基于M-K检验方法的沈阳地区典型水文站近53年洪水要素演变分析

结合沈阳地区两个典型水文站近53年洪水要素,结合M-K检验方法对其站点洪水演变趋势进行分析,分析结果表明:东陵站洪峰呈现上升趋势外,其最大1日和最大3日洪量都呈现略递减变化趋势,大河泡站洪峰和洪量都呈现递减趋势,但趋势变化较弱;两个站点峰量关系均较好,相关系数在0.9以上,属于高度相关;东陵站洪峰突变年份在2000年,而洪量突变主要发生在80年代,大河泡站洪峰突变年费在1972年,而洪量突变主要发生2000年代,洪量和洪峰突变特征不同。     

谈家庄水文站径流量变化趋势分析

本文基于谈家庄水文站水文观测资料,通过运用变差系数、线性回归、滑动平均、Mann-Kendall趋势检验法、坎德尔秩次法、斯波曼秩次法探讨径流年内分配情况和年际变化趋势,运用有序聚类检验、滑动T检验、Yamamoto检验法等对年径流量的可能突变年份进行分析,并利用均生函数法对未来5年年径流量做出预测。结果表明:谈家庄水文站年径流量年内分配不均匀,年内主要集中在汛期,年际变化总体呈显著减小趋势,近10年平均径流量为10.49亿m~3,主要跳跃点年份1993年,次要跳跃点在2013年,丰、枯水年均出现17次,平水年出现11次,未来5年的年径流量均小于多年平均值,为枯水年。     

汉江流域降水与径流演变特征研究

利用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt突变检验法剖析了1965—2018年汉江流域内4个典型水文站径流量及控制流域降水的时空演变特征,并基于双累积曲线法探究了降水变化和人类活动对径流的影响。结果表明：4个典型水文站径流量及控制流域降水量在1965—2018年间变化呈显著波动性,在1970s的变化幅度最小。黄家港站和仙桃站年径流量呈显著减小趋势;石泉站、白河站和黄家港站控制流域年降水量均在2003年发生突变,而仙桃站控制流域年降水量在1985年发生突变,各水文站年径流量均在1991年发生突变;研究期限内人类活动对汉江流域径流减少的影响逐渐增强,如石泉站和仙桃站控制流域人类活动对径流减小的贡献率在阶段III(2003—2018年)相较阶段II(1991-2002年)分别增加了18.56%和11.15%。研究成果以期为汉江流域水资源科学管理及可持续利用提供理论参考。     

近54年定西市降水趋势及突变分析

以定西市1956～2009年降水资料为基础,采用线性趋势、Mann-kendall、滑动t检验等方法,分析了定西市近54年降水的变化特征。结果表明:定西市年降水量存在减少趋势,平均递减率为11.7mm/10a;西部地区递减率最大,而北部地区的减少趋势最为明显;定西市年降水量系列1986年发生了显著突变,突变后均值相对减少了47.7mm;除中部地区外,其他各地区也发生了显著性突变,突变减少量在71.1～81.4mm之间,其中西部地区突变量最大;各地区的突变年份不相一致,东部和北部地区发生在1968年,南部地区发生在1993年,西部地区发生在1980年。     

三岔河上游近50年降水径流变化特征分析

为分析黔中水利枢纽工程的水源区——三岔河上游的水资源演变规律,利用常规线性回归和滑动平均法、Pettitt法以及Morlet小波分析等方法,对该流域近50年降水和径流水资源要素进行趋势性、突变性和周期性等多维特征分析。研究表明:降水和径流整体减少或增加趋势不明显,但其丰枯年份交替频繁,起伏波动较大;突变检验结果显示该区水文序列均在2003年存在突变年份,且均为不显著性突变年份;Morlet小波周期性分析可以看出研究区水文序列都存在一个14a左右的周期变化。上述分析成果一定程度上可为该区域水资源开发提供依据。     

