长江流域径流趋势变化及突变分析
长江上游降水径流趋势分析
长江上游降水径流趋势分析徐成汉【摘要】通过对长江上游流域1956-2014年合计59年的降水、径流资料,采用线性回归分析、Mann-kendall秩和检验进行了趋势分析,结果表明长江上游流域径流量减少主要诱因为降水量减少所致.【期刊名称】《安徽水利水电职业技术学院学报》【年(卷),期】2018(018)001【总页数】3页(P1-3)【关键词】趋势分析;长江上游;径流【作者】徐成汉【作者单位】长江工程职业技术学院,湖北武汉430212【正文语种】中文【中图分类】TV21自20世纪90年代以来，长江上游来水有持续偏枯的趋势，引起了社会各界及业内专家的极大关注。
如果任由这种现象延续，势必会对以三峡水利枢纽为核心的长江梯级水库群的调度产生不利影响，进而影响三峡枢纽工程的发电、航运、供水等综合利用和流域经济社会的发展。
王渺林、孙甲岚、夏军、王艳君、许继军、姜彤、秦年秀等专家学者根据各自掌握的资料对此现象进行了分析，但都没有从整个长江上游地区的降水径流资料进行定量分析。
为探明长江上游流域水资源量演变趋势，我们对长江上游的金沙江流域、岷沱江流域、嘉陵江流域、宜宾至宜昌区间、乌江流域及整个长江上游全区1956-2014年长达59年的降水、径流等水资源资料，用线性趋势分析及Mann-kendall趋势检验，定量分析人类活动影响下长江上游流域水资源的时空变化规律，为长江上游控制性水库优化调度方案的编制提供依据，为整个长江流域水资源合理配置及区域经济发展提供技术支撑。
1 流域概况长江发源于“世界屋脊”-青藏高原的唐古拉山脉各拉丹冬峰西南侧。
干流流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海11个省、自冶区、直辖市，于崇明岛注入东海。
长江干流宜昌以上为上游，长4504km，流域面积100×104km2，其中直门达至宜宾称金沙江，长3464km，宜宾至宜昌河段习称川江，长1040km。
长江上游流域气候分属青藏高寒和西南热带季风气候区，流域降水，除高山和青藏高原部分多降雪，大都以降雨为主，多年平均降水量250 mm～1400mm；径流以雨水补给为主，地表径流约占年径流量的75%～80%，地下径流约占20%～25%，还有少量冰雪融水补给；汛期水量占全年水量80%左右，枯季仅占20%左右；长江干流洪水具有峰高、量大，持续时间长的特点。
《2024年长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》范文
《长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》篇一一、引言长江流域作为中国最为重要的河流之一，其生态环境与水文状况对于国家发展及社会稳定具有重要意义。
随着全球气候变化的影响，长江流域的径流变化已经成为众多学者研究的热点。
为了更准确地预测和评估长江流域的径流变化，本文通过陆气耦合模拟技术对长江流域的水文循环和径流变化进行了深入研究。
二、陆气耦合模拟方法与技术陆气耦合模拟是指通过将大气模型与陆面过程模型进行耦合，以模拟地球系统的水文循环和气候变化的科学方法。
本文采用了先进的陆气耦合模型，包括气候模式、气象数据、植被分布、土壤类型、地形地貌等多方面的信息，对长江流域的陆面过程进行了详细的模拟。
三、长江流域的水文特征与径流变化长江流域的水文特征主要表现在其复杂的地理环境、丰富的水资源和多样的气候条件。
通过对长江流域的径流变化进行模拟分析，我们发现，随着全球气候的变化，长江流域的径流量呈现出明显的变化趋势。
在过去的几十年里，由于气候变化和人类活动的影响，长江流域的径流量呈现出逐年减少的趋势。
四、陆气耦合模拟结果分析通过陆气耦合模拟，我们发现在全球气候变化的背景下，长江流域的水文循环也发生了明显的变化。
其中，气温上升、降水分布不均和极端气候事件增多是导致长江流域径流变化的主要原因。
同时，人类活动如过度开发、水资源污染等也对长江流域的径流变化产生了重要影响。
五、径流变化的预测与应对策略根据陆气耦合模拟的结果，我们可以预测未来长江流域的径流变化趋势。
为了应对这一挑战，我们需要采取一系列措施，包括加强水资源管理、推进水生态文明建设、实施节水减排政策等。
同时，我们还需要加强对气候变化的研究和监测，以更好地适应气候变化带来的挑战。
六、结论本文通过对长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析，发现全球气候变化和人类活动对长江流域的径流变化产生了重要影响。
为了保护长江流域的生态环境和水资源，我们需要采取有效的措施来应对这一挑战。
未来，我们还需要继续深入研究气候变化对长江流域的影响，以更好地保护这一重要的生态屏障。
《2024年长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》范文
《长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》篇一一、引言长江流域作为中国最重要的河流之一，其水文循环和气候变化对区域生态环境和经济发展具有深远影响。
近年来，随着全球气候变化的加剧，长江流域的径流变化愈发受到关注。
因此，对长江流域的陆气耦合模拟及径流变化进行分析，对于理解其气候变化特征和制定应对策略具有重大意义。
二、长江流域陆气耦合模拟陆气耦合模拟是通过模拟地球系统中大气与陆面系统的相互作用来分析气候、天气以及气候变化的研究方法。
在长江流域的陆气耦合模拟中，我们需要综合考虑地形的复杂多样、气候的多样性和生态系统的脆弱性等因素。
首先，利用高分辨率的气候模型和陆面模型，对长江流域的气候特征进行模拟。
这些模型能够详细地描述地表的物理过程，如土壤湿度、植被覆盖、地表温度等。
通过模拟这些物理过程，我们可以更好地理解气候与陆地环境之间的相互作用。
其次，为了进一步研究气候与生态系统之间的关系，我们可以通过耦合生物地球化学模型来分析气候与生物圈的相互作用。
这包括植被生长、土壤碳氮循环等关键生态过程。
这些模拟结果表明，气候变化对长江流域的生态系统产生了显著影响。
三、长江流域径流变化分析径流变化是气候变化的重要表现之一，也是影响长江流域生态环境和经济发展的关键因素。
为了分析长江流域的径流变化，我们采用了多种方法和技术手段。
首先，我们收集了近几十年来长江流域的径流数据，并进行了时间序列分析。
通过对比不同时间段的径流数据，我们发现长江流域的径流量呈现出明显的变化趋势。
特别是在近年来，由于气候变化的影响，径流量呈现出减少的趋势。
其次，我们利用遥感技术和地理信息系统技术对长江流域的水文循环进行了空间分析。
通过分析地表覆盖、地形地貌等因素对水文循环的影响，我们发现这些因素对径流量的变化具有重要影响。
例如，植被覆盖的减少会导致地表径流量的增加，而地形地貌的变化则会影响降雨的分布和强度，从而影响径流量的变化。
四、结论与展望通过对长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析，我们得出以下结论：气候变化对长江流域的生态环境和经济发展产生了深远影响；地形的复杂多样、植被覆盖、土壤湿度等因素对水文循环和气候变化具有重要影响；近年来，由于气候变化的影响，长江流域的径流量呈现出减少的趋势。
