基于Mann-Kendall检验法的根河径流量趋势变化分析

基于额尔古纳河流域主要支流根河附近水文站及气象站的相关实测资料,采用线性趋势分析法和累积距平法对该流域径流量的年际变化特征进行了分析,并采用曼-肯德尔(Mann-Kendall)检验法对流域径流量序列进行了突变检验。结果表明:1960—2018年,根河的年径流总体呈现上升趋势,上下游具有一致性;在1973年及2010年左右,根河的径流量发生了突变。分析结果可为根河市未来水资源合理利用、多年冻土区水资源调节和洪涝灾害防治等工作提供参考。

基于M-K检验法与R/S法的宜宾市降水量分析

依据宜宾市1963—2012年的年均降水量数据,运用Mann-Kendall法、R/S法对宜宾市的年均降水量变化趋势及特征进行分析.结果表明:宜宾市近50年年均降水量总体呈波状下降趋势,并以56.36 mm/10 a的速率递减.进一步对宜宾市的年均降水量进行Mann-Kendall突变分析,得出突变年份为1990年,R/S法分析发现宜宾市近50年年均降水量的Hurst指数为0.698 7,具有持续性特征,由此表明在将来一段时间内,其年均降水量仍具有持续下降趋势.同时诊断发现该序列存在变异点,变异年份在1982年.

基于Daniel及Mann-kendall检验的辽西北地区降雨量趋势分析

为探索辽西北地区降雨特征及其发生规律,采用辽西北地区5个市21个气象站1952~2006年间的气象资料,应用Daniel及Mann-Kendall检验方法对辽西北地区降雨量的年际变化及季节变化趋势进行分析,并应用Mann-Kendall对降雨量进行突变性检验。分析结果表明:虽然两种方法是从不同时间段对辽西北地区降雨量进行检验,但二者结果基本吻合,整体上辽西北地区降雨量呈下降趋势,且变化比较稳定;辽西北地区虽个别城市在一些年份降雨出现了上升趋势,但整体上还是下降趋势较显著,这与趋势分析结果相似,也与实际情况相符。

基于改进变异系数法的河南省水资源承载力评价

为了解河南省水资源承载能力,促进其水资源开发利用与社会经济之间协调发展,结合河南省实际状况,选取社会、经济、水资源、生态环境4个子系统18个指标构建评价指标体系,基于河南省2005—2020年水资源相关数据,运用区间层次分析法(IAHP)与改进变异系数法(ICVM)组合赋权,并利用综合指数评价模型分析河南省水资源承载能力。结果表明:2005—2020年河南省水资源承载力虽有波动,但总体趋于稳定,水资源承载力综合得分平均值为0.416,承载力等级为“中等”。由M-K趋势检验可知,河南省水资源承载能力呈上升趋势,预测未来几年水资源承载力等级继续保持“中等”且有可能达到“较高”等级。由障碍度分析可知,废污水排放量、人均用水量、地下水供水量占比、氨氮排放量、化学需氧量排放量、水资源总量、人口自然增长率与人均GDP为河南省水资源承载力主要障碍因子,可通过加强水资源保护、合理优化配置水资源提高水资源承载力。

基于气候统计分析法的福建省主汛期降水时空演变研究

选取福建省1990—2020年共30年主汛期(4—9月)逐小时站点降水资料,采用经验正交函数分解法、九点平滑法、非参数统计检验法、M-K检验、小波分析法等气候统计方法,对福建省主汛期降水气候时空演变及其周期变化特征展开研究。应用气候统计分析方法研究福建省近30年主汛期降水气候的时空演变和周期性,反映出明显的气候不均匀性和周期性,可为气象业务部门降水预报预测提供有力依据,实现预报在前、决策在前、防范在前的目标。