南四湖流域降水与天然径流量变化特征分析

利用多种数理统计方法对南四湖流域代表站2000—2016年降水和天然径流量变化特征进行分析,并从降水角度对分阶段天然径流量变化的成因进行解析。结果表明：除鱼台站外,南四湖流域降水逐年代下降,但趋势性不显著;所有站点降水的突变点均为2002年和2011年;各水文站点天然径流量的均表现为下降趋势,西苇水库与后营站分别有1种和2种方法通过了显著性检验;孙庄和鱼台站径流突变点与降水保持一致,其余站点不一致。     

气候变化与人类活动对渭河源区近30年径流量影响研究

利用渭河源区渭源水文站和气象站1981—2010年气温、降水、蒸发以及径流实测资料,运用坎德尔秩次相关、斯波曼秩次相关、线性趋势回归检验法对水文气象要素变化趋势进行检验,利用双累积曲线以及累积距平曲线找出年径流量突变年份,运用定量分析法计算气候变化与人类活动对径流量变异的贡献程度。结果显示:渭河源区年均降水量与年径流量均呈减少趋势,年均气温与年蒸发量呈显著上升趋势;渭河源区年均气温、年均降水量、年蒸发量、年径流量均发生显著性突变;年均降水量与年径流量相关性最高,降水量是影响渭河源区年径流量衰减主要气象因素;气候变化与人类活动对径流量变化的贡献率分别为23.2%和76.8%。人类活动是渭河源区流域径流量变异的关键驱动因素,对径流量变化的影响远大于气候变化影响程度。     

大凌河流域朝阳地区1955～2014年降水趋势变化及突变分析

为了掌握辽西大凌河流域的降水变化规律,更加科学地利用和管理水资源,以大凌河流域朝阳地区为研究典型区域,根据研究区域内19552014年的降水实测资料,采用Mann-Kendall非参数检验法、滑动平均法和线性回归法从年降水量和季降水量两个角度分析了大凌河流域朝阳地区降水量的变化。结果表明,朝阳地区近60年年降水量呈下降趋势,夏季、秋季、冬季三个季节的降水量均呈下降趋势,其中降水量夏季的减少最多,而春季降水量呈显著的增多趋势;年降水量分别在1982年和2007年发生了两次突变,四季降水量的突变发生年份各不相同。     

1956—2008年鄱阳湖流域水沙输移趋势及成因分析

利用鄱阳湖流域代表性水文站1956—2008年实测年径流量及年输沙量资料序列,采用Mann-Kendall秩相关检验法,研究鄱阳湖流域水沙量年际变化趋势和可能发生突变的时间,并从流域降雨、用水、水库拦沙、水土流失及其治理等方面分析了鄱阳湖流域水沙变化的主要影响因素。研究结果表明:鄱阳湖地区来水量和出湖水量有小幅增大趋势;鄱阳湖流域来沙量呈异常显著减小趋势,发生突变的年份为1998—1999年;实测出湖沙量从2002年开始呈明显的减少趋势。通过对有关影响因素的研究,发现鄱阳湖流域气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖出入湖径流量的减少影响显著;水库滞沙是鄱阳湖入湖沙量减少的主要原因;出湖沙量变化主要受上游水库群的影响,还有近年湖区采砂的影响。     

降水输入时段变化对新疆伊犁地区洪水模拟影响的定量分析研究

为定量分析降雨输入时段对新疆伊犁地区洪水模拟的影响,应用新安江模型,分别分析3组降雨输入时段对模型洪水求解精度的影响。分析结果表明:在静态参数下,随着降雨输入时段的增加,降雨均化作用增强,洪峰和洪量模拟相对误差递增,过程拟合的确定性系数逐步减小,模型模拟精度逐步降低;在动态参数下,降雨输入时段对洪水模拟精度影响逐步减弱,降雨均化作用对模拟精度影响逐步消减。研究成果对于新疆伊犁地区洪水模拟具有重要的参考价值。     

