新疆河流年最大洪峰流量系列初步研究

以21处区域代表站年最大洪峰流量系列为例，对新疆河流20世纪下半叶年最大洪峰流量年际变化的部分重要特征以及对其产生显著影响的因素进行了初步研究。研究结论为正确评价现有设计洪水计算成果、提高对水文测站长期观测重要性的认识、促进干旱区洪水理论的研究提供了线索。     

主分量与广东北江年最大流量预测

提出一种应用因子场的主分量建立北江长期洪水预报模型的方法,对发生暴雨洪水有重大影响的500hPa高度场和太平洋海温场作主分量分析,提取其含高信息量的主分量作为预报因子,通过相关和逐步回归计算建立模型.详细分析了用该模型对珠江的重要支流——北江年最大流量的拟合和预测,用该模型对北江流域年最大流量的预测表明,模型是有效的,效果较好,对较大洪水年的拟合效果尤其令人满意.     

西北江网河区顶端分流比变化特征研究

根据三水、马口水文站1959~2004水文年实测流量资料的月均序列,应用经验模式分解(EMD)方法分析三水站分流比水文年序列的周期变化及趋势变化,应用启发式分割算法(BG)识别变异点,并采用R/S分析方法探讨分流比变化的持续性特征,结果表明:近46年来,三水站分流比序列具有3.2a、6.6a、15.3a、30.7a的波动周期,表现出复杂的多时间尺度性;三水站分流比的变化趋势是显著增加.增加速率为0.0022/a,并在1992年发生了突变,且为均值向上跳跃;该序列具有非常强的状态持续性,存在长期记忆性,未来仍将呈显著的增加趋势.     

北江天然径流量的变化特征及其影响因素

分析了最近45年来北江天然径流量的变化特征，并对其影响因素进行了分析，结果表明：北江天然年径流量具有阶段性特征，1984年后，发生明显变化，持续丰水和持续枯水时段开始变长，年际变化存在21年和11年的周期；锋面低槽形成大暴雨是北江主汛期径流量迅速增加的主要原因；大罗山、石坑崆是北江的两级迎水坡，其形成的多雨中心圈是北江径流量补充的主要来源；厄尔尼诺现象出现的次年北江年径流量普遍增大，拉尼娜现象出现的当年北江径流量普遍增大；太阳黑子的急剧变化，改变了地球的热力系统，对大气环流产生影响，这是太阳黑子影响流域径流量的一个主要原因。     

年最大洪峰流量的P-Ⅲ型分布拟蒙特卡罗随机模拟研究

随机模拟水文序列需要大量的随机数,而且利用传统的伪随机数模拟结果存在统计性质不好等缺陷.采用拟蒙特卡罗方法生成的拟随机数序列,模拟得到的年最大洪峰流量序列的统计性质较好,并且误差随着模拟样本长度的增加收敛很快.可以采用基于拟蒙特卡罗的随机模拟技术来得到所需样本长度的年最大洪峰流量资料.     

一种北江流域年降雨量的权马尔可夫链预测模型

根据北江流域的48个站点的年降雨量资料和泰森多边形计算方法,计算出北江流域的面降雨量。再结合丰、偏丰、平、偏枯、枯水年的频率标准,建立了适用于北江流域年降雨量的分级数值区间,同时,验证了该序列满足马尔可夫链的要求,并考虑该年降雨量序列是相依随机变量的特点,以规范化的各阶自相关系数为权,建立了北江流域年降雨量的权马尔可夫链预测模型,实例验证结果令人满意。     

Hyperion高光谱影像的经验模态分解及其几个问题的探讨

通过经验模态分解(EMD)方法,可以把高光谱曲线分解成一系列由高频到低频的本征模态函数(IMF),从而可以从不同层次分析高光谱数据特征,并进行特征提取.把EMD方法用于Hyperion高光谱数据处理,通过对每一个像元的高光谱曲线进行经验模态分解,构成IMF系列影像.通过分析IMF影像表明:对于不同的地物,其IMF也不同;不同波段,不但其噪声水平不同,而且噪声性质也不一样;原始影像的Smile效应在IMF中可以明显表现出来.由于IMF影像与原始影像的波段有一一对应的关系,因此与其它信号分析方法(如小波分析及FFT方法)相比,EMD方法得到的结果更直观,更易于数据分析.但是EMD结果受极值、插值方法、IMF判别准则以及端点效应的影响较大.     