四十年来长江流域气温、降水与径流变化趋势
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Adv. Clim. Change Res., 2005, 1 (2): 65-68
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长江流域径流时空分布及变化规律研究应用
长江流域径流时空分布及变化规律研究戴明龙张明波摘要:为了向长江流域综合规划修编工作提供基本水文支撑资料，根据长江重要干支流水文站实测资料，分析了长江流域降雨径流时空分布规律，长江流域径流深分布状况、干流重要控制站径流构成、年际变化及丰枯特性、年内分派特性等。
成果表白，长江流域年径流深地区别布及年内径流分派不均;支流径流年际变化大、干流变化小，常浮现持续丰水年和持续枯水年状况。
长江流域径流时空分布特性应在流域综合规划修编时予以注重。
核心词:径流；地区别布；年际变化；年内分派；长江流域中图法分类号：TV121 文献标志码：A文章编号：1001-4179()10-0088-04Research on temporal and spatial distribution law of runoff in Yangtze River BasinDAI Minglong，ZHANG MingboAbstract：In order to provide basic hydrological support data for comprehensive planning revision of Yangtze River Basin，based on the measured data of main hydrological stations of main stem and tributaries of Yangtze River，the temporal and spatial distribution laws of precipitation and runoff are analyzed．The main analysis contents contain the distribution condition of runoff depth in the basin，runoff composition of main hydrological stations of the main stem，inter-annual variation of runoff and its characteristics in flood season and dry season，and annual distribution of runoff．The analysis results show that the regional distributions of annual runoff depth and the annual runoff are uneven；the inter-annual variation of runoff in tributaries is lager，but smaller in main stem，and consecutive wet years or dry years occur frequently in tributaries．These temporal and spatial distributioncharacteristics of runoff should be considered in the comprehensive planning revision of Yangtze River Basin．Key words：runoff；regional distribution；inter-annual variation；annual distribution；Yangtze River Basin长江流域近年平均径流深为553 mm，重要由降雨补给，虽然河源地区有高山融雪、冰川径流补给，但所占比重很小。
对长江宜昌站月平均径流量突变的分析(
对长江宜昌站月平均径流量突变的分析（第15卷增刊湖泊科学 Vol. 15, Suppl 2003年12月 Journal of Lake Sciences Dec. , 2003,对长江宜昌站月平均径流量突变的分析1 2 1 江剑民谷湘潜游性恬(1:中国气象局培训中心～北京100081;2:中国气象科学研究院～北京100081) 提要本文简要叙述了一阶矩突变扫描式t检验和二阶矩突变扫描式 F检验算法，并应用于长江宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量的实测序列，划分出24个年际至十年际时间尺度的相对5级旱、涝时段及其变率特征，与有关长江上游洪水、干旱灾害的历史记载相吻合.关键词突变月径流宜昌水文站长江分类号 P332.3科学家们通常使用滑动平均或低通滤波算法来揭示时间序列的长期变化特征.然而,[1]Karl & Riebsame 应用经典的学生氏t检验分析了美国气温和降水量10-20年际的振荡.[2] [3] Yamamoto, et al.采用修改的t检验来检测“气候跃变”.Goossen & Berger 采用Mann-Kendall秩和检验来鉴别气候突变. 这些方法每次计算都只能检测一个突变点. 在[4]Foufoula-Georgiou& Kumar 编辑的《地球物理学中的小波分析》一书中，介绍了用小波变换来揭示大气湍流观测长时间序列中多次突变现象，以及分析两序列间突变相干性的方法.但是，小波变换不能给出判别突变点的统计显著性检验标准.[5]将小波变换技术移植到学生氏t检验和F检验上, 分别拓展成一阶矩突变扫描式t检[6，7] 验和二阶矩突变扫描式 F检验算法.这样既可使学生氏t检验和F检验具有检测长时间序列中不同时间尺度上多次突变的现象，又能给出判别突变点的统计显著性检验标准.用扫描式t检验来检测长江宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量的实测序列中不同时段相邻子序列之间平均值(一阶矩)的突变，从而划分出年际至十年际时间尺度的相对旱、涝期.又用扫描式F检验来检测该序列中不同时段相邻子序列之间均方差(二阶矩)的突变，从而划分出年际至十年际时间尺度上，长江宜昌水文站月平均径流量变化的相对稳定和不稳定阶段.然后综合上述扫描式t检验和扫描式 F检验的结果，概括得出24个相对稳定或不稳定的旱、涝期，与有关长江上游洪水、干旱灾害的历史记载相吻合. 1 方法1.1 扫描式t 检验定义一阶矩突变扫描式t检验的统计量t(n, j)，对于长序列中第j时间点前后两个相邻[6，7]子序列样本量(n)相等时，为下列算式:,国家重点基础研究发展规划项目(G1998040901)和国家自然科学基金项目( 40175027)联合资助.2003-06-26收稿;2003-11-21收到修改稿.