Kendall检验在水文序列趋势分析中的比较研究

通过蒙特卡洛模拟对Kendall非参数秩次相关检验法在水文时间序列趋势检验中的识别能力做了研究。模拟结果表明,该方法的识别能力与之前给定的显著性水平、样本容量、趋势度和变差系数有关。随着趋势度的绝对值、样本容量和显著性水平的增加,Kendall检验法的识别能力增强;随着变差系数的增加,该方法的识别能力减小;当趋势存在时,该方法还与时间序列服从的分布类型和形状参数有关。最后采用Kendall秩次检验法分析了北江清远站。

柏叶口水库控制流域1952-2021年径流特征

本文利用多种指标对柏叶口水库控制流域1952-2021年(70 a)的径流资料进行年内年际变化特征分析。采用线性相关检验法、Mann-Kendall检验法、Spearman秩次相关检验法对柏叶口水库径流量变化趋势分析,利用Mann-Kendall突变检验对柏叶口水库径流量进行变异分析,采用小波变换对柏叶口水库径流量进行周期性分析。结果表明:柏叶口水库径流年内分配极不均匀,径流主要集中在7-9月,多数年份径流量峰值出现在8月,少数年份径流量峰值出现在7月、9月,极个别年份径流量峰值出现在10月。70 a来,柏叶口水库年径流量总体上呈现较为显著的下降趋势,突变年份为1970年,主要周期为4 a、7 a和37 a,在37 a的时间尺度下,2019年以后柏叶口水库入库径流偏少。

水库径流特征分析及径流模拟

通过Kendall秩次相关检验法、方差谱密度法、自相关系数对水库径流进行趋势、跳跃、周期、相依成分模拟研究。结果表明,趋势、跳跃、周期、相依成分均不显著,可推断序列是纯随机序列,服从正态分布。后运用一阶自回归模型和MA模型依次进行模型参数的估计、残差序列检验、年径流序列模拟以及模型实用性的检验。模型参数估计良好,所选模型的模拟成果均通过了残差独立性检验及实用性检验,说明两个模型可反映实测径流的统计特性。

塔里木河流域上游径流变化特征分析

基于塔里木河上游阿拉尔水文站1958-2007年的年径流量资料，采用承积滤波器、Kendall秩次相关检验和4、波分析三种方法分析了气候变化背景下塔里木河上游的径流变化特征。结果袁明，近50年来塔里木河上游年径流量呈微弱下降趋势，表现为6年和14年的周期变化；而受气候变化影响的近27年年径流量变化趋势趋于平稳，表现为6年和10年的震荡周期，可预测未来一段时间内塔里木河上游将处于一个由偏丰逐渐向偏枯转变的阶段。

近50a嘉陵江流域径流变化特征及影响因素

利用Mann—Kendall秩次相关趋势检验和累计平均滤波器及Mann—Kendall突变点检验,对嘉陵江流域北碚、亭子口、武都和武胜4个水文站1960—2009年的年径流数据分析得出,4个水文站年径流量均存在显著的减少趋势,且均于1991年前后存在突变点。对流域4个水文站的基准期与措施期建立降雨—径流双累积曲线方程,分析计算得出20世纪90年代人类活动和降雨对径流减少的影响程度基本相当,只有武都站人类活动影响程度稍高。

第二松花江流域1956—2006年降水量时空变化特征分析

利用滑动平均法分析第二松花江流域降水量的变化与趋势,并分别运用Mann-Kendall秩次相关检验法和高斯权重法进行趋势性检验和空间插值。结果表明,第二松花江流域的降水量1956—2006年整体呈现小幅下降和丰枯交替现象,丰水年周期年数少于枯水年周期年数。降水主要集中在夏季,变化幅度较大;其次为春季和秋季,变化幅度较小。从年内变化看,春季和夏季降水呈平稳状态,秋季呈下降趋势,冬季几乎无变化。在空间分布上,流域内降水量呈现由东南至西北逐渐递减的趋势,白山水库和丰满水库处于高值区。

昕水河流域水沙变化趋势及成因分析

采用累计距平分析和Kendall秩次相关检验分析等方法,对昕水河流域降水量、径流量和输沙量进行了分析研究,对径流系列进行了一致性分析,初步估算了水土保持措施对径流量和输沙量的影响。结果表明:昕水河流域降水量减少趋势不显著,径流量和输沙量减少趋势显著;20世纪60年代后,随着水土保持措施的实施,流域下垫面在人类活动影响下发生显著变化;水土保持措施是径流量和输沙量减少的主要原因,降水变化次之。

