基于EEMD的南京市降水特征分析

论文采用EEMD分解方法分析了南京气象站1951~2009年降水序列的多时间尺度,发现南京市年降水序列存在2年、6~7年、14~15年和20年的准周期变化,降水在70年代之前较小,70年代之后降水较大,整个时间尺度上呈现先减小后升高的平均变化趋势。综合运用Hurst指数及降水距平分析降水的趋势变化结果与EEMD分析结论基本吻合,未来南京市降水可能呈现减少趋势。另外用小波分析对EEMD提取的周期进行验证,小波分析表明南京市降水序列包含2年、7~9年和15~16年的准周期,与EEMD的结果基本一致,说明EEMD的结果具有一定的可信度,可以为该地区的降水预测提供依据。     

基于EEMD的枯季入库径流预报分析

针对枯季径流量预测的问题,提出了一种新方法。采用集合经验模态分解（EEMD）的数据处理方法,实现对枯季径流的多层次、多时间尺度分解,获得简单且平稳性较好的固有模式分量（IMF）,再利用径向基（RBF）人工神经网络对数据进行预测分析。通过以密云、潘家口水库的枯季入库径流量的数据为例,运用此方法进行预测分析,并与以EMD为基础的方法进行对比,结果表明本文提出的模型预测效果理想,精度较高,具有一定的使用价值。     

基于小波分析的ARMA-GARCH模型在降水预报中的应用

利用小波分析方法对通榆地区1955-1999年降水资料进行分解与单支重构,得到低频序列和高频序列;对得到的子序列依据是否具有自回归条件异方差(ARCH)效应,建立自回归移动平均(ARMA)模型或者ARMA-GARCH模型.然后将上述各子序列所建模型进行线性叠加,得到年降水量的基于小波分析的ARMA-GARCH模型(w-...     

基于GEV模型的开都河上游降水模拟

基于开都河流域上游降水数据,采用GEV模型进行极值降水的模拟和分析.结果表明:AMS1序列的形状参数大于0,服从Fréchet分布;在较高重现期下由轮廓似然方法估计的置信区间比Delta方法更准确;重现水平的轮廓似然函数曲线在较高重现期之下呈较显著不对称性;基于非平稳GEV模型得到极值降水设计值,其在1958年的100年一遇设计值到2010年下降为接近50年一遇,预示着未来发生极值降水和洪灾的风险加大.     

天津市极端气温与降水指标变化趋势分析

为识别气候变化背景下局地极端气温和降水的趋势变化,采用天津市塘沽气象站1954—2013年逐日气象资料,使用滑动平均和Mann-Kendall趋势检验法对8个气温指标和6个降水指标的变化趋势进行分析。结果表明,该地区年平均气温以0.33℃/10a的速率上升;年平均气温日较差(DTR)呈上升趋势,但速率较小;年内热日和暖夜出现的频次呈增加趋势;全年降水总量变化趋势不明显,但降雪量下降明显,该站从1980年以后一直未观测到降雪;每年极端降水出现的频次较稳定。因此,气候变化对天津市的主要影响为气温升高和降雪减少。     

基于SWAT模型和降水随机模拟的径流预测

降水为气象数据中对径流模拟结果影响最大的因素,对径流过程造成的影响较大,为预测未来不同量级降水情景下的径流过程,将SWAT模型和耦合Markov链-Gamma分布的降水随机模拟相结合.以王快水库以上流域为研究区域,构建SWAT模型并进行参数率定和验证.以阜平站60 a逐日降水资料为基础,通过构建不同量级降水下的随机模拟...     

凌源市夏季降水气候特征及预报预警服务

本文利用凌源市气象站1980-2019年的夏季逐日降水资料,使用应用回归分析方法,研究近40年来本地区夏季降水规律,分析降水异常原因.     

基于广义形态学滤波和EEMD分解的滚动轴承故障诊断

在信号处理中,由于严重噪声的干扰,往往会对EEMD分解造成影响,因此提出广义形态滤波和EEMD相结合的方法。首先利用广义形态滤波对故障信号进行滤波,减小噪声的干扰,然后利用EEMD对去噪后的信号分解,选择相关系数最大的本征模态分量并从其频谱图中提取特征频率。结果证明该方法能成功地去除噪声对EEMD分解的影响,从而能准确检测到故障信号的特征频率,具有广泛的应用前景。     

