水文气象序列趋势分析与变异诊断的方法及其对比

日趋频繁的极端天气和水文事件对经济发展和人类生命安全构成重大危害,水文气象序列的趋势变化分析与预测研究是避免和控制这些破坏性全球环境变化的前提,也是目前亟待解决的科学问题之一。基于现代数学和统计学理论,气象学和水文学研究人员对水文气象要素趋势检验和突变点识别的方法做了大量的研究。针对当今普遍采用的参数统计、非参数秩检验和小波分析方法及其本质原理,在分类阐述的基础上,系统归纳总结了各个方法在应用过程中存在的问题及解决方案,并以黑河流域托勒气象站年平均气温为实例对比分析各方法计算结果的差异性,凝练出水文气象序列趋势分析与变异诊断的理论与方法系统体系,为今后理论方法的进一步改进及应用发展提供参考。

长江黄河源区水文和气象序列周期变化分析

应用Meyer小波,对江河源地区近50a来年径流量、年降水量和年平均气温做周期分析,发现江河源地区水文气象序列的变化周期基本在22a、16～17a、11a、7～8a、5～6a和2～3a左右的时间尺度上浮动。而这些基本周期正是太阳黑子活动周期和海-气相互作用的周期,说明江河源地区水文、气象序列的周期变化受天体运动变化的影响。天体运动直接影响降水和气温的周期变化,进而在一定的下垫面条件下,影响径流的周期变化。

基于雅砻江流域洪峰流量时间序列的非平稳性研究

针对水文气象时间序列广泛存在的非平稳性问题,通过MK趋势检验、Pettitt突变检验和广义可加模型GAMLSS研究雅砻江流域年最大洪峰流量时间序列的非平稳性特征.研究发现,流域局部地区极端降水显著增大导致年最大洪峰流量相应地不显著增加,河道上游调蓄性水库可缓解极端降水增大导致汛期洪峰流量不显著增加的潜在洪灾影响.流域支流或小流域水文站易受局地气候影响,洪峰流量序列呈现非平稳性.对于部分站点洪峰流量频率设计值随时间增大的工况,建议复核当前相关工程防洪安全.随着集水面积增大、支流汇入,局部极端气候影响减小,洪峰流量时间序列恢复平稳.目前,雅砻江中游干流洪峰流量时间序列基本仍维持平稳状态.该研究成果对变化环境下工程设计具有参考价值.