泾慧渠灌区近70年降雨演变规律分析

以泾慧渠灌区为研究对象,基于张家山水文站近70年（1941-2013）降雨资料,运用差积曲线法、Mann-Kendall和滑动T检验法等,分析了该地区降雨特征及演变规律。结果表明：该灌区在1945-1984年处于丰水期,1984-2013年为枯水期,多年平均降雨呈不显著下降趋势,并在1986年发生突变现象。     

海口市极端降雨事件演变趋势分析

城市暴雨内涝与极端降雨事件息息相关。为揭示城市暴雨内涝成因,利用海口站1953-2012年日降雨量资料,采用线性倾向估计法、Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析法等探讨了海口市极端降雨事件演变规律。结果表明:近60年来海口市极端降雨指标均呈现出上升趋势,但极端降雨日数上升趋势较弱,短历时暴雨强度增加,对城市内涝带来较大压力;极端降雨事件的突变年份在2007年附近,暗示海口市在2007年附近对土地的开发利用是一个节点;海口市降雨周期性不是很显著。     

浏阳河流域降水时空演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平联合滑动t检验和Morlet小波分析等方法,分析了浏阳河流域1969~2013年的年、汛期和非汛期降水的演变规律。结果表明:(1)45 a来,年、汛期降水量呈非显著性下降趋势,非汛期降水量呈非显著性上升趋势。(2)年降水量的空间分布存在不均衡性,降水量总体从东北部向西南部逐渐减少。(3)年、汛期降水量均在1992年发生显著性均值突变,非汛期降水量突变不显著。(4)年降水量均存在27 a左右主周期,汛期和非汛期降水量在时间尺度上的相位变化与年降水大体一致。研究结果可为浏阳河流域气候分析和气候预测提供参考。     

三江源区径流演变规律分析

通过线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验、累积距平、滑动t检验和Morlet小波分析等方法分析了三江源区1956—2012年的年径流量演变规律。结果表明: 57 a来直门达、吉迈和香达站的年径流量呈上升趋势,唐乃亥站的年径流量呈下降趋势,直门达站的年径流量通过显著性检验;直门达和吉迈站均在2004年发生显著性均值突变,其余站点突变不显著;三江源区年径流量均存在6~8 a和23 a左右的主周期,以23 a左右时间尺度上的信号最强,周期相位变化均存在3个偏多期和2个偏少期。研究结果可为我国中下游的水资源保护与管理提供参考依据。     

长江上游降水特征及时空演变规律

基于长江上游1960年-2014年80个国家气象站的降水量资料,统计分析了长江上游降水量特征,并且通过绘制空间分布图,采用Mann-Kendall法、Pettitt法、Morlet小波分析法检验降水量时间序列,综合分析了长江上游降水量的时空演变特征。结果表明,长江上游1960年-2014年多年平均降水量为900.8mm,平均年降水总量为8 925.1m~3,降水量年际变化大,年降水量极值比为1.5,冬季极值比达3.9,降水量年内分布很不均匀,汛期占80%以上;空间上,长江上游降水量呈现东南部降水量大,西北部小的分布特征;时间上,长江上游年降水量总体上呈现显著的下降趋势,年降水量在1985年发生了突变,长江上游年降水量变化周期由强到弱依次为28a、13a、8a,各分区变化周期以28a为主。     

密云水库产水区降雨时空变化趋势分析

为分析密云水库产水区降雨变化趋势,基于产水区内38个雨量站1956—2005年长系列日降雨资料,采用Mann-Kendall检验法对区域1 d、3 d雨量极大值及汛期7、8月与年平均降雨量的变化趋势进行了显著性分析,并探讨了其空间分布。结果表明,产水区在汛期7、8月降雨有明显的衰减趋势,趋势显著性站点基本遍布区域全范围;产水区年平均降雨、1 d及3 d雨量极大值变化也表现出衰减趋势,主要集中于黑河、汤河及河北境内白河地区,北京境内雨量变化趋势不明显。     

湘江株洲水文站近60年降雨特性分析

降雨是湘江水资源量的主要来源,其变化趋势对水资源的开发利用和合理配置有着重要意义。利用1955—2016年湘江株洲水文站降雨序列资料,采用数理统计、线性趋势、5 a滑动平均法、Mann-Kendall突变检验、滑动t突变检验和小波分析法分析区域降雨特性。得出以下结论:近60 a来湘江株洲水文站降雨年内分配不均,但有规律,多年年均降雨量主要呈现丰枯交替变化过程,总体呈上升趋势显著。多年平均降雨天数虽呈波动变化,但总体趋势表现平稳。多年年均降雨量和降雨天数在14 a和20 a左右时间尺度上的周期振荡最强。2016年后短时间内降雨量和降雨天数会相对减少,随后又会增加。研究结果可为湘江流域水资源变化特征研究、水资源规划管理、防涝抗旱、农牧林业生产提供数据支持。     

