小波分析方法在月降水量多时间尺度分析中的应用

为了研究查哈阳灌区月降水量在时域中存在的多层次时间尺度结构和局部化特征,运用小波分析理论,采用Mexican Hat小波函数对降水量序列进行小波变换,进而分析其多时间尺度特性,揭示降水量在不同时间尺度下的小波变换时频特征及其丰枯交替变化的周期规律。研究结果表明,从80~120个月的较大尺度来看,灌区的月降水量可能存在30年左右的周期变化,且未来5年将仍处于偏少期;随着尺度的减小,则表现出突变点增多、周期变小的现象,且降水量很快就会从偏少期转为偏多期。     

基于EMD的北洛河天然年径流量变

针对小波变换的不足之处,运用EMD方法对北洛河下游控制站状头水文站1956～2000年的还原后的天然年径流量时序进行多时间尺度分析,发现北洛河的天然年径流量变化存在准2～4年、准4年、准8～10年、准22年的波动周期,并分析了各分量的趋势变化。结果表明,EMD作为一种全新的多分辨率信号处理方法,可以更精确地提取年径流量时序中不同波动周期的分量,在水文水资源变量的分析及预测中具有广阔的应用前景。     

近58年来宁夏可利用降水量多时间尺度变化特征分析

依据宁夏1951—2008年月降水及气温资料,计算了可利用降水序列。运用地统计方法、小波分析法及气候趋势系数等方法分析了宁夏近58年来可利用降水量的空间分布及多时间尺度变化特征。结果表明,宁夏多年平均可利用降水量68.5mm,自北向南依次增大;7—9月占全年的69.14%～77.48%;夏季可利用降水量占年值57.81%～67.44%,秋季次之(19.87%～27.27%),冬季最小;存在3年、6年与10年振荡周期;未来,宁夏大部分地区陆面蒸发呈增加趋势,增幅0.516～6.796mm/10a,且自北向南依次增大;各地年、夏季及秋季可利用降水量均呈减少趋势,中部干旱带减幅最大(9.839～15.779mm/10a),北部引黄灌区以5.784～8.477mm/10a幅度减少,南部山区则以6.741～8.229mm/10a的幅度减少。     

东江流域蒸发皿蒸发量时空演变特征及其原因分析

利用东江流域1956~2000年15个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,东江流域年蒸发皿蒸发量整体的下降趋势非常显著,在1986年前后发生了非常明显的下降突变,下降速率达30.9 mm/10a,45年来下降了约139.0 mm;流域下降趋势存在明显的区域差异性和较大的空间异质性。东江蒸发量下降的原因主要是日照时数和平均风速的显著下降,抵消了气温上升所引起的蒸散量的上升,反而使蒸散量呈现为显著下降趋势;平均日较差的显著下降在蒸发皿蒸发量减少趋势中可能也起着重要作用。     

基于小波分析的年最大径流预测方

径流序列可以看成是各种不同成分线性叠加构成的时间序列。利用小波变换良好的局部化时频分析能力，将年最大径流序列进行分解，使其趋势项、周期项和随机项得以分离。各子序列分别代表不同的时间尺度，反映了各种物理因素对径流过程的影响。然后根据各子序列的特性分别建立幂函数、周期函数或ARMA模型并进行预测。最后将各子序列的预测值合成，得到年最大径流序列的预测值。对宜昌站1991年至2002年最大径流量的预测结果表明，该方法是切实可行的。并指出小波包变换在分析中、高频信息方面优于小波变换，有助于进一步提高预测的精度。     

基于子波变换的烟台市降水变化特征的多时间尺度研究

为研究烟台市年降水量变化的多时间尺度结构特征,采用Morlet子波变换分析法,对烟台市1960~2004年的年降水量进行了小波分析。结果表明:近40年来,烟台市年平均降水量整体呈下降趋势,且存在明显的4年、13年和28年的3类特征时间尺度和相应的震荡周期;小波方差进一步分析发现,烟台市年降水量变化具有4年和13年的主周期,且以13年周期最为显著;由小波方差检验出主要周期的小波系数实部可知,在未来的15年内,烟台市降水将会处于偏丰期。     

基于子波变换的烟台市降水变化特

为研究烟台市年降水量变化的多时间尺度结构特征，采用Morlet子波变换分析法，对烟台市1960~2004年的年降水量进行了小波分析。结果表明：近40年来，烟台市年平均降水量整体呈下降趋势，且存在明显的4年、13年和28年的3类特征时间尺度和相应的震荡周期；小波方差进一步分析发现，烟台市年降水量变化具有4年和13年的主周期，且以13年周期最为显著；由小波方差检验出主要周期的小波系数实部可知，在未来的15年内，烟台市降水将会处于偏丰期。     

叶尔羌河年径流量动态变化趋势分析

建立了叶尔羌河卡群站年径流量（１９５４～１９９７ 年）的时间序列模型,该模型可用于年径流量预测。根据分析结果,卡群站年径流量具有不显著的递增趋势和明显的周期变化,同时具有一定的随机性     

洞庭湖流域降水多尺度特征与趋势预测及空间分布规律

对降水的多尺度周期规律进行研究,可以深层次分析降水特征及演变趋势,能够为水资源系统决策提供依据。以洞庭湖流域为研究对象,以流域11个代表性雨量站1958-2009年降水资料为基础,采用小波分析法,研究了各站年降水多尺度周期特征以及演变趋势,进而分析了其空间分布规律。结果表明:小波分析法在水文、气象等非稳定信号序列的多尺度特征分析与趋势预测中独具优势;洞庭湖流域不同地区年降水多尺度周期特征具有较明显的空间分布规律,而不同地区年降水的演变趋势大致相同,整体将处于降水偏少状态。     

