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。     

清远市1970—2019年降水序列变化特征分析

为了解清远地区近几十年降水变化特征,更加科学地管理和利用水资源,基于清远市内6个代表水文站1970—2019年的降水实测资料,采用滑动平均法、Mann-kendall检验法以及Morlet小波分析法等分析研究清远市年降水量趋势变化、突变情况以及周期特征。结果表明:清远站与珠坑站年降水量整体呈现减少趋势,而大庙峡站、英德站、阳山站以及连县站呈现增加趋势,但变化趋势不显著;清远站和英德站的下降突变发生在1975年左右,大庙峡站和连县站的下降突变发生在2015年左右,珠坑站的下降突变发生在1982年左右,阳山站发生了2次下降突变,分别在1973年以及2015年左右;各站点降水序列有着较明显的丰枯交替特征,其降水主周期有3～4个,第一、第二主周期一般为22 a或15 a,第三、第四主周期一般为7 a或3 a; 2015年后各站点年降水量转为减少趋势,目前清远地区处于降水偏少期。     

山东省南四湖流域年径流变化特征及趋势分析

以山东省南四湖流域1956—2010年年降水量和年径流量序列为依据,运用线性趋势回归法、Kendall秩次相关检验法、突变分析法和相关系数法等,详细分析其变化趋势和突变特性并对不同时间系列评价结果进行比较。结果表明:南四湖流域1956—2010年年径流量变化趋势不显著,存在突变现象,突变发生在1974年且突变成分显著;而年降水量序列一致性较好,不存在突变现象。通过两者的相关性分析可知两者的相关性较强,故降水是影响该流域年径流量的主要因子;但径流量发生突变而降水没有,由此判断其发生突变的主要原因非降水量所致,而是受下垫面变化的影响。     

北运河流域近57 a降水量趋势变化及突变特征分析

北运河流域属于北方典型缺水性流域,研究流域降水趋势变化及其突变特征对于区域水资源优化配置及生态流量保障均具有重要意义。本文利用北运河流域1960—2016年降水数据,运用线性回归法、滑动平均分析和累积距平法分析了流域内降水量的变化趋势,利用滑动t检验、Mann-Kendall突变检验法和Pettitt法进行了降水序列突变分析,并采用小波分析法分析了降水量的周期性特征。分析表明:(1)北运河流域年内降水分布不均,年际降水上升下降交替出现,多年平均降水量总体上出现微弱减少变化。(2)流域降水量空间分布上表现为中游区域降水量相对较多,上游山区和下游平原地区次之。(3)流域降水量在1996年前后出现较明显的突变特征,突变时间节点与海河流域大区域格局变化具有一致性。(4)流域存在3个不同尺度的"丰-枯"变化周期,其中以8～17 a时间尺度的6次振荡表现最为稳定和显著,第一主周期为13 a。     

广西西江流域近50年气温和降水变化趋势及突变分析

综合运用克里金插值法、Morlet小波分析法、Mann-Kendall检验等方法,对广西西江流域1970年～2019年气温和降水时空变化趋势和突变情况进行分析。结果显示,流域气温在空间上由西南向东北递减;降水由东北向西南递减,1 500 mm等降水量线南北来回推移;气温变暖明显,总体趋势呈现"V"状,先下降后回升;降水呈丰-欠-丰-欠-丰交替演变规律。流域气温主周期为12 a,次周期为4 a。降水的主周期为18 a,次周期为14 a和2 a;全流域气温和降水分别在1997年、2004年发生突变,其中中部气温突变时间有所提前,西部降水突变时间相对滞后。     

河南省卫河流域降水径流演变规律分析

根据河南省卫河流域1956-2012年的降水、径流资料,运用Mann-Kendall法、径流差积曲线、双累积曲线法对降水、径流的年际变化趋势、突变特征及相关性进行了分析。结果表明:河南省卫河流域的降水量和径流量在1956-2012年期间呈现递减的变化趋势,径流量的下降趋势较降水更为明显;期间降水量发生多次突变,径流量在1978年发生一次突变,两者的变化过程并不完全同步;降雨径流关系的突变发生于1979、1980年前后,1980年前后的降水径流关系存在较大差异。     

旬河流域年径流的突变分析

为研究在气候变化与人类活动双重影响下旬河年径流的突变特性,采用滑动平均法和滑动t检验分别分析旬河年径流的趋势和突变点,再结合旬河流域已有的降水变化规律分析径流突变的驱动因素。结果认为:旬河流域1956~2011年径流量存在"平缓下降—剧烈下降—急剧上升"的变化趋势;下降突变点发生在1975年,上升突变点发生在2002年,均通过显著性检验。进一步结合流域已有降水量规律得出结论:旬河流域降水量的变化是其年径流的趋势变化与突变点产生的主因。     