鄱阳湖流域1951-2010年极值降水指数变化趋势分析

采用"STARDEX"项目的极值降水指数,借助MK趋势和突变检验、ARCGIS等方法,揭示1951-2010年鄱阳湖流域极值降水指数的变化趋势特征,以期为流域的洪涝灾害风险管理提供数据支持。结果表明:1各站的简单降水强度基本为上升趋势,主要贡献来自冬季和秋季;pn10mm指数在夏季多数站点上升,在春季则全部为下降趋势,造成多数站点年序列呈微弱下降趋势;各站pfl90指数基本为上升趋势;多数站点pnl90指数也为上升趋势,上升趋势主要来自夏季的贡献。2多数站点年最大1d、3d、5d、10d降水量的变化趋势均不显著;最大1d降水量多数站点上升,最大10d降水量则多数站点下降;流域内各站pq60~pq95指数存在比较一致的上升趋势,pf60~pf95指数则反之。     

基于天然降水的因旱粮食损失分析方法及评估模型

在系统分析因旱粮食损失因子的基础上,进一步分析了各影响因子作用下因旱粮食损失变化趋势。利用长系列降水资料,建立了基于降水量、时间变化的二元因旱粮食损失评估模型,可准确预估旱作农业区不同降水条件下不同水平年的粮食作物单位面积因旱损失数量,可科学有效地指导抗旱减灾工作。     

基于加权灰色关联模型的干旱区玉米覆膜耕作方式评价

通过设置垄作全膜、垄作半膜、平作全膜以及平作半膜4个覆膜耕作处理,采用加权灰色关联模型评价不同覆膜耕作方式的优劣.结果表明:垄作全膜处理保水保温效果明显;干旱条件下,耕作措施较覆膜方式对地温的影响更为明显;而在水量充沛条件下,覆膜方式则表现出对地温更显著的影响.田间起垄耕作结合全膜覆盖的种植方式,有利于干物质的积累,促进滴灌条件下玉米产量的形成,同时提高水分利用效率,为干旱区农业节水和玉米高产提供了技术依据.     

景电灌区降水与气温随时间变化特征分析

为探明景电灌区近年来气候变化规律,深化对灌区气候变化的认识和理解,以甘肃省景泰县1983—2017年的降水及气温日数据为基础,运用线性倾向分析、Mann-Kendall趋势检验及小波分析等方法,研究了景电灌区降水与气温不同时间尺度的变化,并预测了灌区降水的发展趋势,结果表明:近35 a景电灌区降水量呈缓慢上升趋势,气候倾向率为0.38 mm/a,冬灌降水呈显著上升趋势,其余灌季均呈下降趋势;灌区年降水量变化存在7 a和11 a这2个主要的周期尺度;灌区近35 a平均气温和极高气温均呈显著上升趋势,气候倾向率分别为0.056,0.050 ℃/a,而极低气温上升趋势不明显;灌区各灌季平均气温均呈上升趋势.由此看出,景电灌区气候变化整体呈暖湿化趋势,灌季尺度上,仅冬灌期间呈现明显的暖湿化趋势,其余灌季呈暖干化趋势.     

基于谐波分析的降水量预测模型研究

降水量预测是制定防旱、抗涝、救灾对策的重要依据,其预测方法是能够科学准确预测降水的重要手段。基于降水量存在多样性、复杂性及随机性的特点,采用降水距平法对降水量变化进行分析,运用谐波分析法建立降水量预测模型;以葫芦岛地区为例,根据葫芦岛4个气象观测站47 a（1960-2006年）的降水资料,对该模型进行了具体的应用。结...     

干旱区人工绿洲水土资源承载状态演变分析

为明晰干旱区人工绿洲水土资源承载状态在时间序列上的演变过程,以甘肃省景电灌区为例,引入多级模糊分级理论建立水土资源承载状态综合评价指标体系.基于熵权法和物元分析理论构建物元分析模型,同时集成黄金分割率、组合赋权法及云理论构建综合评价云模型,对灌区1994,2002,2010及2018年的水土资源承载力状态进行综合评估.结果表明:水土协调度和地下水矿化度是灌区水土资源承载力发生变迁的主导因素;研究区各时期水土资源承载状态均处于“轻微承载-承载良好”,整体上呈良性演变趋势;水土资源承载力综合评价云的熵值(En)及超熵值(He)分别为0.027 1,0.026 3,0.024 4,0.026 7和0.006 7,0.007 8,0.006 5,0.005 7,数值较小,且He/En小于1/3,表明评估结果与实际水土资源承载状态呈现一致性.     