疏勒河流域径流量和输沙量变化规律

[目的]探索疏勒河流域水沙变化特性,可为国家实施西部生态安全战略提供科学支撑。[方法]基于疏勒河流域昌马堡、潘家庄、党城湾3个水文站的实测径流量和输沙量序列资料,运用滑动平均、Mann-Kendall突变趋势检验和小波分析法等方法,分析了疏勒河流域径流量和输沙量变化规律。[结果]疏勒河流域年径流量和年输沙量均呈递增趋势,且输沙量增大趋势大于径流量,昌马堡、潘家庄、党城湾3个水文站径流量分别在1999年、2016年、1982年发生突变,昌马堡和潘家庄年输沙量突变均发生在1998年,党城湾输沙量没有突变;疏勒河流域3个代表站的径流量和输沙量都呈现出多时间尺度的演化特征,昌马堡径流量主周期为58 a,31 a,14 a,9 a和5 a,输沙量主周期为48 a,23 a,14 a,7 a和5 a,潘家庄径流量主周期为59 a,32 a,14 a,输沙量主周期为37 a,14 a,8 a和5 a,党城湾径流量主周期为42 a和5 a,输沙量主周期为16 a和8 a。[结论]疏勒河流域水沙总体呈递增趋势,且存在明显的周期变化,除党城湾的输沙量没有突变发生以外,其余站点水沙均有突变发生,同一水文站输沙量的突变的发生滞后于径流量的突变。

近60年淮河流域极端降水和极端温度时空变化特征

基于1962—2019年间淮河流域149个站的气象数据,选择10个典型极端降水指标,12个极端温度指标,运用M-K趋势检验、相关性检验等方法,研究淮河流域降水和温度时空变化特征。结果表明:1)极端降水空间分布由东南向西北逐渐减小;时间序列上,多数极端降水指标呈微弱下降趋势,仅RX1day、CWD、R95P和R99P呈微弱上升趋势。2)极端温度空间分布上,多数极值指标自北向南逐渐升高,仅TXx自西向东逐渐降低;极端暖指标中SU25自西向东逐渐降低,TR20自北向南逐渐升高,其余指标分布规律不明显;极端冷指标中仅FD0、ID0自南向北逐渐升高;时间序列上,极值指标和极端暖指标呈上升趋势,极端冷指标呈下降趋势;极端冷指标下降的幅度高于极端暖指标增加的幅度,二者演变趋势对气候整体变暖的影响表现为同向一致性。3)极端降水指标与大部分极值指标、极端暖指标呈正相关;与大部分极端冷指标呈负相关。

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。

柳河流域降水径流变化特征及响应关系分析

采用有序聚类法和M-K趋势检验法,基于柳河流域1955—2020年水文资料研究分析其降水径流变化特征及响应关系。研究表明,柳河流域的降水与径流年极值存在明显的同步性,两者均主要发生于6—9月,春季、夏季降水与径流变化显著且出现变异,春季、夏季径流呈明显下降趋势而降水量呈明显递增趋势;在年际、季节尺度上,降水与径流具有明显的变异同步性,在1960年、1995年和2009年序列均发生变异,该成果可为柳河流域水文预报、水电开发、水资源管理以及区域农田灌溉提供参考。

安徽省淮北市多年降雨变化及浅层地下水位响应研究

为揭示地下水位对降雨、地下水开采及土地利用变化等因素的响应规律,采用小波分析、M-K趋势检验、滑动平均等方法对安徽省淮北市1956-2020年降雨量及地下水自动监测数据进行对比分析。结果表明:淮北市年降雨量呈现多时空尺度变化特征,具有明显的周期性,以36 a和6 a最为显著,降雨量自1956年以来整体下降是地下水位总体降低的主要原因;地下水位变化可分为水位变化主要受降雨量控制,开采井分布造成了水位变化的空间差异,降雨量引起水位上升、地下水开采引起水位下降、土地利用变化等影响因素在叠加或消减中共同影响了地下水水位变化导致城区水位下降,降雨量、土地利用变化决定地下水的动态变化降雨量占主导作用等四个阶段。研究成果可为淮北市水资源管理提供参考。

