关中盆地降水量变化趋势的Mann-Kendall分析

采用关中盆地1959—2006年的气象资料,应用Mann-Kendall检验方法分析了关中盆地降水量的年季变化趋势和突变情况。结果表明:关中盆地降水量总体呈减少趋势;春、秋季节降水量呈下降趋势,夏、冬两季降水量均呈上升趋势;年降水量的突变发生在1992年,之后降水量总体开始下降,到21世纪依旧呈减少趋势;春季降水量在1994年发生突变,降水量明显下降;夏季降水量突变于1978年,之后降水量开始上升;秋季突变于1973年,之后降水量转变为下降趋势;冬季降水量总体呈增加趋势。

基于Mann-Kendall检验法的贺江流域降水量和径流量趋势变化分析

采用Mann-Kendall检验法对贺江流域近50年的降水量和径流量变化趋势和突变特征进行分析,结果表明:①贺江流域多年平均降水量为1632.8 mm,多年平均径流量为78.6亿m3;②贺江流域降水量和径流量总体呈现上升趋势,全年、雨季上升趋势不显著,枯季上升趋势显著,通过信度90%显著性检验;③20世纪90年代以前,贺江流域降水量和径流量突变特征基本一致,90年代之后,突变特征出现差异,径流量突变点明显较降水量偏多。

基于Mann-Kendall的沈阳水文站年径流量变化分析

本文以沈阳(三)水文站1984-2014年的实测年径流资料为基础,采用滑动平均法、Mann-Kendall检验法,从径流的趋势特征、突变特征等方面对沈阳水文站的径流特征进行了分析研究。研究表明,年径流丰枯交替出现,经历了一个"减-增-减-增"的变化过程。

Mann-Kendall检验法在新西河水库富营养化趋势分析的应用研究

在水库富营养化研究中,一般常采用营养状态指数对水库营养状态进行分级,然后采用变化趋势与倾向率法判断富营养化趋势。该方法能够直观反映整个分析时段内营养状态指数的升降趋势,但无法反映不同时段内营养状态指数的升降趋势。Mann-kendall趋势检验法和突变分析法则弥补了该缺点。

10 kV电缆接头局部放电趋势分析及预警方法研究

电缆接头是局部放电频发的位置,针对目前对局部放电趋势研究的不足和预警不及时的问题,提出了一种基于Mann-Kendall检验法和长短期神经网络(LSTM)的局部放电的趋势分析和预警方法。为了清晰地揭示局部放电数据的趋势特征,文中采用Mann-Kendall检验法对采集的暂态地电压(TEV)数据进行处理,定量计算趋势变化及突变点检测。文中提出基于Mann-Kendall检验法和LSTM算法的综合预警模型,该模型利用LSTM预测TEV序列幅值,并用Mann-Kendall计算预测值的趋势参数,通过综合考虑TEV幅值大小和趋势参数实现了电缆接头局部放电主动预警。算例结果表明,Mann-Kendall能清晰揭示局部放电变化趋势,LSTM对局部放电数据预测效果良好,基于二者构建的预警模型能较好地对局部放电进行预警。

黑龙江干流黑河市城区段河床演变研究

黑龙江黑河市城区河段河道受自然及人为因素影响,河床演变复杂。采用Mann-Kendall趋势检验法和双累积曲线法分析了水沙变化趋势。基于实测水文和泥沙资料,对河床稳定性及冲淤变化进行了定量研究。研究结果表明,该河段属于少沙河流,结雅河口以上年径流和输沙量随时间呈减小趋势,结雅河口以下年径流没有明显的趋势性变化,年输沙量呈减小趋势。自然状态下,河段岸线和深泓线位置基本稳定,河床冲淤变化不大,以约10年为一个周期,基本可以达到冲淤平衡。在人类活动及支流汇入影响下,黑河水位站至长发岛段纵向不稳定,预测会引起该段未防护岛屿洲滩的岸线变迁。

大沽河流域水文情势变化研究

[目的]探究大沽河流域长时间序列下径流的变化趋势和周期特征,为大沽河流域的水资源管理和可持续发展提供理论参考。[方法]基于大沽河流域南村水文站1956—2020年和闸子水文站1956—2016年的实测径流资料,采用Mann-Kendall检验法、滑动t检验法分析多年径流量变化趋势和突变时间,采用Morlet连续复小波法分析了流域多年径流量的周期特征。[结果]大沽河流域多年径流量整体呈下降趋势,且呈现出汛期(6—9月)流量多、非汛期流量少的特点,流量峰值一般出现在8月。南村站径流于1976年发生突变,闸子站径流于1979年发生突变。大沽河流域径流量在多个时间尺度下均出现明显的周期变化,第一主周期在20 a左右,且在20世纪80年代之前周期震荡显著。[结论]大沽河流域长时间序列径流量呈现出显著下降的变化趋势,流域径流量在20世纪70年代发生突变,且存在不同时间尺度周期变化的特征,未来应加强径流变化机理研究。