气候变化对岩溶区流域极端径流频率分析的影响研究

通过选取中国西南岩溶区澄碧河流域为实例,研究了气候变化对岩溶区流域极端径流频率分析的影响.选取年最大1日、3日、5日径流量和年最大洪峰流量为极端径流指标,首先,通过线性趋势和突变检验方法对该流域的极端径流进行趋势和突变分析.之后,分别采用年最大值法AM和超定量法POT进行抽样,并以广义极值分布GEV和广义帕累托分布GP...     

基于EMD的黄河下游利津站年水沙量变化的多时间尺度特征

运用经验模态分解方法对黄河下游利津站1952~2009年的年水沙量的时间序列资料分别进行多时间尺度的分析,得到各自具有不同周期的波动分量以及趋势分量。研究结果表明：利津站年水沙量的变化过程具有复杂的多时间尺度特性,是各种波动成分共同作用的结果;年水量和年沙量变化过程均存在三个波动周期,且趋势项呈递减降低的态势,而各分量的波动周期大致相近;两者相同尺度下的分量之间具有显著的相关性,而不同尺度下的分量之间基本无相关性,揭示了水沙变化过程内在多时间尺度振荡结构和特征。     

年径流时间序列的混沌分析

在介绍重构相空间技术的主要定量指标(关联维数D2和柯尔莫奇诺夫(Kolmogorov)熵)的基础上，针对长江上游绵阳地区和岷江上游紫坪铺水文站的年径流时间序列，探讨了不同嵌入维m下其关联维数的变化规律。得到绵阳地区年径流时间序列的饱和关联维D2=4.11，最低嵌入维m=8，Kolmogorov熵k= 0.303；紫坪铺年径流时间序列的饱和关联维D2=2.58，最低嵌入维m=5，Kolmogorov熵k= 0.302；并且得到两个年径流序列的最大预测年限为4a，为年径流预测提供了较为科学的依据。     

基于条件概率分布的玛纳斯河年径流序列频率分析

根据玛纳斯河1956―2006年年径流序列数据,采用Mann-Kendall突变检验法和累积距平法对其变化趋势及突变进行了分析,通过条件概率分布法、K-S检验、OLS及AIC对其进行了拟合优度检验。结果表明,玛纳斯河年径流在1956―1995年呈现减少趋势,在1996―2006年年径流呈现增长趋势,并在1995年发生突变;最优分布的设计年径流值在各频率下均较传统频率法求得的设计年径流值增加1%~10%,条件概率分布相对于传统的水文频率计算方法得到的设计结果更有利于玛纳斯河的防洪安全及洪水资源利用。     

西江流域干流径流量演变特征分析

为了更全面地反映西江流域径流演变规律,以西江流域干流1957-2016年迁江水文站、大湟江口水文站、梧州水文站和高要水文站径流数据为基础,运用Mann-Kendall趋势检验法、T检验及有序聚类法等分析方法对西江干流年径流变化进行了分析。结果表明:①西江干流4个水文站径流年际变差系数在0.177~0.216之间变化,年际变化不大;②丰、枯特征具有一定的同步性,其中迁江站容易发生洪水及干旱;③经趋势性检验分析发现,四站变化趋势相同,其中迁江站变化最显著;④迁江站年径流量在2002年发生显著突变,其他3个水文站点并未出现显著突变点。结果可为西江流域水资源利用提供科学依据。     

气象因子的变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响

根据东江流域1961—2005年的气象资料,利用平均影响量和气象因子缺失数值试验,分析气象因子变化对参考作物蒸发蒸腾量的影响。结果表明,日照时数的平均影响量最大,温度、相对湿度其次,二者相近,风速最小;夏季日照时数的平均影响量比其他因子大得多,冬、春季日照时数的平均影响量依然最大,但与温度、相对湿度的平均影响量差距减小...     

基于小波分析的黄河上游径流变化周期研究

为了研究黄河上游径流变化周期,在综合评述已用方法的前提下,引入了小波分析法;然后采用Morlet连续小波变换,对兰州和贵德2站84年(1920～2003年)年径流时间序列变化特征进行了多时间尺度分析,揭示出黄河上游年径流在不同时间尺度下的小波变换时频特征及其丰、枯交替变化的周期规律;进一步分析其径流变化规律,发现黄河上游年径流变化具有同步性,现正处于偏枯期;最后对分析结果进行小波系数过程线及方差图检验,得出黄河上游年径流具有32年的主周期变化规律,同时预测2007年后的17年(2008～2024年)时期内,将处于偏丰期。     

辽河流域径流序列特性分析

以辽河干流、浑河、太子河3个子流域为研究区域,依据地域代表性选取辽河干流石佛寺水文站、浑河沈阳水文站、太子河辽阳水文站为分析测站,依据各测站1956-2000年月径流资料,分析辽河流域径流年内、年际变化规律.结果表明:辽河流域径流年内分配极不均匀,月径流变化幅度比较大,其中辽河干流最大月径流可占年总径流的60%以上;径流年际变化趋势不显著,约存在10a、12a、19a、21a的周期.