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。

非一致水文序列频率计算方法应用效果比较分析

受气候变化与人类活动等因素的影响,水文要素时间序列频率计算的一致性假设难以满足,需要寻求一套适合非一致性水文序列计算的方法。收集了寸滩水文站资料,利用回归分析、Mann-Kendall法进行趋势分析,采用滑动T与Lee-Heghinian法进行突变检验。通过对非一致序列修正后进行频率计算和直接基于非一致序列进行频率计算2种方法进行对比研究,探索了不同处理方法的应用效果。结果表明:2种方法均能提高频率计算成果的可靠性。对于样本容量比较大的序列,2种方法处理效果相当;当样本容量比较小时,修正方法更实用,但改善程度有限,资料代表性对计算成果影响也很显著。实际工作中应尽量扩大样本容量,提高资料代表性,对具有一定趋势变化的序列进行一致性修正。

偏岩河流域年径流序列一致性分析

近年来,气温、降水等气候要素变化剧烈,加之人类通过兴建水利、土地利用等方式改变了流域下垫面,使产汇流机制发生了变化,从而导致水文循环发生变化。因此,气候变化和人类活动的使得水文序列的一致性发生了变化,径流、洪水等水文分析成果将随之变化,研究水文序列是否具有一致性愈发重要。基于此,为研究偏岩河流域年径流序列是否存在一致性,文章选择该流域内的木孔水文站径流序列,采用Speraman秩次相关检验法、Mann-Kendall检验法研究该序列的趋势,采用有序聚类法、滑动T检验法来判断该序列是否存在突变,以期为偏岩河流域年径流分析计算提供参考依据。

近60年昆明市气候变化特征分析

利用线性倾向率、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验（MTT法）和小波分析等数理统计分析方法,分析昆明市近60 a气候变化趋势和气候突变特征。结果显示：近60 a昆明市气候变化呈气温升高、降水量略微减少的暖干化趋势;气温上升率0.24℃/10 a,降水量下降率3.89 mm/10 a;干季增温强于雨季,而雨季降雨量下降趋势明显;2001~2010年是近60 a来昆明气温最高、降水量最少的10 a;昆明市气温变化包含5~10、10~15 a左右周期,其降水量变化有10~15 a左右的周期变化特征。

全球海表温度场中主要的年代际突变及其模态

用滑动t检验法对NOAA提供的改进扩展重建的全球海表温度场（1867-2005年）的年平均时间序列进行了年代际突变的定量检验。给出了几个年代际突变时期的时空分布，这些时期有：1894～1901年、1905～1909年、1920-1930年、1939-1945年、1954-1958年、1973-1979年和1994-1998年，并确定了全球海表温度年代际突变的时间，不仅发现了大家熟知的1924、1942和1976年左右的突变，还发现了1894、1907、1956年和最近的1997年的突变。分析表明，赤道太平洋和南太平洋是海温变化的敏感区的可能性较大，其次是北太平洋和南印度洋。用合成差分析得到了全球海表温度场的年代际模态的空间分布，1895～1906年和1908～1923年、1925-1941年和1943-1955年以及1977-1996年和1998-2005年这三对模态分别在大部分海域大体上存在较为明显的反位相结构，太平洋上各个时期均表现为PDO模态，只是强度和范围有所不同，大西洋的南北结构具有不对称性，增暖占主导地位。用滑动t检验法对PDO的年代际突变的信号进行了定量的检验，发现其年代际突变的时间依次为：1908、1924、1942、1956、1976和1997年，除了1894年的突变外，其余突变年份与上述全球海表温度场的年代际突变时间基本上是一致的，这说明PDO是全球海表温度场年代际突变的重要成员之一。假如存在1997年左右的突变，1998-至今时段就是全球海表温度场一个新的年代际背景，就其年代际模态而言，目前的强度比1943-1955时段的年代际背景还要强；就PDO目前的强度来说，与1909-1923和1957-1975这两个时段的强度大体相当。

陕北窟野河年径流变化特征分析与诊断

利用窟野河温家川站1961—2010年的流量资料,采用滑动平均法、距平累积法分析了近50 a来径流序列的变化特征,采用Mann-Kendall检验法和滑动t检验法确定了径流序列的突变点,并将各种方法得出的径流变化特征及突变时间进行分析和对比,初步讨论造成径流变化的主要原因。结果表明,窟野河近50 a来流量明显减少,径流时间序列可以大致划分为1961—1979、1980—1998和1999—2010年3个时期,人类活动特别是21世纪以来煤炭资源的大规模开采对窟野河流量减少有重要影响。

