Mann-Kendall趋势分析后发现其上升变化未通过95%置信度的检验,年降水量和秋季降水量均发生5次突变;四季降水量均呈不显著上升趋势,但是上升幅度不同,春季降水量共发生3次突变,夏季在1999-2000年发生一次突变,冬季最早在1999-2000年发生突变,之后发生2次突变;四平市各月降水量中8月份降水达到峰值,在时间尺度表现为春冬枯、夏秋丰。     

黄河源区气候变化特性分析

全球气候变化改变了水资源现状,黄河源区因其径流量偏枯的状态使得气候变化因素研究尤为重要。为研究黄河源区气候变化特性,选取12个国家气象站点1960-2016年近60年气温与降水量资料,综合分析黄河源区年内与年际气候变化特性。运用有序聚类分析法、Mann-Kendall检验法、滑动t检验法、线性趋势法、Spearman秩次相关检验法和Morlet小波分析法,得到最终结论:黄河源区四季均温增长态势均显著,冬季增长幅度最大;降水量在春、冬季呈显著增长态势,而夏秋季无明显下降趋势。年均气温序列突变点为1997年;降水量无明显的突变点。年均气温呈显著的递增趋势;而降水量序列无明显的递增趋势。年均气温存在着10、5与23a的年际变化周期情况;降水量存在着28、11与8a的年际变化周期情况。     

新疆极端降水事件时空变化特征研究

基于新疆1960—2011年的日降水量数据,选取持续干燥指数、持续湿润指数、年总降水量、强降水天数、强降水量、1 d最大降水量、5 d最大降水量和普通日降水强度8个极端降水指标,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验及主成分分析法研究新疆极端降水的时空分布特征及演变趋势。结果表明:时间变化上,新疆极端降水的持续湿润指数均呈上升趋势,持续干燥指数呈下降趋势,表明新疆降水量总体呈增加趋势;空间变化上,南疆、北疆极端降水指标的年际变化表现出明显差异,北疆湿润指数大、年际变化率大,南疆湿润指数小、年际变化率小;极端降水指标基本上在1986年、1987年发生突变,各指标突变前后的变化率存在明显差异;时间上的主成分分析表明降水量整体增加,干燥程度下降;空间上的主成分分析表明,北疆降水量多于南疆,南疆较北疆干旱。     

皇甫川流域降水基流特征及其响应关系

采用不同方法对黄河中游典型黄土丘陵沟壑区皇甫川流域1954—2012年的日流量进行基流分割,可知Eckhardt数字滤波法及其与改进最小滑动法结合使用所得基流值较为合理。多种方法分析表明,流域年内降水分配不均匀,主要集中于夏季,冬季少雨,且夏、秋季呈显著变化趋势;多降水年、普通降水年及少降水年的雨量空间分布均不一样,年际面降水量无明显突变点,表现为波动变化;流域基流呈显著下降趋势,1999年为突变点,2010年11月—2011年12月间基流出现断流。通过分别比对基流—气温和基流—降水数据的变化过程、变化趋势,结合基流—降水双累积曲线,发现基流与气温间相关关系较弱,降水是影响基流变化的次要因素,在全球气候变化背景下,人类活动的增强是促使基流变化的主要因素,人类活动和降水变化的共同作用导致皇甫川流域基流整体呈下降趋势。     

松花江流域径流变化特征及趋势分析

利用松花江流域主要代表水文站江桥、扶余、哈尔滨和佳木斯站1955—2006年径流资料。采用距平累积法和Mann-Kendall法等分析了松花江近50多年来径流变化特征和趋势,结果表明：松花江各流域站点径流年际变化按照时间序列可以划分为若干个枯水段和丰水段,嫩江、第二松花江和松花江干流的径流量均有下降的趋势,其中松花江干流的下降趋势较为明显,而嫩江和第二松花江径流量的减少相对不显著。