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。

一种基于ITA改进的水文气象序列趋势分析法

基于ITA(innovative trend analysis)法,提出了改进其趋势显著性水平的参数型趋势检测方法,给出一种刻画时间序列趋势的数量指标,并采用自举法检验趋势的显著性水平。经过蒙特卡洛数值模拟,将改进的趋势检测法对人工数据序列的检测结果分别与经典的Mann-Kendall秩次检验法和ITA法进行比较,验证了其可行性。将改进的趋势检测法应用于4种不同长度、不同地区、不同水文气象要素的时间序列数据进行趋势分析,结果表明,在5%的显著性水平上,黑河上游的年径流量、日本福冈每年发生风暴的天数和琼海的年平均气温都呈现显著的增加趋势,而北京的最大日降水量在10%的显著性水平上为显著下降趋势。

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。

金沟河流域径流极值时间序列平稳性检验

为探究金沟河流域径流极值时间序列的平稳性,采用Pettitt突变检验结合M-K趋势检验法、轮次检验法、逆序数检验法和单位根检验法分析了八家户水文站1957~2016年径流极值序列。结果表明,金沟河流域的径流极大值序列为平稳序列,而极小值序列为非平稳序列;轮次检验法和逆序数检验法在合理分段数情况下能得到精确的检验结果,对于径流极值序列的平稳性检验具有适用性;单位根检验法在检验径流极值序列平稳性时出现误判。

基于MK-TESM法的输变电工程造价数据预测方法

针对当前输变电工程造价数据预测较为困难的问题,提出了一种基于MK-TESM法的输变电工程造价数据预测方法.以某地区2014~2018年110 kV输变电工程造价各项评价指标历史数据为基础,利用Mann-Kendall趋势检验法和三次指数平滑法建立输变电工程造价预测模型,对输变电工程造价各项评价指标走势及未来数据进行预测.结果表明,所提出的输变电工程造价数据预测方法在对输变电工程造价进行预测时,预测平均绝对误差率能够控制在约10%以内,预测准确率较高.

基于Kendall及R/S法的水文序列变化特性分析

本文以球溪河流域内北斗水文站多年平均流量序列为研究对象,基于Kendall秩次相关检验法等方法对该水文系列的总体趋势成分进行识别与检验。采用重标极差分析法(R/S法)对年平均流量序列的变异点进行识别,并根据秩次检验法对突变序列的趋势进行检验,从统计学角度分析该水文站年平均流量系列的变化特性。

洮河干流径流变化特征分析

依据洮河干流上、中、下游的四个主要控制水文站实测月、年径流量资料,运用矩法和Mann-Kendall秩次检验法等方法,研究洮河干流径流的周期性、突变性、相关性等变化规律,揭示洮河干流径流年内年际的演化规律和变化趋势。结果表明:洮河干流上、中、下游径流年内分配多年变化趋势一致,由集中向均匀转变,但变化趋势不显著,自上游向下游不均匀性增强;径流量年际变化大,但总体有逐渐减小的趋势;洮河上游、下游径流年际变化平稳,中游年际变化剧烈。

降水和温度极端事件的季节性变化趋势分析

针对基于气候指标的水文极端事件季节性变化趋势，采用洞庭湖地区岳阳气象站196l～2009年气象资料，应用Mann-Kendall秩次检验法及R／S检验法对日平均降水量和日最高、最低气温的季节性极端事件进行趋势变化分析。结果表明，近50年来该站各季度降水极端事件总体随时间呈上升趋势；温度极端事件除二季度极端高温日数呈微弱下降趋势外均呈上升趋势，与全球气候变暖趋势一致；各季度降水和温度极端事件未来变化趋势均与原趋势相反。

近20年大、小凌河入海径流量和输沙量变化及其驱动力分析

利用大、小凌河1988—2007年的流量和输沙量资料,阐述了这2条河流入海径流量和输沙量的年内分配特征,应用Mann-Kendall秩检验法分析了其多年变化特征,并进一步探讨了2条河流入海径流和输沙量变化的驱动力.结果表明:大、小凌河入海径流量和输沙量的年内分配极不均衡,分别有60%和90%以上集中在汛期(6—9月);近20年来,大、小凌河入海径流量和输沙量年际变化趋势基本一致.1999年为2条河流入海径流量和输沙量年际变化的突变年,1999年前呈增大趋势,而从1999年开始明显减少.流域降水变化可能是促使大、小凌河入海径流量和输沙量变化的主要原因,同时人类活动的影响也起到了较大的促进作用.