洞庭湖流域极端降水指数变化特征分析

基于洞庭湖流域17个气象站1961～2009年逐日降水资料,采用Mann-Kendall检验法和滑动t检验法对洞庭湖流域四种极端降水指数进行趋势分析和突变检验。结果表明,四种极端降水指数在洞庭湖流域不同测站表现出不同的变化趋势,但变化均不显著,基本上未通过置信水平检验,非常湿天、极端湿天在西北和东南方向的各测站均表现为上升趋势,雨日数在位于北部的部分测站表现为上升趋势,日最大降水量在大部分测站均表现为上升趋势;各指数突变年主要集中于20世纪后期,2001年后明显减少,表现突变减少年的测站数量明显多于表现突变增加年的测站数量。

延安市1980—2010年气温和降水的年际变化特征

选取延安市及周边14个气象站点1980—2010年逐月气象资料,利用自然邻点插值法对气象站点数据进行空间插值,得到延安市的年均气温和降水量,利用趋势分析、小波分析和极端变化分析方法,研究延安市气温和降水量的变化规律。结果表明：1980—2010年间,延安市气候变暖,年际气温持续升高,每10 a递增0.71℃,幅度较大;降水量呈小幅减少趋势,但年际波动较大。研究区气温和降水长周期变化规律存在很大的相似性,但5-10 a短周期变化差异明显,且震荡规律性减弱,相比而言,气温变化较降水量变化的稳定性强,变化规律更有序。

气候变化下湟水河西宁段区域水文变化研究

采用线性回归法、滑动平均法、Mann-Kendall趋势检验法和滑动t检验法对湟水河流域气候变化趋势进行了分析,在此基础上构建气候变化情景,利用SWAT模型进行了湟水河西宁段水文变化模拟。结果表明:1955—2010年气温与降水量均呈明显上升趋势,降水量、年均气温的线性变化率分别为20.01 mm/10 a、0.12℃/10 a;径流随降水量的增加而增加,随气温的升高而减少,且降水量变化对径流的影响更明显。

渭河流域宝鸡段气温及降水突变分析

采用累积距平法、Mann-Kendall突变检验法、滑动T检验法和Yamamoto检验法等方法,对渭河流域宝鸡段1956—2008年的气温和降水进行突变分析.结果表明:1)年平均气温在1993—1994年发生增高的突变.春、夏、秋、冬四季气温分别在1993,1993,1986,1987年发生增高突变;夏季气温在1975年发生降低突变.2)年降水量时间序列在1992年发生减少突变;春季降水量在1991,2000年发生减少突变;夏季降水量在1962年发生增多突变;秋季和冬季检验结果不突出,无法证明发生突变.3)多种突变检测方法相结合进行突变检测,即说明了出现突变的时间,又可以印证突变时间的准确性.

近52年潮州市日照时数的气候变化规律

为了研究潮州市日照时数变化对本区域内的作物生长、作物品质和作物产量的影响,利用潮州市气象观测站1960—2011年逐月的日照时数资料进行统计分析,采用气候倾向率、距平百分率、滑动t检验、小波分析等方法来分析52年来潮州市日照时数的变化规律。结果表明,近52年来潮州市日照时数在20世纪60年代和90年代到21世纪初偏多,20世纪80年代左右偏少;日照时数变化最大的季节为秋季,最小的是夏季;突变检验显示,20世纪90年代日照时数出现了突发性的上升,突变点出现在1994年,21世纪初开始又出现了明显的下降,突变点出现在2004年;通过对全年和季节日照时数的周期分析,在比较显著的时间尺度上日照时数目前处于偏多的时期。

西江下游年月径流变化特征研究

采用Mann-Kendall法、滑动T检验法、R/S分析法和小波分析法分析西江下游梧州水文站1950年至2015年径流的趋势性、变异性和周期性等特征及年内径流变化趋势表明,其年平均流量66a来呈不显著减少趋势,并在未来一段时间内保持持续减少趋势;从累积距平看2014年后8~10a,西江径流将处于递增阶段;年内径流变化则呈蓄峰补枯的良好趋势,但7月月径流呈递增趋势值得关注;年径流在1954年发生中度变异,2002年为转折突变点,无明显变异;西江径流存在22a、15a、5a这3类尺度的周期变化;预测2015年~2020年前后,西江下游径流在22a尺度上将处于偏枯期,而在15a尺度下为相对偏丰期。