1990-2016年湘江干流水质变化特征及影响因素分析

基于1990-2016年湘江干流主要断面的水质监测数据,采用综合污染指数法、Spearman秩相关检验和主成分分析法对流域水环境质量演变特征进行综合评价,并结合社会经济指标识别流域主要污染源。综合污染指数结果表明湘江水环境变化趋势明显分为两个阶段,1990-1996年间为水质变好阶段,除个别值外污染指数均小于0.2,1997-2016年间水质呈恶化趋势,水质维持在Ⅲ~IV类之间;Spearman秩相关检验结果表明污染物浓度总体呈增加趋势,其中TP、COD_Mn、Cd、Pb和石油类显著上升;主成分分析结果表明流域污染物主要为NH₄⁺-N、TP和Cd,污染源为生活点源和农业面源,从上游到下游污染程度明显增大,其中湘潭断面水质污染最严重,综合得分为0.9006,道县断面相对较轻,综合得分为-0.7014,城镇化因素是影响流域水环境的主要驱动因素。研究结果可为流域水环境保护和水生态修复提供科学依据。     

基于年最大抽样序列的暴雨频率估计值的修正研究

以江苏省为研究区,利用地区线性矩法和周文德频率转换关系式对年最大抽样序列估算的频率估计值进行修正,推求合理可靠的频率估计值。研究结果表明:基于气象成因和水文统计特性相结合的方法将研究区划分为5个水文气象一致区。通过蒙特卡罗模拟、均方根误差判断各一致区的最优分布;年最大抽样序列的最优分布以GEV为主,年超大抽样序列的最优分布以GPA为主。基于两个实测序列计算的频率估计值比值和基于年最大抽样与周文德转换后的年超大抽样计算的估计值比值进行比较,研究表明:周文德频率转换关系式适用于该研究区。在此基础上,对年最大抽样序列估计的频率估计值进行修正。站点的频率估计值分布特征表现为:随着重现期的增加而增加,不同重现期下的暴雨频率估计值空间分布趋势基本一致,从南向北渐增,暴雨中心分布在苏北的宿迁和连云港一带;站点的频率估计值与同频率的观测值吻合较好,相对误差较小、相关性很高。基于年最大抽样序列和周文德公式频率转换能够推求计算合理可靠的暴雨频率估计值。     

近50年嫩江流域径流变化及影响因素分析

根据嫩江主要代表水文站石灰窑、同盟、江桥、大赉1956-2006年51年的径流资料,应用数理统计、累积滤波器、Mann-Kendall秩相关法及小波分析法等多种方法,分析了嫩江径流年内、年际变化特征及其影响因素。结果表明:嫩江径流年内分配不均匀,主要集中在7、8、9月份。嫩江年径流量在1963年左右发生了一次全流域的减少突变,80年代径流有所增加,90年代中后期又发生了一次减少突变。嫩江径流主要存在8年的年际周期,20年及大于40年的年代际周期。径流变化的主要气候影响因素是降水,人类活动通过土地覆被变化及水利工程等对径流也有重大影响。     

北江流域径流年内分配特征的变异性分析

以北江流域石角站53年的实测月径流资料为基础,研究了流域内径流年内分配特征及其变异性。计算了径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标。发现各年代和多年平均相比,20世纪50、60年代的径流年内分配较不均匀,70年代以后,径流年内分配逐渐趋于均匀,集中期和极小比的变化表现为具有波动性。从各指标的变化趋势看,不均匀系数、调节系数和极大比在1967、1975、1999年发生了变化,集中度在1999年发生了变化,集中期在1984、1999年发生了变化,极小比在1975、1983、1991、1999年发生了变化。径流年内分配特征的趋势变化和降雨不一致,主要表现在径流的年内分配不均匀性趋势较降雨降低,径流对降水的滞后时间延长,径流极大比变化趋势较降雨下降,极小比变化较降雨平稳。说明北江流域径流年内分配特征发生了变异。对流域内水利工程设施的修建、植被条件、城市化发展情况进行了分析,认为北江流域径流年内分配特征发生变异,主要是受到了上述人类活动的综合影响。     

绥滨盆地煤中有机元素组成及其影响因素研究

利用绥滨勘查区早白垩世鸡西群城子河组煤质测试资料,从地球化学研究分析角度,对研究区煤中有机元素含量、有机元素原子比分布特征及与挥发分产率、埋藏深度、煤化作用程度的关系进行研究,结果显示,区内煤中有机元素含量高度离散,除受泥炭沼泽环境条件影响外,还受叠加变质作用影响;煤化程度增高,深成变质煤O/C原子比与H/C原子比趋于降低,且前者明显;在煤化作用过程中煤中有机氮难以脱除而有机硫易于逸出。     