海南省牛路岭水库流域极端降水时空演变研究

基于11个雨量站1979—2020年降水资料,采用Mann-Kendall趋势检验、滑动t检验、小波分析的方法对牛路岭水库流域8个极端降水指标的空间分布、趋势、突变和周期性进行分析。结果表明：(1)流域PRCPTOT、SDII、R50、R100从上游到下游逐渐增加,其余指标空间分布无显著规律;(2)8个极端降水指标趋势分化,未通过MK检验,PRCPTOT、CWD、R50、R99PTOT呈增加趋势,其余指标呈减少趋势;(3)流域PRCPTOT、SDII、R50、R100突变点为2008年,CWD、Rx1day、Rx3day突变年份分别为1999、1998、2006年,R99PTOT在1998、2015年发生2次突变;(4)流域8个极端降水指标均存在2个或3个周期信号。其中,除了R100和R99PTOT,其余6个极端降水指标时间尺度周期第一、第二周期平均周期分别为19、14 a, R100、R99PTOT第一、第二周期平均周期分别为10、19 a。     

长江源区降水时空演变规律

基于长江源区1956—2016年8个测站的逐日降水数据,采用集中度、集中期、Mann-Kendall趋势检验和滑动T检验法等统计方法,分析了长江源区近60 a来降水量序列的空间分布特征、年际和年内变化趋势、突变和周期变化特征等。结果表明:① 长江源区降水量呈现明显的增加趋势并通过显著性检验,增加速率10.2 mm/(10 a),多年平均降水量为344.8 mm;②长江源区的降水量在时间维度上存在显著的不均匀现象,多数聚集于为6—9月份,约占全年降水量的81.1%;③长江源区的降水量序列在1997年发生显著性突变,降水量变化存在25 a左右的第一主周期,第二、第三周期分别为3 a和10 a;④长江源区内各站点年降水量增加趋势空间变异性较大,总体呈现通天河上游降水量增加速率大于下游。研究结果可为长江流域水资源可持续利用和生态安全提供重要的科学依据。     

长江上游甘孜流域历史降雨时空变化分析

以长江上游甘孜流域为研究对象,采用一元线性回归法对流域3个降雨站点的降雨数据进行趋势分析,采用M-K检验分析其突变年份.结果表明,流域内降雨整体呈现增长趋势,流域降雨量从上游到下游逐渐增加,上游、中游和下游的年降雨量分别以0.684,1.9553,0.8313mm/a的速度增长;上游站点降雨突变年份为1982,2011...     

珠江上游流域近55年气温变化特征分析

采用线性回归、Mann-Kendall检验及小波分析等方法,对珠江上游流域1954-2008年气温系列进行研究分析。结果表明:①近55年来,珠江上游流域多年平均气温呈显著上升趋势。在空间上,气温上升显著的区域主要集中在红水河、柳江、桂江、贺江、黔浔江、西江梧州以下及北江流域。年平均气温存在3、7、17和43 a左右的主周期。②从各季节气温变化看,夏、秋两季气温上升显著,冬、春两季上升不显著。各季节平均气温周期和年平均气温周期大体一致,均存在3、7、18和40 a左右的主周期。该研究结果对进一步研究珠江上游流域气候及其未来气候预测具有重要意义。     

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。     

1956—2018年太湖流域降水统计特征及演变趋势

基于太湖流域133个代表性雨量站1956—2018年实测日降水资料序列,采用P-Ш型频率曲线、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法进行太湖流域及其水利分区降水演变趋势诊断及统计特征分析。结果表明：1956—2018年太湖流域年降水以0.557 mm/a的速率缓慢增长;太湖流域及其水利分区降水演变特征不一致,东南部平原区的降水波动大于西北部山丘区;各水利分区不同频率设计暴雨中百年一遇设计雨量空间分布差异性最大,其中最大7 d降水量表现最显著,最大3 d降水量次之,最大1 d降水量最弱;各水利分区年降水量的增长幅度不同,流域东北部变幅为每10 a 17.3～33.0 mm,西南部为每10 a 3.30～22.2 mm,整体呈自东向西逐渐减弱的趋势;太湖流域及其水利分区年降水呈现多尺度周期变化,35～62 a周期变化最显著。     