江剑民,男，1939年生，教授, email: jmjiangjm@.132 湖泊科学 15卷12//2212, (1) tnjxxnss(,)()(),,,,，jjjj2121，,jn1j,111其中 ; ,xxi()xxi(),j1,,j2nijn,,n,ijj1jn1,，,112222 s,(())xix,s,(())xix,,,jj11jj22,1,1nnijnij,,,其中n表示两相邻子序列的长度,n=2, 3, ...，< N/2, 也可以选择适当的间隔.j是检测j=n+1, n+2, ..., N-n . t检验要求序列应是独立的和遵从正态分布的.在突变现象的参考点,实际应用中需加注意, 或者进行适当的处理.[8]这里，采用一种称作“Table-Look-Up测试” 来订正检验子序列的非独立性.该表是通过蒙托卡罗方法，按各子序列非独立程度下，一阶自相关系数与样本量大小计算得到的t检验统计显著性临界值.本文选用置信水平为95%的临界值作为显著性检验标准.为使图表直观, 分析方便, 再取比值:(2) t(n,j),t(n,j)/tr0.05作为一阶矩突变扫描式t检验的显著性指数. 显然, 当|t(n,j)| >1.0时, 可判断该突变是r通过了置信度为0.05的统计显著性标准的.其中t(n,j) < -1.0表示变化趋势为下降的突变r事件, t(n,j) >1.0代表上升的突变事件. r1.2 扫描式F检验类似地,定义二阶矩突变扫描式F检验的统计量F(n,j)，对于长序列中第j时间点前后r两个相邻子序列样本量(n)相等时，为下列算式:22 (S /S )/F, 当 S<S 时αj1j2j2j1F(n,j)= 0, 当S = S , 或S = 0, 或S = 0时 (3) rj2j1j1j222 (S/ S )/F, 当S > S 时αj2j1j2j1其中 S 和 S 的算法与上述 (1) 式相同，n =2, 3, ... <N/2, j =n+1,n+2,..., N-n. j1j2F是经过对子序列非独立性进行订正之后的有效自由度下，置信水平在95%上F检验的显α著性临界值.这样，F (n,j) < -1.0表示在置信水平95%上子序列均方差(二阶矩)显著减r小的，序列变得相对稳定;而 F (n,j) >1.0表示子序列均方差发生了显著增大的突变，序r列变为相对不稳定.这里的均方差表示子序列样本单元相对于该子序列平值的偏离程度. 2 对长江宜昌站月径流量突变的分析2.1 扫描式t 检验结果对长江宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量的实测序列，按照公式(1) 和(2) 进行计算，再将t(n，j)的输出结果绘成二维等值线图(图1a)，横坐标为时间，以年代r增刊江剑民等:对长江宜昌站月平均径流量突变的分析 133标记.纵坐标为子样本大小，即时间尺度，以月为单位和对数尺度标记.图1a中可见，在256个月以上的较长时间尺度上，1936年前后发生了显著减小的突变.即1936年之后的长期平均径流量与该年之前相比变小了.在256个月以下的时间尺度上，有12个正值中心和11个负值中心，分别表示径流量的突然增加或减少.例如，第一个正值中心(径流量突然增大)出现在1892年11月，64个月的时间尺度上.该中心极大值为0.982，接近1.0，只是由于绘图时分辨率的限制以及平滑处理的影响，未能绘出对应的等值线来.其它一些较小的中心，如1910年11月128个月时间尺度上的正值中心，1912年9月38个月时间尺度上的负值中心，1952年8月32个月时间尺度上的正值中心等处的情况均类似.随后的一个负值中心(径流量突然减小)很明显，是在1899年7月，45个月的时间尺度上，中心极小值为 -1.265.图 1 (a) 宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量序列的扫描式t检验结果的等值线图.(b) 各旱、涝时段的平均径流量(粗实线); 由13点构成的高斯滤波器处理过的低通滤波曲线(虚线);整个序列121年的平均径流量(点线)Fig. 1(a) Contours of the significant indices of the scanning t test at confidence 0.05 for the monthlyMean streamflow at Yichang section of Yantze River. (b) The episode-average streamflow (thick solid line);curve of the low-pass values with a 13-point scale Gaussian filter (dashed curve); average streamflow over totalseries of the Monthly mean streamflow at Yichang section of Yangtze River按照每个中心作为一个突变点，每两个相邻的中心划分为一个相对的旱、涝时段.再分别计算出每个时段的平均径流量，绘制成图1b.图中粗实线显示各突变点和各旱、涝时段的平均径流量，粗虚线是经由13个点构成的高斯滤波器处理过的低通滤波值，水平细点134 湖泊科学 15卷线表示整个序列121年的平均径流量.按各个旱、涝时段的平均径流量数值大小，可将粗实线显示的24个时段归属为如下5个等级:大旱(SD) < -0.54σ; -0.54σ?干旱(D) < -0.22σ; -0.22σ?正常(N) < 0.22σ; 0.22σ?洪涝(W) < 0.60σ和0.60σ<大涝(SW) 等级.表1中第一列列出了所有突变点的年代月份，第二列是相对应的5级旱、涝时段长度(月数) 和5级划分.第三列列出历史上记载有该时段内长江上游发生过洪涝或干旱灾害的年代[9-13]，以作为验证.例如，在1902年7月径流量突变增大后，至1906年7月的4年(48个[9-11] 月)期间，属大涝(SW)时段，记载有1904，1905年上游大洪水和1903年上游一般洪[11]水(F1904/05/03).1974年5月径流量增大后，至1977年7月的38个月期间，属正常(N)[10]时段，记载有1976年上游四川、陕西干旱(D1976).1977年7月径流量突变减小后，至[10] 时段，记载有1978年长江全流域包括上游大旱1979年9月的26个月期间，属大旱(SD)[10]和1979年上游四川、云南干旱(D1978/79).表 1 宜昌月径流量的突变点，5级旱涝时段和洪涝,干旱年代Tab. 1 Change points, episodes of the 5-grade wetness and years of flood or drought events突变点时段长度洪涝,干旱变点时段长度洪涝,干旱突(年.月) 5级旱涝年代 (年.