黄河源区水文气象要素时空变化特征分析

为充分了解黄河源区旱涝变化特征,基于黄河源区1961—2016年水文气象资料,采用Mann-Kendall法、Pettitt检验及Morlet小波分析法系统分析年降水量、年平均气温和年径流量序列的趋势、突变和周期性,并采用克里金插值和空间变差系数研究年降水量和年平均气温的空间变化特征。结果表明,年降水量上升趋势不明显,没有明显的突变性,在30 a左右周期显著;年平均气温上升趋势显著,在1997年前后存在较强的突变性,无明显周期;年径流量下降趋势明显,在1989年前后存在较强的突变性,在30 a左右周期显著;年降水和年平均气温的空间差异明显,年降水量的空间分布差异性在减小,年平均气温的空间分布的变化趋势不明显。2000年前,年平均气温空间分布差异比较大,2000年后空间分布比较均匀。研究成果有利于认识流域水资源演变规律,为水资源管理提供技术支撑。     

近56年岷江降水时空演变特征分析

研究利用克里金插值法、线性趋势法、Mann-Kendall检验法、累积距平法和Morlet小波分析法分别对岷江的降水空间分布、降水时空变化趋势、突变点以及周期性进行了分析。结果表明,岷江的年降水量基本高于500 mm,大体呈现出随地势从北到南降水增多的局面,大部分地区汛期降水量占全年降水量的70%以上;近56年ATP表现出了显著的下降趋势;ATP和RX_(5 d)时间序列存在多个突变年份,ATD突变年份在1991年左右;岷江的ATP时间序列演变过程中32 a尺度周期震荡最强,ATD和RX_(5 d)时间序列最强主周期均为28 a左右。     

四川盆地枢纽城市降水量变化趋势探究

采用信四川盆地中心地带4个枢纽城市监测站1951~2004年间降水资料,运用降水的趋势分析、Mann-Kendall检验方法、滑动t检验方法及小波分析方法对各站点降水量变化趋势进行趋势性分析及周期性分析,并进行突变检验以及相关性分析。结果表明:盆地中心城市全年降水量随时间呈下降趋势;重庆春夏两季和成都冬季降水小幅增加,其余均呈下降趋势。重庆降水在1964年突变,之后降水呈现上升趋势。成都在1964年和1990年发生两次突变,但是降水均是减小。南充发生过3次突变,仅在1982年后有小幅增加,之后降水减少。内江在也发生3次大的突变,1981年后降水量增加,其余时候降水均减少。重庆、成都、南充及内江站年降水变化主周期分别为3a、26a、19a及9a,同时四个站点变化相关性较差。     

基于周期均值叠加法的漳卫南运河产汇流区降雨量预测

漳卫南运河来水量主要由源头产汇流区降水量形成,降水量大小直接决定了中下游径流量。利用周期均值叠加法,对漳卫南运河产汇流区主要控制断面范围内雨量站进行降雨量模拟与实测值对比,预测2017年降雨量,为预测中下游主要控制断面径流量提供基础数据。     

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。     

蒙江流域近60 年水沙演变特征研究

基于1960-2020 年蒙江流域日降水资料、蒙江控制站太平站径流和输沙资料分析蒙江流域降水量、径流量和输沙量的演变特征及原因;运用线性趋势回归检验法分析其趋势成分;采用Mann-Whitney-Pettitt 突变点分析法对其进行突变分析;采用Morlet 小波分析法分析其周期成分。结果表明：除夏季降水量、径流量、输沙量和冬季降水量呈不明显的减少趋势外,其余序列呈不明显的增加趋势;年降水量、年径流量和年输沙量呈不明显的增加趋势,没有发生显著突变;年降水量序列存在4 年、7 年、20 年、45 年左右的周期;年径流量序列存在3 年、7 年、19 年、50 年左右的周期;年输沙量序列存在4 年、6 年、11 年、16 年、46 年左右的周期;人类活动是引起蒙江流域年输沙量减少的主导因素。     