应用不同评价方法分析镇江古运河水质趋势

以古运河生态综合整治后5 a(“十一五”期间)不同断面的水质监测结果为依据,选取代表性污染物,运用3种不同的评价方法分析镇江古运河水质变化趋势。综合运用不同方法可以全面评价生态治理工程的有效性。

基于Daniel的广州麓湖公园10年间大气环境质量变化规律研究

麓湖公园位于广州市城区内,是以自然风景为特色的大型城市公园,其东、西和南面均为居民住宅区,公园空气环境质量直接影响居民健康。利用Daniel趋势检验法对麓湖公园10年的大气质量(包括SO_2、NO_2、O_3、PM_(10)等)与气候因子进行相关性分析,结果反映出广州近年推行的减排措施为麓湖公园空气质量带来改善。建议市政府在该公园区域使用新能源公共汽车取代原公车,进一步制定风道规划,营造更适宜的微气候环境。

逐步回归法在中长期水文预报中的应用

逐步回归法是中长期水文预报中重要方法之一,根据天一站近50年的径流量资料,采用逐步回归方法建立了天一站年枯期平均流量的中长期预报模型。首先,通过单相关系数法对预报因子进行筛选,从中选出了71个因子,采用M-K法检验,分析天一站枯期平均流量变化趋势,发现在1963年和1978年发生了枯期平均流量的突变。然后对预报因子进一步选择,选出7个因子,建立预报模型,代入逐步回归方程,对天一站平均流量的拟合合格率为88.23%,试预报合格率为100%。预报结果较好。

中国北方地区水资源演变和供水构成变化特征

中国北方地区水资源与经济社会发展不匹配的问题日益凸显,为在宏观尺度上全面认识北方地区水资源时空演变过程和各类水源供水分配比例,本文利用Mann-Kendall和Theil-Sen等统计学方法,对北方地区15个省级行政区2003—2019年降水量、水资源量和供水量数据进行分析。结果表明:北方地区近17年降水量低于多年平均值,但处于上升周期,年际水资源总量演变规律与降水量变化基本一致;供水量在2013年达到拐点,由持续增加转为缓慢下降并相对稳定;供水水源以地表水源为主且其占比逐年上升,地下水源供水占比逐渐下降,其他类型水源(污水处理再利用、集雨工程、海水淡化等)供水占比均增长明显。目前我国北方地区供水结构变化主要以需求为主导因素,对水资源演变趋势的考虑和主动适应措施不足,仍有进一步调整和优化的空间。

近50年滁河六合站水位变化及成因分析

为研究滁河下游河道水位演变规律,本文采用M-K检验、数理统计等方法,分析近50年来滁河六合站年最高、年最低和年平均水位及月平均水位变化,并揭示影响年特征水位变化的主导因素。结果表明:六合站年平均、年最低水位呈上升趋势,最高水位呈缓慢下降趋势;年最高水位主要受降水、上游来水和下游潮水顶托影响;近年来年最低水位主要受控于水利工程调度。研究结果可为区域防汛抗旱决策、水利工程调度优化提供支撑。

长株潭地区霾的气候变化特征

基于国家气象观测站历史数据,使用三种方法统计了长株潭地区霾的气候变化特征,结果表明:自20世纪80年代初以来,长沙霾日呈增多的趋势,20世纪90年代初开始霾日显著增多;自21世纪初株洲霾日开始有增多的趋势,2010年以后霾日显著增多;湘潭的霾日在20世纪80年代后期至90年代有一段明显上升期,随后霾日有所减少。2015-2016年以后,长沙、株洲、湘潭三地霾日均有明显下降。

1986—2021年九寨沟气象要素时空演变特征研究

九寨沟地处青藏高原东部边缘的岷山山脉北端,是我国5A级自然保护区。近年来,随着极端气候的频发,九寨沟生态资源面临严峻挑战。基于此,以九寨沟多年气象要素为研究对象,采用年内分配不均匀系数法、Morlet小波分析法和M-K检验法,对九寨沟流域气温和降水的趋势性、周期性以及突变点进行分析研究。结果表明:①九寨沟年内最高气温在7月,最低气温在1月;②降水量最大在7月,最小在12月;③多年气温呈上升趋势,近5年气温处于近35年历史高位。2000年是气温的突变点,年平均气温存在6年、23年和29年3个时间尺度的周期变化;④多年降水量呈现上升的趋势,近5年降水量处于近35年历史高位。2017年是降水量的突变点,年降水量存在4年、8年、16年和23年4个时间尺度的周期变化。