月) 5级旱涝年代(1882.01) 130+, N,U F1892 40, W,N F1954 1952.08,80, W, N 63, SD,N F1896 D1959 1892.11, 1955.12,36, D, N 94, W,N D1900 F1966 1899.07, 1961.03,48, SW,U F1904/05/03 64, SD,N D1972 1902.07, 1969.01,52,38, N,U NO N,N D1976 1906.07, 1974.05,22, SW, N NO 26, SD,N D1978/79 1910.11, 1977.07,40, D,N NO 71, N,S F1981 1912.09, 1979.09,81, W,S F1917/21 36, D,N D1986 1916.01, 1985.08,86, D,N D1925 47, W,N F1991 1922.10, 1988.06,75, N,S F1931/34 69, D,N NO 1929.12, 1992.07,133, D,U D1945/41 57, N,U F1998/99 1936.03, 1998.04,35, SW,N F1947/48 (2002.12) 1947.04,29, D,N NO 1950.03,1) , 表示径流量增大的突变;, 表示径流量减小.2) 第2列的数字表示两个相邻突变点之间持续时段长度的月数.3) SD: 大旱;D: 干旱; N: 正常; W: 洪涝; SW: 大涝;. S: 稳定; U: 不稳定;N:常态.4) F19XX 表示该年长江上游洪涝;D19XX表示该年长江上游干旱.NO: 未发现旱涝记载.5) ( ): 圆括号内的年月表示序列资料始末年分.表1列出的24个旱、涝时段中，最短有22个月(1910年11月-1912年9月),最长达133个月(1936年3月-1947年4月), 平均为60.5个月(5a).1936年之前的10个时段中，只有3个干旱期并无大旱期.其后的14个时段中，却有3个大干旱期加4个干旱期，而且1950年3月以来未有过大涝期.由此也可见，近121a 里，后半段的平均径流量较前半段有所减小.增刊江剑民等:对长江宜昌站月平均径流量突变的分析 1352.2 扫描式F 检验结果图 2 (a) 宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量序列的扫描式F检验结果的等值线图.(b) 上方:各方差突变时段的均方根差(粗实线)和整个序列121a的均方根差(水平点线);下方: 宜昌月径流量原序列(细虚线)和各旱、涝时段的平均径流量(粗虚线).Fig .1(a) Contours of the significant indices of the scanning F test at confidence 0.05 for the monthly meanstreamflow at Yichang section of Yangtze River.(b) Upper panel: the episode-variance of the variance-episodes (thick solid line) and total variance over the whole series for 121 years; Lower panel: curve of the original series of the monthly streamflow at Yichang section of Yangtze River (dashed curve) and the epi-sode-average streamflow (thick solid line) as same as in Fig.1b对同一径流量实测序列，按照公式(3)进行计算，将F(n，j)的输出结果绘成二维等r值线图，如图2a所示，纵、横坐标与图1a相同.图2a中显示，|F(n，j)|< 0.75的等r22值线分布密集并且近呼平行.这是由于定义公式(3)计算的必然结果.因为 S /S 和-() j1j222S/ S 的绝对值都大于1.0，而F的数值一般为1.16 (当n=501时) 与 161.0 (当) 0.05(j2j1[5] n=2时)之间.其中当n?24时，F?2.0，就导致F(n，j)的输出值在 -0.50 与0.500.05r之间会出现不连续.图中 -0.75至0.75的等值线大多是用内插方法计算出来的.虽然这是本定义公式一大缺陷，但它并无碍于本文的分析.因为只需考查F(n，j)绝对值大于1.0r的极值中心，并不关心其绝对值小于1.0或0.5的结果.图2a中等值线分布的另一特点是136 湖泊科学 15卷 -0.5至0.5的等值线大多呈垂直状态，表明二阶矩(方差)的突变对于年际与十年时间尺度的变化不敏感.图2a中有10个负值中心和7个正值中心的绝对值大于1.0，分别表示径流量的方差(二阶矩)突然减小(突变为相对稳定)或增大(变为相对不稳定)的突变点.例如，第一个负值中心(方差突然减小)出现在1888年11月，64个月的时间尺度上，中心极小值为 -1.048.1902年8月是其后的第二个负值中心.随后明显是1905年1月于19个月时间尺度上的一个正值中心(方差增大)，中心极大值为 2.327.同样，计算所有相邻两突变点之间子序列的均方差，绘制成图2b(粗实线).一般来说，二阶矩突变点与一阶矩突变点不相同.与整个序列的均方差相比较，1888年11月之前，1905年8月至1909年5月间，1936时段的均方差较大.1902年7月至1905年6月至1938年11月间，及1997年7月之后等4个年8月间，1916年12月至1921年7月间，1928年10月至1936年6月间，1980年11月至1987年3月间，和1995年2月至1997年7月间等5个时段的均方差较小.为分析直观方便，图2b下方还给出了宜昌月径流量原序列(细虚线)和各旱、涝时段的平均径流量(粗虚线).综合粗虚线与粗实线的演变，可判断各旱、涝时段的方差大小，即变化的稳定程度，用小大写字母S 表示稳定，U表示不稳定，N表示常态-与总方差相近，标记在表1第2栏的最后一列.3 小结本文简要叙述了一阶矩突变扫描式t检验和二阶矩突变扫描式F检验算法.将扫描式t检验算法应用于对长江宜昌水文站1882-2002年间历年月平均径流量的实测序列进行一阶矩突变分析的结果表明，长江宜昌站1936年之后的多年平均径流量，与1936年之前相比较，有所减小.在年际与十年际时间尺度上，可划分出24个旱、涝时段.各时段的长度在22个月与133个月之间，平均为60.5个月(5a).按各时段的平均径流量大小，又可划分为5种旱、涝等级.将扫描式F检验算法应用于对同一序列进行二阶矩突变分析的结果表明，长江宜昌站月径流量的均方差(变率)，在1888年11月之前，1936年6月至1938年11月间，及1997年7月之后等3个时段明显较大，其间长江上游旱、涝灾害兼有.1902年7月至1905年8月间，1980年11月至1987年3月间，和1995年2月至1997年7月间等3个时段的变率明显较小.综合两种算法的应用结果，划分出24个5级旱、涝时段及其变率特征，归纳在表1中.表中第3栏还列出了历史记载该时段里上游旱、涝灾害的年代.最近时段1998年4月以来属正常偏涝的时期.