西安及附近地区降水量时空变化规律分析

降水变化必然引起区域水资源变化,西安及附近地区降水量的分析对全面了解区域内水资源情况以及经济的发展、政策的制定有着非常重要的影响。运用西安地区18个站点的降水数据,对降水的空间分布图进行了分析,结果表明:东南部降水最多,中部偏北最少,降水量从南向北呈下降趋势,从西向东呈上升趋势。在时间上,除春季降水有明显的下降趋势外,夏、秋和冬季降水变化基本都不明显,西安地区降水未来的变化趋势与现有趋势是一致的。西安地区年及四季降水均存在着16 a和28 a左右的主周期。

西安市降水变化趋势及R/S分析

利用滑动平均法、Mann-Kendall秩次相关检验法、小波分析和R/S方法,分析了近50a西安市降水变化的趋势性和持续性,并对未来降水变化的趋势进行了预测。结果表明:西安市年及冬季降水变化趋势并不明显,有略微的上升趋势;春、秋季降水有明显的下降趋势;夏季降水有明显的上升趋势;而未来这些序列趋势将会持续下去。

宝鸡峡灌区水文要素变化特征分析

选取宝鸡峡灌区降水、蒸发及径流资料,应用变差系数,累积距平法和Kendall秩次相关检验等分析方法分析各要素的变化趋势,绘制灌区气象要素空间分异性等值线图,并探究灌区主要灌溉水源历史演变过程及规律。结果表明:灌区降水,蒸发,林家村水文站年径流量年内分配都不均匀。年蒸发量有增加趋势,但趋势不显著;年降水量表现为减少的趋势;林家村水文站的年径流量减少十分显著。

芬兰Valkea-Kotinen湖5月～10月水温长期变化趋势分析

选取1990年-2017年芬兰Valkea-Kotinen湖5月～10月不同深度水温现场观测数据,重点考察每年5月～10月整个无冰期不同深度实测最高水温和各月不同深度实测平均水温这两个指标;对历年最高水温和各月平均水温时间序列,统计计算出Kendall秩次相关检验统计量.检验分析结果表明,Valkea-Kotinen湖无冰期水体表层0 m～1 m水温和5月、10月水温总体呈上升趋势,反应到具体冰现象上就是冰期缩短,而表层以下水温呈不显著下降趋势.这与现场实际现象和目前很多地区的湖泊因气候变暖导致的湖水温度提高的趋势相符合.

滦河流域年径流量趋势分析

滦河是天津市的唯一饮用水源、是天津市的生命线。近些年来,滦河流域的水资源状况发生变化,迫使天津市多次实施引黄济津应急调水来缓解缺水危机。根据滦河流域近50年实测径流资料,利用线性滑动平均法、坎德尔秩次相关检验等方法,以伊逊河韩家营站径流量为例分析了滦河流域径流量年际变化趋势及其成因。

小兴安岭典型冻土区径流特性及影响因素分析

永翠河流域是典型的季节性冻土区,其径流变化过程对研究融雪径流规律具有非常重要的意义。采用滑动平均法和Spearman秩次相关检验法对流域年径流序列进行趋势分析。结果表明:永翠河流域径流年内分配不均,最大径流出现在6—7月份;径流年际变化较大,利用1995—2014年实测水文资料分析发现,近20a永翠河流域年径流变化呈显著性上升趋势,降雨径流变化趋势一致。

叶尔羌河流域径流变化特征及趋势分析

基于叶尔羌河流域卡群水文站1957～2009年所有实测年份的径流量资料,采用集中程度分析方法分析径流变化特征,利用Kendall秩次相关检验和小波分析三种方法进行气候变化背景下叶尔羌河流域径流时间序列趋势分析,结果表明,53年来,流域年内月径流量序列间的差异较大,月最大径流量出现在7月～8月,年径流量呈不显著的递增趋势和明显的周期变化,可预测2010～2015年内叶尔羌河将处于一个偏枯阶段,2015年～2020年由偏枯逐渐向偏丰转变的阶段。