基于模拟优化模型的干旱风沙草原区水-粮食-能源关系

定量分析干旱风沙草原区水-粮食-能源(WFE)关系,可为制定草原区生产、经济和生态环境等政策提供科学的支持.采用基于Python语言的 MODFLOW模型——FloPy,在考虑研究区牧草产量和灌溉能源消耗的基础上,构建了一个紧密耦合干旱风沙草原区WFE系统理想案例的多目标模拟优化模型,并使用多目标优化工具Pymoo框架下的NSGA-Ⅱ算法进行了求解.结果表明:所构建的模拟优化模型可以定量计算干旱风沙草原区的WFE关系,Pymoo提供的NSGA-II算法在WFE关系多目标优化中具有较好的搜索效率与稳定性;使用权重w_x对设定的6种方案进行对比分析,一般年(方案1—3)与干旱年(方案4—6)的地下水水位差最大值分别为1.15,1.43,1.34,0.96,1.26,1.15 m;一般年和干旱年灌溉水量最大可减少136.90%和134.37%,作物产量增加18.60%和18.31%,节省能源26.94%和27.89%.     

基于电磁感应的典型干旱区土壤盐分空间异质性

为研究干旱区土壤盐分空间异质性，指导农业生产实践，运用大地电导率仪（EM38、EM31）对研究区域进行移动式磁感调查，获取表观电导率（ECa）。同时，通过27个校准点的采样和ECa测量，建立土壤盐分的电磁感应解译模型。干旱区土壤盐分质量分数与EM38、EM31水平模式读数（H38、H31）显示出良好的相关性（R=0.935），可以利用ECa结合GIS和地统计学知识研究土壤盐分的空间分布。采用两种方法进行研究：一种是先利用解译模型获取磁感调查点的土壤盐分质量分数，然后进行地统计分析研究其空间分布；另一种是先利用地统计分析研究H38和H31的空间分布，然后利用解译模型通过栅格运算计算盐分质量分数，精度检验显示前者预测值与实测值之间的相关性更好（R2， 0.888＞0.873）；标准差较低（std. 0.414＜0.426），具有更高的预测精度。研究结果表明，基于电磁感应研究干旱区土壤盐分空间异质性是切实可行的，这对于土壤盐渍化的快速诊断，指导农业生产和促进精准农业的发展具有重要的意义。     

基于小波分析的双城市降水量变化分析及预测

分析不同取样周期下生成的小波图像,对图中显示的与降水周期有关的信息加以分析,并预测未来几年降水量的丰枯情况。先用已有数据进行验证性试验,结果周期为8年时准确性达到75%,周期为3年时准确性达到100%。根据双城市1952-2006年降水数据,利用小波模型分析降水周期变化规律,并对未来7年的降水情况进行预测,整体降水量偏低,只有2009、2012和2013年高于491mm。     

干旱区秸秆覆盖对滴灌棉花生长及产量的影响

为探索秸秆覆盖对北疆滴灌棉花生长特征和产量的影响,2009—2012年期间,以小麦秸秆为材料,在非盐碱土和盐碱土2种土壤条件下,进行了无覆盖（LUM）、表层覆盖（LSM）、地表以下30 cm深处覆盖（LM30）的测坑对比试验.结果表明：秸秆覆盖对棉花生长及产量具有一定的促进效果,对盐碱土种植的棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用显著,而对非盐碱土棉花株高、叶面积指数和产量的促进作用不明显.地表覆盖综合调控效应优于30 cm深层覆盖,尤其是在棉花花铃期,在盐分抑制方面地表覆盖要比30 cm覆盖效果好;30 cm覆盖在苗期和蕾期可以给棉花生长创造比较好的条件,而在花铃期以后这种覆盖效果不太明显;表层覆盖处理棉花产量最高,高出无覆盖处理3.2%-17.9%,高出30 cm深层覆盖3.1%-16.3%.     

基于SWAT模型的金华江上游土地利用变化对径流影响的研究

流域内土地利用变化对水文循环有着重要影响.本文通过在金华江上游建立SWAT模型,模拟了不同土地利用情景下流域径流的变化特点,结果表明:SWAT模型模拟精度高,其中验证期Ens=0.85,R2=0.85,Re=0.07,可以模拟及分析流域水文对土地利用变化的响应;在该流域内,林地有减少径流量的作用而草地和耕地相反;保护耕地使流域内农业产量增加但也使径流量增加,且增加量集中在雨季.