塔里木盆地西缘参考作物蒸散量时空演变特征研究

该文以新疆阿克苏河流域为例,基于流域内典型气象站基础观测数据,采用Penman-Monteith模型、非参数趋势检验等方法计算分析了ET_(0)的时空变化特征及主要影响气象因素,结果表明:研究区多年平均ET_(0)为1180 mm,其中北部山区为1146 mm,西部与南部为1203 mm,ET_(0)的空间变化差异性不大;春、夏两季ET_(0)占全年的75.8%,是作物最需要水分补给的时段,秋冬两季占24.2%;自20世纪70年代以来研究区ET_(0)呈减少趋势,在2010年以后呈现微弱增加趋势,但不显著;ET_(0)变化的主要影响因素是风速和相对湿度,其中,风速与ET_(0)的变化呈正相关性,相对湿度与ET_(0)的变化呈负相关性,日照时数和气温对ET_(0)的影响具有明显的区域性差异。研究成果对于指导流域水资源科学管理与高效利用提供了重要参考。

福建长汀红壤区1965—2013年气温和降水量的变化趋势

采用线性回归、Daniel和Mann-Kendall检验法,分析长汀地区1965-2013年的气温及降水变化趋势,并选取屏南地区做对比研究,解释长汀地区气象因子变化的原因.结果表明采用这3种方法进行气温、降水量变化趋势分析,得出的结论基本一致,即长汀地区1965—2013年气温呈增长趋势,且增长显著;1965—1989年降水量处于持续减少状态,从1990年开始增加,2000年以后增加趋势趋于缓慢.Mann-Kendall突变检验显示:长汀地区在2005年发生气温突变,2005年以后气温呈上升趋势,并于2008年达到显著增加水平;而对照地区屏南的气温突变发生在1994年,并在2000年以后气温呈显著上升状态.表明整体上长汀地区的温度和降水的变化趋势与对照地区(屏南)相近,但存在突变点提前或滞后的现象.说明人为因素对当地植被和生态环境造成了影响,进而影响了当地的温度和降水等区域气象因子.

黄土高原近50年降水量时空变化特征分析

为了揭示黄土高原近年来降水量的时间变化和空间分布特征,以黄土高原区域及周边72个气象基准站1961—2012年52 a逐日降水资料为基础,通过泰森多边形法将各雨量站的降水量展布到整个区域,采用M-K趋势检验法分析年降水的年际、年内时空变化特征。结果显示:(1)黄土高原年降水量时间变化呈缓慢下降趋势,UFK曲线小于0且没有超出置信线。空间上整体呈下降趋势,出现阳泉、榆社站两个显著减少中心,β值分别为-3.3 mm·10a-1和-2.1 mm·10a-1。(2)黄土高原春季多年平均降水量整体呈不明显下降趋势,1961—1963年与1966—1987年降水量呈减少趋势,1963—1966年与1987—2012年呈增加趋势。空间上西部、北部地区大部分呈增加趋势,五台山增加幅度最大,β值为2 mm·10a-1。(3)夏季多年平均降水量呈明显下降趋势,2008年左右为突变点,2008年以后降水量下降显著。空间上整体呈下降趋势,较明显的减少中心有环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值分别为-0.9、-0.9、-0.8、-0.8 mm·10a-1和-0.8 mm·10a-1。(4)秋季多年平均降水下降趋势显著,空间变化与夏季类似,减少中心依然是环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值均为-0.8 mm·10a-1。(5)冬季多年平均降水量整体呈明显上升趋势,空间上降水变化呈缓慢上升趋势,最大上升中心华山,β值仅为0.95 mm·10a-1。