1961-2011年深圳市降水变化趋势分析

基于深圳市雨量站1961-2011年逐日降水资料,利用Mann-Kendall法对深圳市年降水量、降水日数、降水强度、汛期降水量和非汛期降水量作趋势分析,并采用有序聚类法对年降水量和降水强度进行突变检验,采用小波分析法对年降水量和降水强度进行周期分析。结果表明:年降水量、降水日数、降水强度、汛期降水量和非汛期降水量均为增加的趋势,其中降水日数增加显著;年降水量在1963年和2008年均发生了突变,而降水强度突变时间发生在1993年;年降水量和降水强度周期变化基本一致,存在6a和11a左右的震荡周期,且1990年后两者的周期变化更为明显。深圳市降水趋势的变化与该地区的城市高速发展有关,准确认识深圳市降水趋势对该地区的城市发展意义重大。     

太阳黑子活动与漳卫南运河洪水的关系

1漳卫南运河流域概况漳卫南运河为海河流域五大水系之一,地处太岳山以东,黄河、徒骇河、马颊河以北,滏阳河以南。上游分漳河、卫河两大支流,两条支流于河北省徐万仓汇入卫运河。通过四女寺枢纽,大部分洪水经漳卫新河入海,少部沿南运河下泄。流域面积37860km2,其中山区面积25774km2。该流域多年平均降水量500～800mm,降水分布极不均匀,主要集中在汛期。2太阳黑子活动太阳黑子活动是指太阳黑子的大小和数量随时间发生变化的过程。作为太阳活动的一个指标,太阳黑子相对数(一般用R表示,无量纲)越大,表明太阳活动越强烈;太阳黑子相对数越小,表明…     

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。     

1971-2018年汉江流域陕西段降水时空特征分析

基于1971-2018年汉江流域陕西段 27个气象站点的逐日降水数据,选择了年降水量、降水强度、最大日降水量、年降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数分析其降水时空特征,分析方法包括线性估计法、小波分析法、滑动均值法、IDW 空间插值法及Mann-Kendall检验法。结果表明：在研究时段内,汉江流域陕西段降水强度有缓慢增加趋势,其余5个降水指数均呈缓慢减小趋势,且6个降水指数的变化趋势均不显著;研究区域仅年降水日数无突变点,且在1995年后呈现显著减小趋势,其余降水指数均有突变点;年降水量有7 a的副周期和27 a左右的主周期,主周期有3个循环交替,且丰、枯交替突变点在1983和2000年。汛期降水量与年降水量周期基本一致,而非汛期有4和16 a两个副周期和1个28 a的主周期;年降水量空间分布呈现由北到南逐渐增大的趋势,除了年降水日数的高值中心在宁强县外,其余5个降水指数的高值中心均在镇巴县,而低值中心除了降水强度在太白县外其余的均在商县。在研究时段内各年代际降水指数的比较中,1971-2018年的年降水量、降水强度和年降水日数均仅次于最大值,预计未来极端降水事件可能更加频繁,严重的情况下会影响水生态、水环境、水安全等的健康发展。     

黄河三角洲地区降水时序变化特征研究

基于黄河三角洲内5个气象站1961—2007年逐日降水资料,采用Mann Kendal非参数检验、小波分析等方法,对近50年来黄河三角洲地区降水量时序变化特征进行研究。结果表明,黄河三角洲地区近50年来,年际和年内不同季节降水量均呈逐步下降趋势,并在1976年左右发生突变,之后降水量下降显著。年际降水存在约8~9年的主变化周期,而春夏秋冬四季降水存在约16~17年的主变化周期。根据周期变化特征,预测2012—2014年黄河三角洲地区将处于多水期,其中秋季和冬季降水较多,而春季和夏季降水较少。     

1960—2018年嫩江流域极端降水事件时空变化特征

本文选取嫩江流域12个站点1960—2018年逐日降水资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、小波分析、R/S分析等方法,分析了该流域极端降水事件的时空变化特征及未来变化趋势.结果表明:流域平均年降水量、大雨日数、日最大降水量、强降水量等4个极端降水指数均表现出上升趋势,但趋势不显著;各极端降水指数时间序列均存在3个明显的周期变化;流域年降水量与强降水量空间分布趋势均为由上游至下游逐渐递减,暴雨中心出现在嫩江右岸支流雅鲁河上,各极端降水指数在流域内的多数地区均表现为正增长;未来流域多数地区各极端降水指数的变化趋势仍将以上升为主.     

清涧河流域近50年降水变化特征分析

采用清涧河子长站1959—2008年实测月降水资料,对降水量年内分配的不均匀性、集中程度进行了详细的分析计算;应用Mann—Kendall检验方法分析了清涧河降水量的年际及季节变化趋势,并对降水量系列进行了突变分析。结果表明：降水量年内分配不均匀系数Cu年代之间变化不大,降水相对集中;降水年际变化丰枯交替周期较长;整体上年降水量呈减少趋势,在1964年和2005年共发生两次突变。