观音阁水库建设运行对太子河本溪段水文情势影响

大型水库建设往往会引起水文情势变化,为真实反映观音阁水库建立对太子河本溪段径流及生态环境的影响,选取本溪(五)水文站1951～2014年日径流量,根据观音阁水库建设时间将日径流量划分为1951～1995年和1996～2014年两个时间段,采用基于水文改变指标法(Index of Hydrologic Alteration,IHA)的变化范围法(Range of Variability Approach,RVA)分析水库运行对太子河本溪段的生态水文指标改变度。结果表明:本溪(五)水文站整体水文改变度达到71.43%,属于高度改变;月平均流量非汛期除4月外其他月份均增加,汛期有较小程度降低,低流量次数减少,低流量持续时间缩短,充分体现水库丰蓄枯补作用;极小流量增大,极大流量有所降低,可见水库的建设运行严重改变的河流原有的极值变化过程;逆转次数增加且为高度改变,可能会破坏动植物生境的稳定性,阻碍水生生物生长。     

渭河支流黑河径流变化特征分析

渭河支流黑河是西安市重要水源地,通过分析径流变化特征,为黑河流域水资源调度和生态保护高质量发展提供依据。采用线性回归法、滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和R/S等方法分析黑峪口水文站1950-2015年径流量的历史演变规律、突变点和未来变化趋势。结果表明：黑峪口站径流量年内分配不均,主要集中在汛期(6-10月),占全年径流量的70%。1950-1960年之间年代径流量大于多年均,属偏丰年代;1990-2010年之间年代径流量小于多年均值,属偏枯年代。年径流量呈现增加-波动-增加-减小的变化过程,且存在1992年突变点。年和月径流量均为减少趋势,除9月径流量减少趋势未通过显著性检验外,其余均为显著性减少,汛期减少幅度小于非汛期。年和月径流量Hurst指数均大于0.5,汛期径流量Hurst指数整体上小于非汛期,表明黑峪口站未来年和月径流量具有持续下降的趋势,汛期径流量持续性减少的趋势要小于非汛期。     

金沙江流域降水和径流时空演变的非一致性分析

基于金沙江流域1966~2010年降水和径流资料,采用单变量Mann-Kendall(MK)趋势分析法、突变检验法和多变量MK法对金沙江流域近几十年来的降水和径流变化进行了非一致性分析。结果表明:金沙江流域年降水和年径流整体呈上升趋势,特别是从20世纪90年代之后增大趋势较为明显。其中金沙江流域中游以上区域的年降水通过显著性检验,上升趋势较为明显,而各个水文站点的年径流均未通过显著性检验,仅存在微弱的上升趋势。中游攀枝花站集水区域的面平均年降水趋势存在突变点,在1997年之后显著增加,而其年径流则不存在突变点,其他站点面平均年降水和年径流趋势都不存在突变。此外,中游龙街站集水区域的面平均年降水和年径流通过多变量MK显著性检验,表明龙街站降水和径流联合变量呈显著增加趋势。     

非平稳时间序列模型在本溪地区河流生态足迹动态预测中的应用

采用非平稳时间序列模型对本溪地区主要河流的生态足迹进行预测。分析结果表明:从2009年开始本溪地区河流生态赤字递减趋势明显,城镇化下对河流生态足迹影响最为明显。通过河流水生态环境治理,本溪地区河流水环境承载能力得到一定程度提升,但水污染依然是河流生态足迹变化的主要因素。研究成果对于本溪地区河流生态环境保护治理规划具有重要的参考价值。     