兰州市1951—2015年降水量变化特征研究

为了解兰州市降水量的变化特征,利用兰州气象站1951—2015年月降水量序列数据,采取线性倾向估计法、滑动平均法、累积距平法、Mann-Kendall非参数检验法及Morlet小波分析等方法分析兰州市近65年来年降水量及各季降水量的变化特征。研究结果表明：近65年来兰州市年降水量总体呈波动式下降趋势,倾向率为-8.20 mm/10年。4季中除冬季降水量呈略微上升趋势外,其余3季降水量均与年降水量变化趋势相同,呈波动式下降趋势。年降水量于1979年发生由增多至减少的突变,各季降水量变化同样存在若干突变点。兰州市降水量变化存在多时间尺度效应,其中年降水量变化的第一、第二及第三主周期分别为46年、32年及14年。目前处于第一主周期降水偏丰阶段,且在未来5~7年内仍将处于偏丰状态。研究成果可为兰州市农业生产活动提供一定的科学依据。     

考虑场次降雨年际变化特征的年径流总量控制率准确核算

降雨资料的合理选取是进行年径流总量控制率统计分析的重要基础,直接影响到年径流总量控制率-设计降雨量对应关系的准确性。本文以北京市海绵城市试点区1951—2016年长序列场次降雨数据为例,定量分析了场次降雨划分方法和场次降雨序列年际变化对年径流总量控制率的影响。结果表明,较人为划分的日降雨数据而言,场次降雨数据能够更加真实地反映场次降雨特征。日降雨数据计算得到的设计降雨量整体偏低约14%,对于85%的年径流总量控制率条件,设计降雨量偏低5.9 mm。通过对6个场次降雨特征值进行M-K突变和趋势检验,将北京市海绵城市试点区的场次降雨序列划分为3个阶段,针对各阶段分别核算年径流总量控制率-设计降雨量关系,进而得到较为全面和客观的年径流总量控制率变化区间。因此,在数据资料允许的条件下,年径流总量控制率的核算应基于场次降雨数据进行,并在识别场次降雨序列年际变化特征的基础上,确定合理的年径流总量控制率变化区间,提高年径流总量控制率-设计降雨量对应关系计算结果的科学性,确保最优的海绵城市建设效果与合理的工程建设投入。     

中国不同月份暴雨的多属性时空演变特征及区域差异(1961-2016年)

为了诊断变暖背景下中国不同月份暴雨多属性时空差异特征,采用1961—2016年中国545个气象站点的日值降水数据,利用线性回归、变异系数和图谱对比分析等方法,从气候态特征、变化趋势和年际变异3个方面诊断了中国不同月份的暴雨雨量和雨日的时空变化特征。结果表明:(1)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日在对应月份具有相似的空间分异特征。暴雨雨量和暴雨雨日的高值区1—7月份逐渐从东南沿海向西北内陆扩张,但主要分布在胡焕庸线以东地区;8—12月份则从西北地区向东南沿海地区缩减;胡焕庸线以西地区的暴雨雨量和暴雨雨日在不同月份分布较少。(2)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日的变化趋势时空分异特征基本一致。5—8月份是中国暴雨雨量和暴雨雨日变化趋势最显著的月份,主要分布在东南季风区,且以增加趋势为主;西北地区的暴雨雨量和暴雨雨日的趋势则在不同月份变化较小。(3)1961—2016年中国不同月份的暴雨雨量与暴雨雨日的年际变异特征相似。其中北方地区在4—10月份波动特征较大;南方地区则在1—3月份、11—12月份波动较大。暴雨雨量和暴雨雨日波动较大的高值区随月份发展逐渐从东南向西北、东北和西南地区扩张,且东南地区的波动趋于减小,随后再从西北、东北和西南地区向东南地区缩减,同时伴随东南地区波动增大。研究对于防洪减灾和水资源规划与利用具有一定的参考意义。     

基于经验模态分解与传统水文分析法的降雨序列研究

为研究经验模态分解(EMD)法和传统水文分析方法在水文时间序列研究中的特点,以陕西省榆林市1951—2017年降雨时间序列为例,对该数据的趋势性和周期性成分进行了分析对比。结果表明:传统的Mann-Kendall(M-K)检验法与EMD方法都可反映出水文序列的趋势及转折点,且两种方法所得结果相似,反映出榆林市降雨量先增后减的变化趋势,但转折点时间有所差异。EMD方法与M-K方法得到的趋势项结果呈现形式不同,EMD方法所得趋势线可更加直观地表现原始序列的升降情况。周期性成分分析方面,榆林市年降雨量与夏季降雨量具有相同的周期规律。EMD方法所得模态相较于傅里叶分析法所得频谱更为丰富,但各模态所对应周期不明确,也难以对应实际的物理意义。EMD方法可作为传统水文分析方法在趋势分析及周期成分提取时的有效补充。