参考文献1 Karl T R, Riebsame W E. The identification of 10- to 20-year temperature and precipitation fluctuations in the contiguous Unit- ed States. J Clim Appl Meteoro, 1984, 23: 950-9662 Yamamoto R, Iwashima T, Sanga N K, et al. An analysis of climate jump. J Meteorol Jpn, 1986, 64: 273-2813 Goossens C, Berger A. How to recognize an abrupt climatic change? In :Berger W H, ed.Mathematical and Physical Sciences.Vol. 216, D Reidel, Dordrecht, 1987: 31-46 4 Foufoula-Georgiou E, Kumar P, Eds. Wavelets in Geophysics. San Diego: Academic Press, 1994 增刊江剑民等:对长江宜昌站月平均径流量突变的分析 1375 中国科学院数学研究所概率统计室编. 常用数理统计表. 北京: 科学出版社，1974:7-13, 105-1106 江剑民，K Fraedrich，邹耀仁. 多尺度突变现象的扫描式t检验方法及其相干性分析.地球物理学报，2001，44(1):31-397 Jiang J, Mendelssohn R, Schwing F, et al. Coherency detection of Multiscale abrupt changes in historic Nile flood levels. Geo- phys Res Lett, 2002,29(8): 1121-11248 Storch H V, Zwiers F. Statistical Analysis in Climate Research. Cambrige: Cambrige University Press, 1999: 1169 骆承政，乐家祥主编.中国大洪水-灾害性洪水述要.北京: 中国书店，1996:235-29510 水利部长江水利委员会编著.中国水、旱灾害系列专著:长江流域水旱灾害.北京: 中国水利水电出版社，200211 国家防汛抗旱指挥部办公室，水利部水资源研究所.中国水旱灾害系列专著:中国水旱灾害.北京: 中国水利水电出版社，1997:513-56912 赵春明，刘雅鸣，张金良等主编.20世纪中国水旱灾害警示录, 郑州:黄河水利出版社,200213 黄忠恕.长江流域历史水旱灾害分析.人民长江，2003，34(2):1-314 肖天国,金沙江.岷江洪水遭遇分析. 人民长江，2001，32(1):30-32An Analysis of Abrupt Changes in Monthly Streamflow atYichang Section of the Changjiang River121 &YOU XingtianJIANG Jianmin, GU Xiangqian(1:Training Center of China Meteorological Administration, Beijing 100081,P.R.China;2:Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing100081,P.R.China)AbstractIn this article, two algorithms of the scanning t test and of the scanning F test were briefly described separately.The scanning t test detects multiscale abrupt changes in the first moment (subsample mean), i.e. the differences of subsample means between two adjoined sub-samples in a long time series. The scanning F test detects multis-cale abrupt changes in the second moment (subsample variance), i.e. the differences of subsample variances (or standard deviations) between two adjoined sub-samples in a long time series.An application of these two algorithms to monthly Streamflow observations at Yichang section of the Chang-jiang River (Yangtze River) was carried out for the period from January 1882 to December 2002. Based on the scanning t test, 12 change points at which the Streamflowabruptly increases, and 11 change points with decrease of the Streamflow were detected. Then, twenty-four episodes of wetness were partitioned in 5 grades on interannual to decadal time-scales, according to the average level of streamflow over each episode. Based on the scanning F test, 10 change points, at which the sub-sample variance reduces (becomes steady), and 7 change points toward larger sub-sample variances were detected. By combining with the results from the scanning t test, each of the twenty four wetness episodes was characterized as steady (with small variance) or unsteady (with large variance), and listed in Tab.1.It is confirmed that each of the twenty-four wetness episodes coincides well with historical records of floods or droughts in the upper reaches of Changjiang River. Tab.1 summarizes the main results in this work. Keywords: Abruption, monthly streamflow, Yichang hydrological station, Yangtze River。
