塔里木河流域上游三源流径流变化趋势分析

以塔里木河流域上游三源流的阿克苏河、叶尔羌河、和田河为例,基于1957-2008年的年径流资料,运用趋势检验和小波分析方法分析了塔里木河上游三源流径流的变化趋势,揭示了流域径流的演变规律,得出以下结论:①塔里木河上游三源流的年径流变化趋势并不一致。其中,阿克苏河和叶尔羌河年径流表现出增加趋势,而和田河年径流量则表现出轻微的下降趋势。②塔里木河流域上游三源流年径流序列的主周期尺度并不一致。③塔里木河上游三源流年径流序列的丰枯变化与时间尺度密切相关,随着主周期尺度的降低,发生突变的年份会不断增加。④塔里木河流域年径流序列小波系数等值线分布比较密集,存在明显的小波系数高低值中心震荡。流域内年径流量在不同的时间周期尺度范围内均存在多个"丰枯"交替。     

鄱阳湖近60年天然入出湖径流特征分析

依据鄱阳湖流域“五河”7个入湖控制水文站及出湖湖口站观测资料,对其中人类活动影响较大的李家渡、柘林站进行径流还原,得到7个入湖站和出湖站1953～2011 年天然径流序列。综合采用多种方法对各站径流序列进行了分析。结果表明：李家渡站年径流量比以往研究结果增加25%左右,且枯水期增加更明显,与上游站点天然径流演变规律更具有一致性;“五河”各站天然径流量的年际变化和年内分配总体上具有相似性;入、出湖各站径流年内分配极不均匀;1953～2000年,入、出湖各站径流均呈现小幅度上升趋势,但21世纪以来各站径流量处于下降趋势;各站年径流序列存在33~35 a的变化主周期,与流域年降水量变化主周期基本一致。研究结果可为鄱阳湖流域水资源的合理开发和科学管理提供参考依据。     

东江流域径流周期变化规律的小波分析

为研究东江流域径流变化周期,采用Morlet连续小波变换,对东江干流龙川站和博罗站45 a(1956—2000)的年径流时间序列变化特征进行多时间尺度分析,揭示出东江流域年径流在不同尺度下的时频变化特征及多尺度变化、主周期变化、大小尺度嵌套和总趋势变化等规律,并应用小波系数实部过程线和小波方差进行了检验。结果表明,东江流域年径流变化呈现多尺度性、主周期性、同步性和总趋势增加的规律。     

赣江径流特征及其变化趋势分析

为了解赣江河川径流特征和趋势变化,利用流域上、中、下游主要水文站1961~2010年的年、月径流资料,采用不均匀系数、集中度和集中期、滑动平均法等,对流域径流年内分配特征,年、月径流变化规律及趋势进行了研究,并用Mann-Kendall法对径流长期变化趋势进行了分析检验。结果表明：赣江流域内各站不同年代径流不均匀系数、完全调节系数等总体呈减小趋势;径流集中期在时空分布上没有明显的差异;近50 a来,各站年径流量均呈弱上升趋势;各站年径流Mann-Kendall检验总体趋势基本相似,但干支流、上下游在变化幅度和局部过程上略有不同。     

1960- 2012 年湄公河干流径流时空演变

根据湄公河干流清盛、琅勃拉邦、穆达汉、上丁 4 个代表性水文站 1960 - 2012 年的实测日径流资料, 采用 M ann2kendall 趋势检验法、Pettitt 突变检验法和不均匀系数 CV , 分析了年径流、汛期和枯期径流、月径流和极值径 流等水文要素的演变特征。结果表明, 清盛、琅勃拉邦、上丁三站年径流呈下降趋势, 穆达汉站年径流为上升趋势, 其中穆达汉站年径流在 1994 年发生显著突变; 各站汛、枯期径流比值均呈下降趋势, 汛、枯期径流分配差异趋于减 小; 各站年内分配不均匀系数 CV 均为下降趋势, 其中清盛站和上丁站下降趋势达显著水平, 各站径流年内分配过 程趋于均匀; 清盛、穆达汉、上丁三站流量波动区间逐渐减小, 琅勃拉邦站流量波动区间逐渐增大。整体上, 湄公河 流域产水能力的空间差异较大, 50 多年来不同河段的径流变化趋势呈现增减相间的格局。     

泾河流域近80a径流变化趋势及特征分析

基于泾河流域1932—2010年近80 a的实测径流数据,采用Morlet小波对泾河流域径流进行周期、丰枯变化及突变点分析,采用Db3小波对最大尺度下的低频成分进行重构,获得泾河流域的径流变化趋势,并应用Kendall秩次相关分析法对径流进行显著性检验。结果表明:在近80 a的研究时段中,泾河流域年径流量总体呈现明显减小趋势,但在2000年开始年径流量有所增大;在泾河流域的年径流序列多尺度分析中,同一时段径流变化的趋势有所不同,2 a周期年径流丰枯变化存在比较明显的局部差异,7 a周期经历了由弱到强,之后又逐渐减弱的过程,12 a和20 a周期逐渐增强。     