1952-2008年延河流域降水与径流的变化趋势分析

利用延河流域控制站甘谷驿水文站流量实测数据及流域内5个县级气象站降水观测数据,分析了1952-2008年间甘谷驿水文站以上延河流域降水与径流的年内、年际变化特征,并运用滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法和Sen斜率估计法对延河流域降水、径流的变化趋势进行了分析。结果表明,延河流域汛期降水量和径流量分别占全年降水量和径流量的72%和64%。20世纪50年代至90年代,径流变化过程基本与降水过程一致,但到了21世纪初期,降水量呈先升后降的变化趋势,而径流量呈下降趋势。1952-2008年间流域降水量呈微弱的减少趋势,而冬季降水却以0.18mm/a的幅度显著递增。甘谷驿站汛期径流量以99.25万m3/a幅度显著降低。从径流的季节变化上来看,春季降低趋势不显著;夏秋两季径流分别以83.83万m3/a和26.16万m3/a的幅度显著减少;而冬季径流以15.62万m3/a的幅度显著增加。虽然相关分析表明降水变化与径流变化有较好的相关关系,但人类活动对径流的影响不容忽视。

海河平原1956年-2011年降水特征分析

基于海河平原28个四级子区1956年-2011年逐月平均降水量数据,运用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析等方法,对海河平原年降水量变化特征进行研究。结果表明:海河平原北部和南部降水最丰,中部滨海地区次之,而中部山前地带最寡;降水主要集中在夏季,约占全年降水量的68.7%,冬季降水量最少,约占全年降水量的2.5%。研究还发现,近56年来海河平原年降水量呈现不明显的下降趋势,这主要是由夏季降水量明显减少造成的。28个四级子区中,年降水量下降趋势较为显著的子区有12个,主要分布在黑龙港运东平原及西北部山前平原,而个别子区降水量变化呈现不明显的上升趋势。近56年,海河平原年降水量整体上的周期性变化不明显,但在1956年-1990年、1956年-1980年、1993年-2008年期间分别存在4a、11a和7a尺度的周期变化。

2000-2010年福建省植被覆盖度的时空演变特征

运用趋势分析法及Mann-Kendall趋势检验法对福建省2000—2010年植被覆盖度进行了分析,探究福建省植被覆盖度的时空演变过程。结果表明:(1)福建省植被覆盖度以每年0.003 15的速率增加,但在2005年存在一个明显的波动下降,植被在7月,8月,9月份盖度最大。(2)根据我国植被覆盖度分类标准,福建省以高植被覆盖度为主,2000—2010年低、中植被覆盖度向高植被覆盖度转化15.84%。(3)各市区植被覆盖度变化显著,其中莆田市、宁德市、漳州市变化最为明显。通过各区域的趋势百分比可知,福建省各市区植被覆盖度以增加为主,各市区植被覆盖度增加百分比为:宁德市>漳州市>福州市>泉州市=莆田市=厦门市>龙岩市>南平市>三明市。(4)不同植被类型区植被盖度在年际变化尺度呈现稳步增加的趋势,各植被类型盖度均值介于0.596~0.799,此外植被覆盖度的增加量顺序依次为:湿地>草地>农作物>非植被>阔叶林=针叶林。