青海湖地区降水变化趋势和突变分析

采用Mann-Kendall及滑动T检验法,对青海湖地区五个气象站1960—2007年降水逐月观测资料进行了分析。结果表明:青海湖地区降水量年、夏季微弱上升,秋季微弱下降,春季变动存在地区差异,但年、季降水变动趋势并不明显;降水量最大偏少期为20世纪70年代中期至80年代中期,最大偏多期为80年代中后期,2004年后降水量呈增加趋势;除春季有两次较强降水突变信号外,年和其他季节的突变信号均弱。降水量变化表现出明显的地区差异。

1960—2007年青海湖地区气温变化趋势和突变分析

采用Mann-Kendall及滑动T检验法,对青海湖地区刚察、天峻、茶卡、共和、湟源气象站1960～2007年气温逐月观测资料进行了分析。结果表明:青海湖地区气温总体在波动中呈明显上升趋势;80年代中前期降温明显,年、四季气温显著升温是从90年代开始的,以秋、冬季升温最为显著,且升温出现时间最早;年平均气温增暖的突变发生于1996年前后,冬季气温升温突变时间最早,春季最晚,四季气温的变化并不是同步的。

新疆阿勒泰地区低云量的气候变化及其与降水量的关系

选取1961~2010年新疆阿勒泰地区7站月平均低云量,月降水量,利用变差分析、Mann-Kendall、滑动t检验法、相关分析等方法来分析该地区低云量的变化及其与降水量的关系。结果表明:1) 大部分站低云量除冬季外,年及其它季节呈明显增多趋势,以1.1%~1.7%/10a的速率显著增加;2) 大部分站年、春、夏季低云量突变趋势显著,突变的时间为70年代中后期至80年代前期,冬季突变趋势不显著;3) 大部分站年低云量与春、夏、秋季低云量有很好的相关性,尤其和夏季的相关性最好。除冬季低云量外,春、夏、秋季低云量有较好的持续性。

长江源区近32年径流变化及影响因素分析

以长江源区控制站直门达1978-2009年实测径流量序列为基础,运用M ann-Kendall趋势分析法和滑动T检验方法,对径流量的趋势变化和突变进行了详细分析,并对其影响因素降水、气温和下垫面条件等进行了分析。结果表明:长江源区近32年来年径流量总体呈现增加态势,但趋势不显著,年径流序列2004年前后发生突变;长江源区降水序列在2002年前后发生突变,气温序列呈显著增加趋势,长江源区降水增加和冰雪消融是长江源区径流增加的主要原因。

滦河流域径流系数时空变化特征及影响因素研究

利用滦河流域的长期水文观测资料,分析流域径流系数的时空变化特征,可为区域水资源的合理开发提供依据。采用相关系数法和滑动T检验法对滦河流域的径流系数进行趋势性和突变性检验,并揭示径流系数的时空变化特征和影响因素。结果表明,滦河流域的径流系数整体上为减小趋势,子流域径流系数值差异显著,但大部分子流域的年径流系数值为0.1~0.3。流域各分区的径流系数值呈现出高原区最小,山区丘陵区居中过渡,平原区值最大的空间分布特点。降雨是流域径流系数减小的主要气候因素,土地利用类型和植被覆盖度是导致各分区径流系数改变的主要下垫面因素。

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。

太湖流域湖西区入湖水量变化及原因初步分析

随着太湖流域湖西区沿江引排工程的全面建成,以及区域水资源调度的开展,湖西区水文情势发生了一定变化。基于1986~2012年太湖流域湖西区出入湖水量、降雨量、沿江主要口门引排水量资料,采用Mann-kendall检验法、小波分析法和滑动检验法,对湖西区降雨量、沿江口门引排水量及净入湖水量的各月变化和周期变化特征进行研究,并对年净入湖水量增加的影响因素进行分析。结果表明：湖西区全年和汛期降雨量呈不显著的上升趋势,全年及汛期引水量、净引水量呈显著上升趋势,全年、汛期、各月净入湖水量均呈显著上升趋势。湖西区净入湖水量统计量在1997、1999、2001、2006年超出了临界线,其中,1997年净入湖水量由偏少转为偏多,可能与降雨由偏枯转为偏丰有关;1999年与湖西区沿江口门改扩建、口门调度以引水为主有关;2001、2006年则与环太湖巡测线路向湖边调整使控制水量增加有关。此外,湖西区净入湖水量的不断增加也与湖西区土地利用变化影响产汇流规律有关。

河南省近40年气温突变分析

利用1958～2000年气温资料,对河南省四季和全年的平均气温进行滑动t检验,研究近40年来全省气温的突变情况。结果表明,夏季气温有下降的趋势,而冬、春、秋季和全年气温则稳定上升。