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。

白洋淀流域降水特性分析

选取白洋淀流域6个雨量站1959年-2009年日降水量资料,并以此为基础运用滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次检验法及小波分析法对该流域降水特性演变规律进行了分析。结果表明:在流域内,年降水量呈下降趋势且主要由年降水日数显著下降引起;年内各月降水量的不均匀程度呈减小趋势;不同量级降水频率波动较小,但呈现小强度降水比例增加、较大强度降水比例减少的结构变化;暴雨雨量和暴雨强度有较明显的下降趋势,降水潜力下降;年降水量存在4类尺度的周期变化规律,其中16a变化为主周期。

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。

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。

太原市降水、气温变化趋势分析

基于太原市6个雨量站56年的资料,分析了降水、气温的时间变化特征,采用线性回归法和非参数Mann-Kendall方法,检验了该地区间降水和气温的变化趋势。结果表明：①1951年~2006年期间,太原市年降水量具有弱减少趋势,平均递减率约为13.034mm/10a,太原市各月降水量增减趋势各有不同,5月降水减少趋势最显著,而12月降水增加趋势最显著。②太原市年均气温均呈现显著升高趋势,其平均升幅为0.328℃/10a,除6、7、8和11月份外,其余月份气温均呈显著上升趋势,1月份气温升高趋势最为显著,其气温升高率为0.566℃/10a。

海流兔河流域径流变化的周期和趋势分析

以荒沙草滩区典型河流海流兔河为例,利用连续小波变换、多时相趋势分析,并联合利用离散小波变换和Mann-Kndall秩次检验法对1957—2011年的年均径流分别进行周期、趋势以及趋势结构分析。结果表明：1海流兔河年均径流量在时间序列上主要存在着12~21 a周期变化,第一主周期为17 a,且径流量偏少阶段将从2010年持续至2016年左右,之后将进入偏多阶段。2海流兔河流域径流量呈现显著下降趋势,与整个黄河中游总体径流量减少趋势相一致。3联合利用离散小波变换和Mann-Kendall秩次检验法可以很好地解释趋势的基本结构,8~16 a的周期性事件对海流兔河径流的趋势影响最大。水文时间序列周期部分的周期性越强,其对序列趋势的影响越大。4序列趋势的显著性和方向取决于其长度以及在整个序列中的位置,主要是因为序列中长周期丰枯交替的存在,多时相趋势分析一定程度上解决了由于序列长周期丰枯交替的存在造成的序列趋势判断的不确定性问题。

桑干河流域径流年际变化规律

采用滑动平均法、变差系数法、差积曲线-秩检验联合法、Mann-Kendall统计检验等方法,对桑干河流域册田站1956—2005年径流年际变化规律进行分析。结果表明,该流域天然年径流量呈周期性显著减小趋势,年际变幅也显著减小。研究为流域内水资源的规划利用以及防洪安全管理提供有价值的资料。

三岔河上游景观格局变化对径流量的影响

基于地理信息系统空间分析方法、Mann-Kendall秩次相关法和景观格局指数分析法,探究2000—2015年景观格局变化对三岔河上游径流量的影响。结果表明:在变化趋势上,1990—2015年间的年降水量与年径流量变化趋势存在一致性,但是年径流量的变化幅度大于年降水量的;在景观水平上,径流量变化与最大斑块面积指数、景观形状指数、聚集度指数呈正相关,而与景观破碎度、Shannon多样性指数、Shannon均匀度指数呈负相关;在类型水平上,径流量变化与林地、草地的散布及并列指数呈负相关,而与建设用地、耕地的最大斑块面积指数呈正相关。

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。