大渡河流域极端气温时空分布特征研究

【目的】全球气候变化下,极端气候事件发生的频率、强度等日益增强,其可对流域环境等产生重大影响。大渡河流域不仅是我国长江上游生态屏障和川滇生态屏障的重要组成部分,也是长江流域干旱半干旱河谷的重点分布区域,流域内保护鱼类分布较多,对气候变化敏感。为此,探究大渡河流域极端气温指数时空分布特征。【方法】以大渡河流域为研究对象,基于该流域1964—2018年共55年的逐日气象数据,采用线性拟合、Sen′s斜率估计以及Mann-Kendall非参数检验等方法对大渡河流域的极端气温指数进行了分析;利用协同克里金法进行空间插值,分析了极端气温指数的空间分布规律。【结果】大渡河流域极端气温事件存在明显的年际变化,16个极端气温指数中有11个指数呈上升趋势,5个指数呈下降趋势。除气温极值外,上升速率最快的是SU25,上升速率为2.0 d/10 a;下降速率最快的是FD0,下降速率为1.6 d/10 a。除CSDI和WSDI在流域内变化趋势为0外,其余各极端气温指数变化速率在空间分布上有明显的差异性,海拔高度为导致大渡河流域极端气温指数空间分布特征的主要影响因子。【结论】在时间尺度上,大渡河流域极端气温指数中表征暖的指数均呈上升趋势;表征冷的指数(除TNn和TNx外)均呈下降趋势;其他指数中GSL上升速率较快。这表明该流域在近55年内整体呈变暖趋势,冬季变短夏季变长,且适宜植被生长的温度持续时间增长。突变检验表明各极端气温指数突变除TN10外均为显著突变,且突变年份集中在2000年前后。在空间尺度上,冷指数中ID0、FD0上游上升速率高于中下游,暖指数中TR20、SU25中下游上升速率大于上游,GSL上游上升速率明显高于中下游。流域整体呈变暖趋势且中下游更容易发生极端高温事件。研究成果可为大渡河流域极端气候灾害预警和水生态保护提供科学依据。

黄河北干流水沙时空变化特征及协调性分析

为了解黄河北干流河段径流和输沙的时空变化规律及趋势,基于2002—2021年黄河北干流水沙数据,采用Mann-Kendall检验、突变点检验、小波分析、水沙关系协调性分析等方法,对黄河北干流河段的头道拐、龙门、潼关3个水文站2002—2021年的水沙时空变化特征进行了分析。结果表明:黄河北干流河段的输沙年内不均匀程度和集中度均大于径流,并且年内特征变化更加显著;各站径流集中期主要出现在9月,而输沙集中期主要在8月和9月;流域内水沙变化的显著突变年份多发生在2005年和2017年,可能与近年大型水利工程的调控影响相关;3个水文站水沙序列主要时间尺度对应的周期分别为13、10、9 a;黄河北干流的水沙不协调性在2008年之前主要表现为水少沙多,而在2008年之后则表现为水多沙少,其中头道拐的来沙系数始终小于0.009,一直处于水多沙少的状态。总体上,研究期内黄河北干流河段径流量在不断上升,而输沙量明显减少,且随着时间的推移水多沙少的趋势愈发显著。

近41年南水北调中线工程安阳河以北段冬季气温变化特征

为进一步深化对南水北调中线工程安阳河以北段冬季气温变化规律的认识,选取沿线10个国家气象站1981—2021年的冬季日平均气温数据,借助气候倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波分析等方法,对南水北调中线工程安阳河以北段近41 a来的冬季气温变化特征进行了系统分析。结果表明:①在1981—2021年间,南水北调中线工程安阳河以北段各站冬季平均气温整体上表现为由南向北逐步降低的趋势,同时时间序列具有明显的同步相关性和冷暖同步特征,尤其是邻近站点之间,相关系数甚至超过0.9;②在近41 a间,各站点冬季季度及月度平均气温在波动中呈现明显的升温趋势,总体上可将1980年代中后期、2000年代初期和2010年代中前期作为沿线区域冬季平均气温突变的节点;③在研究时域内,南水北调中线工程安阳河以北段多数站点以40 a为第一主周期,冬季平均气温先后经历了低→高→低→高的循环交替,而且在未来一段时间内仍将继续偏高,为冬季实施冰期动态调度提供了有利条件。研究成果可为南水北调中线工程优化冰期输水调度、提升冬季渠道过流能力和防范各类冰冻灾害发生提供科学依据。

中洲河流域降水径流变化趋势特征分析

以中洲河流域1970—2021年长系列年径流、逐月降水量等资料为基础数据,分析流域降水径流年际变化和年内分配规律,并应用Mann-Kendall法对流域降水、径流变化特征进行分析,结果表明:①中洲河流域多年平均降水量为2222 mm,多年平均径流量为11.92亿m^(3),多年平均径流深为1356 mm;年降水量及年径流量年际变化很大,年内分配不均匀;②流域全年、汛期、枯水期径流量总体呈下降趋势,其中枯水期下降趋势显著;③流域全年及枯水期降水量总体呈上升趋势,其中枯水期上升趋势显著;④20世纪90年代以后,流域枯水期降水量和径流量突变特征差异明显,枯水期水文规律受人类活动影响明显。