湘江流域年径流序列的频谱分析

利用频谱分析法对湘江流域控制性水文站鲤鱼塘站的年径流序列进行了计算与分析。频谱分析的资料预处理包括平稳性检验、谐波模式检验、序列的中心化、标准化等;计算得到湘江流域年径流量存在约22.5 a、4.5 a和6.4 a的周期。频谱分析方法求得的年径流量周期与小波理论进行的年径流时间序列多时间尺度分析结果基本一致。     

黄河下游径流输沙多时间尺度特征及其耦合分析

基于黄河下游花园口、高村、艾山、利津四站1950~2005年实测年径流量、年输沙量,运用小波变换方法分析了径流量、输沙量多时间尺度特征及其耦合关系。研究表明:(1)黄河下游径流量存在10年、15年、21年的主要变化周期,其中21年为首要主周期,周期变化特性最为显著,周期长度为10年左右;(2)黄河下游输沙量存在7年、15年、20年的主要变化周期,其中20年为首要主周期;(3)水量、沙量的主要周期基本保持一致。根据主周期对应尺度下小波系数曲线变化情况可以得出黄河下游径流量、输沙量在2005年以后十几年呈下降趋势。     

近50年来滦河流域径流演变规律研究

根据滦河主要代表站沟台子、三道河子、滦县的1950年-2009年天然径流资料,运用滑动平均法、Mann-Ken-dall法及小波分析方法,分析了滦河天然径流演变规律。结果表明:滦河流域1950年-2009年3个代表站的径流量均呈下降趋势;沟台子站在1960年发生一次径流减少突变,三道河子站在1967年发生一次径流减少突变,而1988年后滦县站呈现出较显著的突变,径流突变特性与变化环境下的极端气候事件有直接关系;滦河上游径流主要存在28a显著变化周期,中、下游径流分别存在27a和30a显著变化周期。     

南美洲巴拉那河流域水文气象要素演变特征及径流变化的气候响应

基于1951-2014年巴拉那河流域月尺度降水、气温、径流3个要素的观测数据,运用线性回归与MannKendall方法分析了序列的趋势性,运用小波方法分析了序列多时间尺度特征及气象因子与水文要素的内在联系。结果表明:在研究时段内,3个要素均有不同程度的增大趋势,气温与径流量显著上升,降水量不显著上升;在月尺度特征方面,3个要素均存在12个月左右的主周期,同时不同要素存在不同的次周期,其中气温存在微弱的6个月左右的次周期,月均降水量无明显次周期,径流量具有约36个月、48个月、64个月、100个月的次周期;在年尺度特征方面,3个要素均无明显主周期存在,降水量存在约3、4、8、10 a的次周期,气温无明显连续次周期,径流量的次周期特征与降水相似;交叉小波凝聚谱显示,巴拉那河流域月降水量的变化对径流量的影响远大于月均气温变化对其的影响;结合趋势性分析与小波分析可以清晰地了解流域内水文气象要素的变化规律与内在联系。     

基于小波变换的漳卫南运河流域降水和径流周期分析

周期分析是水文序列变化特征研究中的一项重要内容。根据漳卫南运河流域1956-2005年间的年降水量数据以及元村、淇门和临清3个站点的年径流量数据,对水文序列进行趋势分析,采用Morlet小波进行周期分析。研究结果表明:自1956年漳卫南运河流域的年降水量和年径流量均呈现下降趋势;不同时间尺度具有不同的降水和径流结构;年降水量变化的主周期为准6a、12a和准16a;元村、淇门和临清站年径流量具有两个相同的主周期,分别为准5a和准16a。     

雅砻江流域径流极值变化规律及影响因素分析

利用雅砻江流域雅江和洼里站逐日径流资料,采用Mann-Kendall检验法、有序聚类法、突变检验(Pettitt)法和小波功率谱法对流域极值流量的趋势性、突变性及周期性进行分析。结果表明,雅江和洼里站年最大流量序列均有不显著增加趋势,年最小流量序列则均有不显著减小趋势;雅江站年最大、年最小流量序列和洼里站年最大流量序列均存在1～2 a和6 a周期,洼里站年最小流量序列为1～2 a周期。雅江站年最大日流量在1998年发生突变,与流域极值降水变化有一定关系。     

江西抚河流域56年径流变化特征研究

为分析抚河流域径流变化特征,基于抚河流域廖家湾、娄家村水文站1953～2008年实测月径流资料,运用不均匀系数、变差系数和极值比指标分析径流时变特征。借助小波方法分析径流周期变化。从该流域1955～2008年降水变化总体趋势,初步分析了其径流变化的原因。结果表明:抚河流域径流年内分配呈现单峰型变化,非汛期水量供需矛盾凸显;流域径流年际变化不均,径流量时间序列表现为递增趋势,但趋势不显著;流域径流变化存在多时间尺度特征,2008年以后一段时间流域将处于偏枯期。     