长江口近期来沙量变化及其对河势的影响分析
长江口近期来沙量变化及其对河势的影响分析李保;付桂;杜亚南【摘要】长江来水来沙变化影响因素众多,除自然因素外,人类活动对河流水沙运动影响越来越显著.作为长江流域的终端,长江口地区既受自然因素影响,同时也显著地受到流域人类活动的影响.采用Mann-Kendall法分析大通站近几十年的泥沙监测资料,结果表明:近几十年来,大通站的年均输沙量一直呈下降趋势,2003年大通站的年均输沙量出现显著下降.长江口来沙量减少主要是由于流域来沙量的显著减少,与水库工程拦沙、长江上游水土保持工程、人工采沙及中游河道泥沙淤积等因素有关.长江口来沙量减少对南支及口外三角洲影响相对明显,均表现为冲刷特征,对此长江口综合治理相关部门应当充分给予重视.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】6页(P129-134)【关键词】长江口;大通;输沙量;河势变化【作者】李保;付桂;杜亚南【作者单位】长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136;交通运输部长江口航道管理局,上海 200003;长江水利委员会水文局长江口水文水资源勘测局,上海 200136【正文语种】中文【中图分类】TV148长江河口是江海相互作用的复杂综合体，径流和潮流相互消长非常明显，呈多级分汊格局。
多年来除了自然因素的影响外，人类活动也以多种方式影响着河口的环境。
1988年，鉴于长江上游水土流失的严重性及三峡工程建设的需要，国务院批准将长江上游列为国家水土保持重点防治区，并于1989年开始分期实施以小流域为单元的水土流失综合防治工程。
新中国成立60年来，国家在长江流域建成的各类水利工程数量远远超过之前2 000多年的总和，基本形成全流域水资源的综合利用体系，这其中包括三峡工程等一大批综合利用水利枢纽。
长江上游梯级电站开发、水土保持与南水北调工程的的逐步建设，各关键河段的河势控制工程、沿江引水工程等，均会对来水来沙的时空分布产生影响。
长江中下游河道演变趋势及对策_潘庆
藕池 口至城陵矶 段又称下 荆江 ,属 典型的蜿 蜒河型 ,自然 条件下 河道演变 的特点是凹 岸崩坍、凸岸边滩 淤长 ,并可能发 生撇弯切滩或自然裁弯。 1967年以来中 洲子、上车湾人工裁弯 和沙滩子自然裁弯后 ,在金鱼沟至荆江门裁弯段实施河势控制 工程 ,总体河 势已初步稳 定 ,河 床演变主要 表现为河 床年内和 年际冲淤变化 ,有江心洲的弯道主支汊的兴衰交替。 其余河段 自然演变仍较剧烈。
随着堤防的修建 ,人们为保护堤防免受河岸崩坍的威胁而 修建护岸工程。 从一个河段总体来看 ,护岸工程能够起到调整 和控制河势的作用。 因此 ,按照河势控制规划方案实施护岸工 程 ,对河段的河道演变不致产生不良作用。 40多年的护岸工程 实践表明 ,下列几种情况必须力求避 免: ① 护岸 工程实施前未 制定全河段的河势控制规划 ,仅从局部岸段的防守而实施护岸 工程 ,形成河势不顺的被动局面。 例如上荆江公安河弯的杨家 场护岸 工程 ,实施过早 ,未能尽 量改善公安 河弯与郝 穴河弯之 间的 过渡段过短、荆江大堤迎 流顶冲的状 态 (图 2); ② 虽有全 河段的 河势控制 规划 ,但 由于各种 原因 ,未 能掌握在 有利时机 实施 ,造成河势不顺的局面。 例如沙滩子自然裁弯下游金鱼沟 至调关段 ,造成现今两个弯道紧接 ,调关一矶过于 突出 ,冲刷剧 烈 ;③ 护岸工程建筑物对 局部河段河床演变有一定影响。例如 已往较多采用的矶头 (短丁坝 )护岸建筑物 ,形成较大局部冲刷 坑 ,对船舶航行安全也有不利影响。 目前长江中下游护岸工程 均改用平顺护岸形式。 2. 3 裁弯工程
《2024年长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》范文
《长江流域的陆气耦合模拟及径流变化分析》篇一一、引言长江流域作为中国最重要的河流之一，其水文循环和气候变化对地区乃至全国的生态环境和经济发展具有深远影响。
近年来，随着全球气候变化的加剧，长江流域的径流变化引起了广泛关注。
本文旨在通过陆气耦合模拟技术，对长江流域的径流变化进行分析，以期为该地区的可持续发展提供科学依据。
二、陆气耦合模拟技术陆气耦合模拟是一种综合运用气象学、地理学、生态学等多学科知识的方法，通过模拟大气圈、水圈、生物圈等地球系统的相互作用，来研究气候变化及其对陆地生态系统的影响。
在长江流域的径流变化研究中，陆气耦合模拟技术可以帮助我们更准确地预测和评估气候变化对流域水文循环的影响。
三、长江流域概况长江流域位于中国中东部地区，涉及多个省份和直辖市。
该地区地势复杂，气候多样，拥有丰富的水资源和生物多样性。
近年来，随着人类活动的加剧，长江流域的水资源状况和生态环境面临严峻挑战。
因此，对长江流域的径流变化进行研究，对于保障地区水资源安全和生态平衡具有重要意义。
四、模拟方法与数据来源本研究采用先进的陆气耦合模型，结合长江流域的气象数据、地形数据、植被数据等，进行模拟分析。
气象数据主要来源于中国气象局发布的气候数据集；地形数据和植被数据则通过遥感技术获取。
通过模拟不同气候情景下的水文循环过程，分析长江流域的径流变化情况。
五、模拟结果分析（一）径流变化趋势模拟结果表明，近百年来，长江流域的年径流量总体呈现上升趋势。
然而，在近十年的气候变化影响下，年际径流量表现出一定的波动性。
尤其是在干旱和暴雨极端气候事件的影响下，部分区域的径流量呈现出显著增加或减少的趋势。
（二）影响因素分析气候变化是导致长江流域径流变化的主要因素之一。
气温升高导致蒸发量增加，从而影响降水分布和地表径流。
此外，人类活动也对径流变化产生了重要影响。
随着城市化进程的加快和工业化的推进，水资源消耗量不断增加，同时排放的污染物也对水体质量造成了严重影响。
长江上游地区来水来沙变化趋势及其影响研究
长江上游地区来水来沙变化趋势及其影响研究摘要：通过对长江上游多个重要水文站点水沙的分析，研究近期各个站点的径流及输沙的趋势，并对产生这种趋势的原因进行分析预测。
分析认为上游水库建设对于水沙输移产生着的巨大影响，而且随着长江上游大量水库的建设，宜昌等上游干支流的输沙减少的趋势还将持续下去。
同时会造成上游河道的淤积以及中下游河道的持续冲刷。
关键词：径流量，输沙量，拦沙率，长治工程，来沙系数长江流域面积180万km2，宜昌多年平均径流量4381亿m3，多年平均沙量5.009亿t。
50年来长江上游年来水量没有发生很大的变化，但年均输沙量沙量发生了较大的变化，这种现象在长江上游干支流都很普遍。
近年来，长江上游水电开发达到前所未有的高峰期，很多梯级水电站修建，将原有的河道渠化，使原有的河道水文泥沙过程发生很大的改变。