泸水河中上游流域近55年降水时空分布特征

通过kendall秩次相关检验法分析泸水河中上游流域近55年(1959~2013年)降水序列变化趋势,并用专业制图软件做出区域降水量及降水倾斜度值等值线图,研究该区域降水的时空分布特征.结果表明:时间上,泸水河中上游流域降水总体上以年均1.720 mm/a的幅度增加,其中灌溉期和枯水期降水呈增加趋势,汛期降水总体呈减少趋势.此外,研究范围内降水年内、年际分布不均,年际降水最大值与最小值极值比为1.96,年内降水主要集中在主汛期(4~6月),占全年降水总量的44.2%.空间上,对于年序列而言,总体上游降水高于下游,上游在章庄附近形成高值区,由中心向周边不断减少,在东谷附近出现低值中心;对于各降水时间段降水序列而言,汛期降水高值出现在章庄附近,而增幅最大为洋溪站(1.099 mm/a),降幅最大为东谷站(-1.189 mm/a),灌溉期降水高值与增幅高值均出现在章庄附近;枯水期降水增幅高值出现在洋溪附近.

1980—2017年漠河市降水量变化趋势及突变特征分析

对漠河市降水量的变化趋势和突变特征进行分析探讨,用于预测未来该地区降水趋势。依据漠河市气象站38年的降水资料,采用滑动平均、Kendall秩次相关检验、有序聚类分析、游程检验等方法分析检验研究区域降水量变化特征。结果表明,漠河市年降水量和冬季降水量的突变点分别发生在2008年和1981年,年降水和冬季降水均无显著趋势。分析结果对合理配置水资源以及布置防洪工作具有重要意义。漠河市的季节性降水趋势分析较少,在前人研究的基础上增加了对该地区的冬季降水分析。

乌裕尔河流域水文气象要素演变特征分析

利用乌裕尔河流域的雨量站和水文站近60 a的降雨、气温、蒸发及径流资料,运用线性趋势估计、累积距平、Kendall秩次相关检验、小波分析等方法研究了乌裕尔河流域的气象水文特征及其演变趋势.结果表明:该流域的气温呈显著上升趋势,蒸发无显著性变化;降雨和径流均有明显的丰水期、枯水期变化,总体上均呈不显著减小趋势;降雨存在30 a的主周期波动,径流存在21 a的主周期波动.研究成果可为乌裕尔河流域水资源利用管理及下游扎龙湿地的水循环及生态保护提供依据.

宝鸡市降水和径流的分形特征与R/S分析

首先用肯德尔秩次相关检验和斯波曼秩次相关检验对宝鸡市的降水序列及主要河流的年径流序列作了趋势性分析,再用R/S分析法对各序列的长程相关性进行了判别,并计算了各序列的豪斯道夫维数。结果表明:除了冬季降水外,宝鸡市的降水和径流都存在着不同程度的减少趋势;且降水和径流序列都存在着长程相关性,即未来各序列的趋势仍将持续下去;豪斯道夫维数的计算表明各序列的复杂程度是不相同的。

山东省南四湖流域年径流变化特征及趋势分析

以山东省南四湖流域1956—2010年年降水量和年径流量序列为依据,运用线性趋势回归法、Kendall秩次相关检验法、突变分析法和相关系数法等,详细分析其变化趋势和突变特性并对不同时间系列评价结果进行比较。结果表明:南四湖流域1956—2010年年径流量变化趋势不显著,存在突变现象,突变发生在1974年且突变成分显著;而年降水量序列一致性较好,不存在突变现象。通过两者的相关性分析可知两者的相关性较强,故降水是影响该流域年径流量的主要因子;但径流量发生突变而降水没有,由此判断其发生突变的主要原因非降水量所致,而是受下垫面变化的影响。

黄河上游宁蒙河段年径流变化趋势及预测

基于黄河上游宁蒙河段4个代表性水文站1964-1988年的实测径流资料,利用滑动平均法、累积滤波器、Spearman法和Mann-Kendall秩次相关检验法综合分析该河段区间年径流变化趋势,并通过R/S法对年径流变化趋势的可持续性进行分析。结果表明,4个站点年径流量均呈下降趋势,但变化趋势不显著;各站点年径流量未来会持续下降;针对宁蒙河段径流减少导致工农业及生活用水短缺问题,提出应充分发挥水利工程的调蓄能力来缓解这些问题的建议。