湟水乐都水文站洪峰流量演变特征

利用湟水乐都水文站资料建立洪峰流量序列,运用线性回归、滑动平均分析序列的趋势,采用Mann-Kendall检验法识别突变点,应用Morlet小波分析序列的周期。结果表明:①乐都站1956-2013年洪峰流量成下降趋势,且下降趋势显著;②乐都站洪峰流量在1999、2001、2003、2004年发生突变;③乐都站洪峰流量演变过程中存在着3～7年尺度的周期变化规律,且该尺度的周期变化在整个分析时段表现的非常稳定。     

秃尾河流域年径流变化特性分析

对流域径流的变化规律进行准确地分析及合理地预测对流域水资源的合理开发、水利工程的建设以及社会经济的发展具有重要的指导意义。利用Mann-Kendall秩次相关检验法和小波分析理论对秃尾河流域的径流变化规律进行分析研究,并建立BP神经网络模型对径流变化进行预测分析。结果表明:秃尾河流域年径流量变化总体上有明显的下降趋势;从小波系数图可以看出年径流过程主要存在2年、8年和19年左右的变化周期,其中19年左右时间尺度为第一主周期,同时发现目前年径流处在枯水期后期,水量有转向增加的趋势;采用BP神经网络法对秃尾河流域高家川站年径流量进行预测,预测结果相对误差仅为5.92%,说明所建立的BP神经网络模型用于该流域的年径流预测得精度较高,是一种有效地年径流预测方法。     

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%。     

大通河流域近60年径流变化特征和趋势分析

基于大通河干流中、下游的天堂和享堂水文站实测年径流量资料,采用滑动平均、累计距平、小波分析和M-K检验方法,分析大通河干流径流年内年际变化、周期、突变特征和趋势。结果表明:大通河流域径流年内分配不均,主要集中在夏秋两季,年际变化波动明显;中游和下游年径流量在1990年以前变化趋势一致性较好,1995～2015年两站径流变化趋势相反;1989年中上游年径流量发生突变,总体呈上升趋势;1999年下游享堂站年径流量发生突变,存在明显下降趋势。小波分析表明,天堂站径流量存在3,7 a及25 a的振荡周期,下游享堂站径流量存在3,6 a及30 a的振荡周期,大通河下游径流量小周期的转换要比中游径流频繁,下游径流受影响较大。     

新疆阿克苏河流域的干湿特征分析

结合新疆阿克苏河流域1960-2011年4个气象站逐月降水资料,利用Z指数进行干湿情况分析,划分了干湿等级。运用MK非参数检验方法、分摊熵和Morlet小波分别对不同时间尺度(年、季、月)干湿趋势变化以及流域的干湿周期规律进行分析。结果表明:在20世纪90年代左右存在由干到湿的转变过程;月尺度上,各站Z指数总体呈不显著上升趋势;季尺度上,秋季Z指数呈显著上升趋势,U值通过了95%的显著性检验;年尺度上,各站Z指数总体呈显著上升趋势;阿克苏河流域存在14年左右的年代干湿周期和5年左右的年际干湿周期。     

大通河流域径流变化及特征分析

根据大通河流域尕大滩和享堂两个水文站1952-2014年的逐月径流量资料,用不均匀性分析了径流量的年内分配情况,使用Mann-Kendall检验方法和Morlet小波变换对径流量突变和周期性分别进行了分析。结果表明:大通河流域的汛期主要为5-10月,尕大滩站和享堂站汛期径流量分别占全年的87. 81%和81. 9%。越向下游,大通河径流年内分配越均匀; 1991年之前,大通河上游和下游径流变化都呈下降趋势,1994年之后,上游尕大滩站径流量呈微弱的增加趋势,下游享堂站径流量呈快速下降趋势;上游尕大滩站径流量存在4、8、21a左右的周期震荡,下游的享堂站径流量则存在着3、6、31a左右的周期震荡; 1994年之前径流主要受气温和降水等气象的影响,之后人类活动占主导地位。     

1956—2005年渭河流域降水与径流的变化特征

以1956—2005年渭河流域渭源、武山和北道3个水文站月径流资料和流域内78个雨量站的降水数据为基础,运用线性趋势法、距平百分率法、Mann-Kendall非参数统计检验法、双累积曲线法和Morlet小波分析法等多种数理统计方法,研究了近50 a来渭河上游降水与径流的趋势性、阶段性、突变性、周期性,并对径流与降水之间的变化关系以及降水同人类活动影响径流变化的情况进行了分析。结果表明:流域上游年径流和年降水下降趋势显著,且下游区降水和径流的下降速率比上中游的快;降水和径流具有基本一致的长周期变化,只有渭源站的径流呈现出5个周期的转换,而武山站和北道站的转换周期为6个;流域上、中、下游降水的突变时间分别为1994年、1993年、1991年,径流的突变时间分别为1995年、1992年、1986年;下游降水和径流显著下降的开始时间早于上游,且持续时间明显比上游长;在研究时段内降水量没有发生系统偏差,而径流的系统偏差明显,说明径流可能受到了人类活动的干扰并发生了变异。