特别是对河道水沙输移的过程产生重大的调整，而这种调整产生的效应我们还没有公认的结论，这也增加了我们对于梯级水库研究的紧迫感。
本文分析上游各站的水沙输移情况，对长江上游水沙变化进行分析研究并预测其变化趋势，并分析了对长江中下游河道的影响。
1.长江上游干流及主要产沙支流近年的水沙状况：长江干流宜昌以上为上游，干流长4540km，流域面积约100万 km2，长江干流有岷江、沱江、嘉陵江、赤水及乌江较大支流入汇。
其重点产沙区主要分布在金沙江下游干流、雅砻江口至屏山以及嘉陵江上游支流西汉水、白龙江流域等。
为研究长江上游近期来水来沙条件的变化，选取长江干流主要控制站屏山、寸滩、宜昌以及嘉陵江控制站北碚进行研究。
1.1水沙年际变化表1 各水文控制站的多年平均径流输沙关系表单位：径流量：108m3；输沙量：108t以上游地区的主要测站十年的水沙量统计见表1，由表1可以看出，宜昌年均平均径流量各年际并无明显变化，但近期（2000～2003）年均输沙量明显减少，金沙江屏山站年均平均径流量没有明显变化，年均输沙量也没有明显变化，嘉陵江年均平均径流量自1986年来呈现减少的趋势，年均输沙量也有减少的趋势。
长江流域径流趋势变化及突变分析
0
( S + 1) /
Z 为正值表示增加趋势 , 负值表示减少趋势 。 Z 的绝对值在大于等于 1. 28 、 1. 64 、 2. 32 时表示分别 通过了信度 90 % 、 95 % 、 99 %显著性检验 。 当用 M - K 法来检测径流的突变时 , 其统计量 为 : 设有一时间序列如下 : x1 , x2 , x3 ……x n , 构造 一秩序列 m i , m i 表示 x i > x j ( 1 ≤j ≤i ) 的样本累积 数 。定义 d k :
( S - 1) / Z = n ( n - 1) ( 2 n + 5) / 18 n ( n - 1) ( 2 n + 5) / 18 S > 0 S = 0 S < 0
近百年来长江流域上 、 中、 下游径流表现出不同 的趋势变化 ( 图 2) 。其中折线为年平均径流趋势变 化线 ,直线为添加趋势线 。上游宜昌站和中游汉口 站径流都呈减少的趋势变化 , 平均每 100 年分别减 少 918 m3 / s 、 1 108 m3 / s 。下游大通站径流则呈增 加趋势 ,且增加量大于中上游径流的减少量 ,平均每 100 年径流增加 1 707 m3 / s 。再对宜昌站和汉口站 1950～2000 年以来径流时间序列进行分析 , 得出两 站径流仍呈减少趋势 , 平均每 100 年分别减少 732 m3 / s 、 549 m3 / s , 表明 20 世纪 50 年代以来减少趋 势减弱 ,尤其是中游汉口站 。因此 ,总的来说近百年 来长江流域年径流成微弱增加趋势 , 但地区分布不 均匀 ,这与文献 [ 4 ] 分析的结果一致 。不过总的变化 量都不大 ,因此不能从总径流量变化来分析长江流 域 20 世纪 90 年代洪涝灾害的频繁发生 , 只能从汛 期月径流量的变化来说明 。基于以上分析 ,预测 21 世纪后长江流域上游径流仍处于减少的过程中 , 而 中、 下游径流则处在增加的年代 。中 、 下游径流的增 加主要是由中游洞庭湖水系和鄱阳湖水系降水增加 所致[ 1 ] , 下游径流的增加可能会在一定程度上削弱 南水北调以及海水入侵对生态环境的影响 。
长江宜昌站径流变化过程分析
第34卷第12期2012年12月2012，34（12）：2306-2315Resources ScienceVol.34，No.12Dec.，2012收稿日期：2012-04-25；修订日期：2012-08-21基金项目：国家自然科学重点基金（编号：50939003）；华东师范大学河口海岸学国家重点实验室开放基金（编号：SKLEC201205）；九江学院博士科研启动基金（编号：8869209）。
作者简介：赵军凯，男，河南新郑人，博士，主要研究方向为水文水资源。
E-mail ：junkaizhao@ 通讯作者：李九发，E-mail ：jfli@文章编号：1007-7588（2012）12-2306-10长江宜昌站径流变化过程分析赵军凯1，李九发2，戴志军2，王一斌2，张爱社1（1.九江学院生命科学学院，鄱阳湖生态经济研究中心，九江332000；2.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室，上海200062）摘要：采用长江流域宜昌、寸滩和武隆站长系列水文资料，借助Mann-Kendall 统计分析、dbN 小波分析、径流集中度与集中期等方法对宜昌站几十年来径流量年际和年内变化，尤其是三峡工程运行对宜昌径流变化的影响进行了分析。
结果表明：近60年来宜昌站径流汛期有显著减少趋势，枯季则有不明显增加趋势，年内分配比例也发生了变化，在2000年-2010年时段表现最明显；2000年后，宜昌站2月（径流量最小月）和10月（汛期末端）径流有突变现象，径流跳跃点（2006年）恰好与三峡水库二期蓄水时间一致。
径流变化的时空分析结果证实，三峡工程运行加剧了长江上游径流汛期减少与枯季增加的趋势，使年内分配差异减小。
枯季水库增泄发电使同期坝下游径流量增加，保证了中下游枯季基流量；汛末蓄水使同期坝下游长江径流量减少，可能使枯水年中下游提前进入枯水季节；这必将对长江中下游地区的水资源利用乃至生态环境产生深远影响。
关键词：长江；宜昌水文站；三峡工程；径流量；洪枯季；统计分析方法1引言长江是我国第一大河，以径流量大而著称于世。
长江流域径流时空分布及变化规律研究
２ ０ ｌ ３年 ５ 月
人 民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４ ４． ＮＯ． １ ０ Ｍａ ｙ， ２０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０— ０ ０ ８ ８— ０ ４
占比重 很小 。因此 ， 径 流 的地 区分 布 基 本 上 与 降水 一 致， 受 气候 、 降水 、 地形、 地 质 条 件综 合影 响 ， 既有 地 带 性 变化 和垂 直变 化 ， 也 有 局部 地 区的 特 殊 变化 … 。 同 时， 受 降雨 的年 际变化 影 响 ， 径 流还 呈现 出较 显著 的年
值 区 主要位 于 四川盆 地 、 南 阳盆 地 和 长 江下 游 北 岸 支
地形 对 流域径 流 的地 区 分 布影 响很 大 ， 因水 汽 受 阻 山脉迎 风 坡抬 升凝 云致雨 ， 一 般为 径流 高值 区 ， 长江
流 域径 流深 大 于 １ ０ ０ ０ ｍ ｍ 的等 值 线 所 包 围 的 丰水 区
若 以接近 等值 线
来划 分 多水 区与少 水 区 ， 则等值线沿大巴山、 米仓 山 、
龙 门山东 北麓 于岷 山折 向 正南 ， 在 九 顶 山西 北 背 风 坡
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ４一 叭
金 沙江 上 游 和 雅 砻 江 上 游 部 分 地 区径 流 深 小 于
长 江 流 域 径 流 时空 分 布 及变 化 规 律 研 究
戴 明 龙， 张 明 波
