基于改进过白化的Mann-Kendall趋势检验法

采用Mann-Kendall（MK）方法对水文序列进行趋势性检验时，常因待检序列中含有显著高阶自相关成分或因一阶显著自相关剔除而产生趋势成分破坏，进而导致无法获得准确的趋势检验结果。为此，提出了基于改进过白化的MK趋势检验方法。改进过白化法主要通过集成回归变异—去趋势—方差变异等检验方法，采用分段过白化的处理手段实现趋势低损情况下的高阶显著自相关剔除，以保证MK趋势检验结果的精度。透过林家村、神木、赵石窑和横山站的案例研究结果，可发现改进过白化处理法可在尽可能小地破坏原序列趋势的基础上剔除序列的显著自相关性，基于改进过白化处理序列可得到更为精确的MK趋势检验结果。     

渭河华县段漫滩洪水变异特征及其生态效用探析

以渭河华县段漫滩洪水为研究对象,首先运用ToB(Top of Bank)方法确定不同历史大断面下的河道漫滩水位,采用水位流速法计算并统计渭河华县段1965-2010年间漫滩洪水发生的次数、淹没持续时间及漫滩期最大流量,并进一步分析其演变趋势。其次,以漫滩洪水发生次数和淹没持续时间为评估指标,应用变化范围法(RVA)对漫滩洪水的变异程度进行评估,从侧面探讨漫滩洪水变化对滨河生态系统的潜在影响。计算结果显示,渭河华县段1965-2010年间累计发生漫滩洪水34次,年均仅0.74次,且漫滩洪水次数、淹没持续时间、漫滩最大流量在时域上均呈显著下降趋势。尤其是20世纪90年代以后,受来水量减少和渭河下游泥沙淤积的共同影响,漫滩洪水多为小流量洪水,较以前其流速和流量都有所减弱,生态效果有限。而RVA评价结果则表明渭河华县段漫滩洪水的淹没次数和持续时间两个指标均发生了高度变异,缩减严重,对滨河生态环境有较大的潜在威胁。建议管理部门制定相应措施,适时人造漫滩洪水,以保障滨河湿地、滩地的生态平衡与安全。     

面向EMD分解的径流分量重构方法对比研究

水文序列非平稳与非线性的复杂变化导致水文序列中长期预测的准确性备受质疑。"分解-预测-重构"模式作为一种新的有效的预测思路近年来备受业界和学者关注。但受到高频分量预测误差大、趋势走向不确定等问题困扰,这种模式在发展过程中仍有诸多需要改进的地方。其中,径流分量的重构方法是控制高频分量误差,提高整体预测精度的关键性措施,其优劣对预测效果实现有着重要的意义。基于经验模态分解(EMD)和自回归模型(AR)建立"分解-预测"耦合模型,结合粒子群优化(PSO)算法,提出PSO重构系数优化法和高频分量剔除+重构系数优化法两种重构方法,结合前人提出的高频分量剔除法,以陕北丁家沟站、关中华县站、陕南白河站为算例,对不同重构方法的效果进行对比研究。研究结果表明:基于高频分量剔除法、PSO重构系数优化法、高频分量剔除+重构系数优化法三种重构方法的预测效果均较好,五项误差评价指标均优于标准重构法,三种重构方法均可不同程度地提高预测精度。对比研究发现:高频分量剔除法在重构过程中剔除了最不稳定且最难预测的高频分量,提高了预测精度,但提升效果有限;PSO重构系数优化法对所有径流分量赋予优化重构系数并重构,可最大程度地实现分量间的平差,有效提高了预测精度;高频分量剔除+重构系数优化法综合上述两种方法的优势,取得了比其他方法更好的预测效果。