基于EMD的云南东川蒋家沟泥石流年输沙量多时间尺度分析

基于经验模态分解(EMD)方法,对云南东川蒋家沟泥石流1965年至2004年40年的年输沙量时间序列进行多时间尺度分析,该时间序列分解成3个本征模函数(IMF)分量和趋势项(Res)分量。分析表明：蒋家沟泥石流的年输沙量存在多尺度的周期性波动,分别是2~4 a、6~10 a和17~21 a的准周期。通过对各IMF分量和Res趋势项分析发现,自1985年之后,波动的振幅开始变大,表明蒋家沟泥石流的年输沙量变化很大。降雨对蒋家沟泥石流的年输沙量及周期性波动有一定程度的影响。人类活动改变环境的同时,也为蒋家沟泥石流提供固体物质来源,这使得蒋家沟泥石流的年输沙量周期性波动变得更加复杂。     

云南洛旺煤矿区上二叠统主采煤层煤质特征及其影响因素

洛旺煤矿区是云南重要的煤产地,煤类以贫煤为主,局部为无烟煤。根据地质勘查成果及煤质测试资料,系统分析了该区主采煤层C5煤层的煤质特征及其变化规律,探讨了影响煤质变化的地质因素。结果表明:区内C5煤层硫分由西南向东北逐渐增大,灰分产率自东向西逐渐降低,这一规律主要受自西向东陆相到海陆交互相沉积环境变化的控制。在平面上煤类表现为煤矿区中部为无烟煤三号,东西两端逐渐变为贫煤,分析认为深成变质作用是造成煤类变化的主要原因。矿区中部煤层埋深较东、西两端大,煤变质程度相对高,根据构造条件推测,后期的动力变质作用对矿区中部煤变质程度的加深起了一定的促进作用。     

大中型水库坝前年最高水位统计变化特性分析

根据全国１６０座大中型水库的实际观测资料,对坝前年最高水位的变化特性进行了较系统的分析研究。结果表明：年最高水位为独立随机变量,概率分布多为负偏,可由三参数对数正态表征。参数由概率权重矩法估计。     

变化环境下西江北江枯水流量联合分布分析

基于Clayton copula和Kendall分布函数分析广东西江马口站和北江三水站枯水流量的联合分布及其风险概率。根据两站流量之间的时空关联与变异,以1959-2010年西江马口站历年连续7日平均最小流量和对应期间的北江三水站枯水流量为样本,分别计算1959-1985年和1986-2010年两个时段(分别称为样本A和样本B)的西江北江枯水流量联合分布的"或"重现期、"且"重现期和二次重现期及其最可能的设计分位数。结果表明:①样本B中马口站的枯水流量设计值小于样本A相应重现期设计值,三水站则显著增大;②1985年后西江和北江枯水流量同频率遭遇的可能性较前期明显减小;③二次重现期所对应的累积频率代表了特定设计频率情况下西江和北江枯水流量遭遇的风险率;④由更严谨的二次重现期计算的马口站枯水流量最大可能设计值Q_7d,T=20a、Q_7d,T=10a和Q_7d,T=2a设计值或更适合分别作为西江三角洲供水规划、生态需水和调水压咸设计参考值。     

近54年渭干河流域径流变化特征及影响因素分析

基于1960~2013年渭干河流域逐月径流量观测资料及逐日气象数据,采用Kruskal-Wallis阶段转换检验、R/S分析、集合模态分解分析(EEMD)等方法研究了近54年渭干河流域径流量的年内、年际变化特征及其影响因素。结果表明:(1)近54年渭干河流域Cv、Cr较大,径流量年内分配不均衡,径流量夏季秋季春季冬季,未来这种趋势会更加明显。(2)径流年际变化特征可分为三个阶段,1960~1976年的枯水期、1976~1993年的平水期和1994~2013的丰水期。(3)径流量总体呈现增加趋势,其中夏季增长最为显著,其次是春秋季,冬季径流量有轻微减少。未来近期内,渭干河径流量还会继续保持增加。(4)流域气温和降水量亦呈增加趋势,突变点在1970s末和1990s初,与径流变化特征吻合,两者呈正相关关系。其中夏季径流量变化主要受降水影响,秋冬季径流量变化主要受气温影响。