黄河源区气候变化的季节特征与区域差异研究

基于黄河源区有关气象台站的观测数据,对该区黄河沿水文站以上、黄河沿水文站-吉迈水文站区间、吉迈水文站-玛曲水文站区间、玛曲水文站-唐乃亥水文站区间各区域及整个黄河源区1960-2014年期间气温、降水的季节变化特征及其区域差异进行了分析。结果表明：黄河源区气温变化与全球气温变化有着较好的一致性,各区年平均气温与各季气温的年际变化均呈波动状上升态势并明显高于过去50a全球与我国气温的升幅,且各气温系列升幅差异不大;而各区年平均气温与各季气温的年代际变化的上升态势较年际变化的更为显著,但不同区域各季气温升幅差异较大。各区气温均在1996年后出现一个跃动,跃动后各气温系列均值较跃动前有较大幅度的上升。由于区域地理环境的影响,黄河源区降水量的变化比较复杂,各区各季降水量的变化具有较大的差异。近50余年来,总体上整个河源区平均降水量的年际变化呈不明显的增长态势。其中河源区的上半部分,即黄河沿以上、黄河沿-吉迈之间等海拔较高的区域年降水量增长比较显著,而源区的下半部分,即吉迈-玛曲、玛曲-唐乃亥之间的区域,年降水呈减少态势,并且对全区平均降水量与产流量贡献最大的吉迈-玛曲之间的区域,年降水量的减少非常显著。各区冬春季和夏季降水量普遍呈增长态势,秋季是河源区各季节中降水唯一减少的季节,其中吉迈-玛曲之间的区间秋季降水量的减少最为显著。各区域各季降水量的年代际变化较其年际变化差异更大,但近十余年来大部分区域各季降水普遍偏多。各区域降水系列亦有突变发生,但突变时间并不像气温系列那样一致;年降水量与夏季降水量的突变大都发生在2005年,秋季降水量突变大都发生在1986年,春季和冬季降水量突变的时间杂乱无序;突变前后系列均值有增有减,且幅度大小不等。     

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

阿克苏河源流区径流量与降水量丰枯变化和相关性研究

利用新疆塔里木河流域阿克苏河源流区出山口沙里桂兰克和协合拉两水文站1957-2008年近50a的径流和降水数据, 借助Z指数法、参数T检验和非参数检验和小波变换等, 分析了阿克苏河两水文站降水量和径流量的变化趋势, 以及二者多时间尺度相关关系.结果表明:近50a来, 沙里桂兰克、协合拉径流量和降水量均呈增加趋势, 两水文站径流量在1993年发生了显著的增多突变, 其中, 降水量突变点沙里桂兰克在1985年, 协合拉在1986年.沙里桂兰克和协合拉降水量和径流量丰枯指数由突变前的"偏枯"和"正常"等级为主转变为突变后的"正常"和"偏涝"等级占优势.沙里桂兰克和协合拉径流量变化分别存在7a和6a的主周期, 降水量变化分别存在7a和4a的主周期.沙里桂兰克径流量和降水量在整个时间尺度上以正相关为主, 协合拉则以负相关为主, 在大于20a的时间尺度上两水文站径流量和降水量均呈不显著的正相关关系.     

疏勒河干流中上游径流量变化趋势研究

通过对疏勒河干流出山口昌马堡水文站多年年平均流量资料分析研究,揭示了疏勒河出山口控制站径流量变化的基本规律。根据有序聚类分析法、线性趋势回归检验、坎德尔秩次检验、斯波曼秩次检验,研究发现多年径流量呈现增长的趋势,1956-1997年并不显著,1998年为径流突变年份, 1998-2017年径流量突增,多年平均流量1998-2017年比1956-1997年增加56.1%。     

七大流域设计洪水修订成果分析

在全国各大流域防洪规划和综合规划设计洪水成果的基础上,整理设计洪水相关资料,延长洪水系列,进行还原计算和频率适线分析。经过数年工作,完成了七大流域设计洪水成果的修订和审查工作。设计洪水修订的项目主要包括设计洪峰和不同时段的洪量,修订后的设计洪水成果代表性更好。介绍了七大流域设计洪水修订成果及变化情况,并对不同流域影响设计洪水成果的因素进行了分析,通过与原审批成果的对比分析,推荐了设计洪水成果修订的采用成果,以此作为各站点修订后的成果以及以后工程设计的依据。     

甘肃省石羊河流域径流多年变化特性研究

基于第三次甘肃省水资源调查评价收集的1956-2016年系列径流资料,补充至2018年,对甘肃省石羊河流域径流多年变化特性进行研究,主要对其变化趋势、突变年份、周期变化、年际变化特性进行研究。以降水补给为主的甘肃省石羊河流域径流量的大小,制约着地区经济的发展。经采用累积滤波器法和斯伯曼秩次相关法分析得出石羊河从北向南趋势由增向减的变化,采用滑动t检验法得出石羊河突变年份在1990年左右,采用谐波分析法得出石羊河北部周期为32年,南部径流周期不明显,径流年际变化较稳定。