黄河流域径流量变化特征分析

水资源在流域生态保护和高质量发展中非常重要,明晰流域径流量变化特征将更有利于水资源的充分利用。黄河流域上游径流量的主要影响因素为气候变化,中游与下游的主要影响因素为人类活动,通过Mann-Kendall突变检验、累计距平和小波分析方法,对黄河流域代表性站点(头道拐、花园口、利津)1960~2020年的径流量数据进行分析,研究了3站60年内的径流序列演变规律。研究结果表明:本文所选用的3个站点的60年内径流量呈现逐渐减少的趋势,表现较明显的是下游径流量变化;3站径流量分别在1985年、1985年和1977年发生突变,并在1995年、1992年和1986年发生显著性减少;此3站的第一主周期是20年、15年、15年。

怀柔水库流域水文要素演变特征分析

怀柔水库是北京市重要的饮用水源地和水资源调度枢纽,在洪水防御和水资源调配等方面发挥着至关重要的作用。为更好地开展防洪调度和水资源配置工作,采用Mann-Kendall非参数检验法对怀柔水库流域的水文要素演变情况进行分析。结果表明,怀柔水库流域降水量和径流量年际变化较大,年内分配不均匀,存在显著的季节特征,均在波动中呈现下降趋势。其原因除气候变化外,植树造林、修建水库、灌溉农田等人类活动会在一定程度上改变流域下垫面情况,从而对降水和产汇流造成影响。

绿兰水文站1982-2016年径流量演变特征分析

为了研究中小河流径流量演变的特征,选用线性趋势法、morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验法等多种方法,对绿兰水文站1982-2016年35 a径流量变化趋势性、突变性、周期性进行分析。结果表明:(1)绿兰水文站径流量序列整体呈微弱上升变化趋势,年上升量为0.0 085 m^3/s;(2)径流量序列不存在实质性突变;(3)径流量序列存在多尺度周期变化规律,第一主周期为30 a,第二主周期为12 a,第三主周期为5 a。

气候变化对河川径流量的影响--以皇甫川流域为例

基于非参数检验方法 Mann-Kendall法,对黄河中游皇甫川流域的降水、平均气温和径流量的长期变化趋势和序列突变情况进行了检验,并运用水文敏感性分析和降水—径流相关关系分析两种方法探究了皇甫川流域径流锐减的原因。1985—2006年,皇甫川流域的气候暖旱化趋势显著。其中,年降水系列呈减少趋势,但减少趋势不显著;年平均气温呈明显的上升趋势,远远超过了α=0.05的显著性水平。年径流量也表现出显著的减少趋势,显著性水平α=0.1。径流突变性检验结果显示,在1998年前后皇甫川径流出现显著变化,天然时期(1985—1998年)和径流变化时期(1999—2006年)相比,年均径流量减少了60%。归因分析表明,气候变化因素对年均径流变化的贡献率为46%,说明气候变化是导致径流减少的重要因素。

窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征分析

分析了榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域1966-2010年降水变化特征及集中期,利用IDW空间插值法研究降雨的时空分布规律,并通过Mann-Kendall非参数检验法和滑动t检验法对其突变和趋势进行检验。结果表明:榆林地区窟野河、秃尾河、佳芦河流域降水量总体稳定在400 mm左右,略有下降,降水多集中于7月中旬,不同时段降水量均为自上游至下游递增。研究时段内,年降水未发生突变,这为当地水资源开发和生态环境改善提供了有利条件。

1981-2013年宝鸡市雾霾日数变化趋势及突变分析

目的分析1981-2013年33a宝鸡市雾霾日数变化趋势及突变。方法收集宝鸡市1981-2013年气象站观测的雾霾日数数据,采用趋势系数、倾向率、一元线性回归、距平百分率、MannKendall突变检验和滑动t检验方法分析研究。结果与结论①在33a间,宝鸡市雾霾日数以16.253d/10a的趋势下降,且存在15a和24a的周期动荡;②冬季雾霾发生频率最高,春季略低,其次秋季,夏季最低;③1981-2013年7月份雾霾日数距平百分率波动范围最大,表明在33a内雾霾日数同期波动较为剧烈,且出现极端雾霾现象,9和10月略低,4、5、6和8月次之,2和3月较1月波动范围大,1月波动范围最小;④1981-2013雾霾日数在年、季都有明显的突变趋势,其突变类型表现不同。