（ 长 江 水 利 委 员会 水 文局 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要： 为 了 向长 江流 域 综 合 规 划修 编 工 作提 供 基 础 水 文 支 撑 资 料 ， 依 据 长 江 主要 干 支 流 水 文 站 的 实测 资 料 ， 分
长江与黄河流域的自然人文情况对比研究
长江与黄河流域的自然人文情况对比研究摘要：长江和黄河是中国最重要的两条河流，两河孕育着不同的文化，养育着不用的人，形成着不同种类的城市，发展着不同类型的经济。
这些人文现象差异与自然地理要素的差异是息息相关的，而在这些自然地理内部也存在着相互影响，相互制约的内涵，因此对长江、黄河流域进行对比研究是相当有必要的，在研究过程中发现现象的本质，揭示现象背后的深刻原理。
关键词：长江；黄河；人文；自然；对比一、长江、黄河流域自然地理情况对比基本概况和地形地貌对比长江发源于青藏高原唐古拉山脉主峰格拉丹东雪山西南侧，全长6300余km，总落差5400m左右，横跨中国西南、华中、华东三大经济区。
流域总面积180万平方公里，约占全国总面积的18.75％。
由河源至河口，整个地势西高东低，形成三级巨大台阶：第一级阶梯由青南、川西高原和横断山高山峡谷区组成，一般高程在3500—5000m；二级阶梯为秦巴山地、四川盆地和鄂黔山地，一般高程在500—2000m；三级阶梯由淮阳山地、江南丘陵和长江中下游平原组成，一般高程均在500m以下。
流域内的地貌类型众多，有山地、丘陵、盆地、高原和平原。
据统计，流域的山地、高原和丘陵约占84.7％，平原占11.3％，河流、湖泊等水面占4％。
黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓海拔4500m的约古宗列盆地，干流河道全长5464km。
流域面积79.5万km2（包括内流区4.2万km2）。
与其他江河不同，黄河流域上中游地区的面积占总面积的97%；长达数百公里的黄河下游河床高于两岸地面之上，流域面积只占3%。
黄河流域幅员辽阔，黄河流域幅员辽阔，地形地貌差别很大。
从西到东横跨青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原四个地貌单元。
气候水文情况的对比长江流域气分别属于青藏高寒区、西南热带季风区和华中亚热带季风气候区。
其中属于亚热带季风气候区的面积约占流域的2/3。
青藏高寒区大部分地区风大、气温低、空气稀薄、垂直差异大；西南热带季风区冬暖夏凉、四季如春；华中亚热带季风气候区，冬夏季风明显交替，四季分明。
近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析
生态环境 2004, 13(4): 520-523 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目（40301010，40371026）作者简介：谢昌卫（1973－），男，博士研究生，主要从事寒旱区水文与水资源研究。
E-mail: xiecw@ 收稿日期：2004-06-24近50年来长江-黄河源区气候及水文环境变化趋势分析谢昌卫，丁永建，刘时银中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃 兰州 730000摘要：对长江、黄河源区12个台站近50年来的温度、降水资料分析表明，近50年来长江源区平均升温0.61 ℃，黄河源区平均升温0.88 ℃；长江-黄河源区降水量在经过上世纪80年代高峰期后90年代呈现明显下降趋势，东部地区降水量减幅大于西部地区；在总体气候向暖干变化的同时，区域内春末夏初和冬季部分月份近50年来气候朝暖湿化方向发展。
径流量在上世纪90年代呈现出较强的枯水期，然而由于气候变暖加剧了冰雪的消融，以冰雪融水补给为主的河流在温度升高的气候背景下径流量出现了较大幅度的增长。
伴随着温度的升高和降水量的波动变化，近50年来区域内呈现出冰川、冻土加速消融，湖泊、沼泽疏干退化加剧的趋势。
关键词：气候；水文环境；长江-黄河源区中图分类号：X14；X16 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2004）04-0520-04举世闻名的长江、黄河两大流域，是中华文明的摇篮，也是中国经济和社会发展的重心与纽带。
过去几十年来，长江、黄河源区水文与生态环境已发生了显著变化，主要表现是冰川后退、冻土退化、湿地干化、湖泊萎缩，这些与水文条件密切相关的环境要素的变化，导致的直接结果就是土地沙化范围扩大，土壤严重裸土化，草地明显退化[1]。
长江、黄河源区生态环境的变化已引起人们极大关注，位于青藏高原的“江河”源区已成为人们关注的重点区域之一。
深入分析长江、黄河源区近50年来气候和水文环境的变化，是明确区域内生态环境变化趋势的关键。
长江流域降水量和径流量长期变化趋势检验_许继军
能会减弱 MK 方法 对趋 势显 著 性的 察觉 能 力[ 9] 。 Yue(2002)进 一步证明 , 对于一个存在趋势项和一阶自相关项的 AR(1)序列 ,
预置白处理会去掉部分趋势成份 , 而接受无趋势的无效 假设 , 使 得原本趋势显著的序列被认为趋 势不显著[ 10] 。 为 此 Yue(2002 , 2003)[11～ 13] , 对 预 置 白 处 理 做 了 进 一 步 的 改 进 , 提 出 了 TFPW
(Trend-free pre-whitening)-MK 检 验法 , 这里对 该方法 的步骤 作简要描述 , 有关该方法的验证请参看 Yue 的有关文献 。
(1)首先将原序列 Xt 分别除以样本数据的均值 E(Xt), 这 样得到 1 组新的样本数据 Xt , 该样本数据的均值等于 1 , 且保持 了原样本数据的特 性 。 采 用 Theil(1950)和 Sen(1968)提出 的方
金沙江 雅砻江 雅砻江 金沙江 岷江 沱江 上游干流 嘉陵江 渠江 涪江 嘉陵江 上游干流 乌江
1956～ 2000 1953～ 2000 1954～ 2000 1950～ 2000 1950～ 2000 1955～ 2000 1954～ 2000 1950～ 2000 1954～ 2000 1952～ 2000 1950～ 2000 1950～ 2000 1952～ 2000
(1 .清华大学 水利系 , 北京 100084; 2 .中国水利水电 科学研究 院 , 北京 100044 ; 3 .长江水利 委员会 长江科 学院 , 湖北 武汉 430010)
摘要 :采用 TFPW -MK(Mann -Kendall test with trend -free pre -whitening)趋势 检验法 , 对 20 世纪 50 年代以来长 江流域 154 个气象站降水量和 26 个主要 水文站径流量的变化趋势进行了显著性检验 。 结果显示 :① 流域年降 水总量整体变化趋势不显著 , 但各季节和月份的降水量存 在的增加或 减少趋 势显著 , 尤其 是在上 世纪 90 年代 期间降水量分布存在一定的变异 , 在流域 空间分 布上不 仅出现 了降水显 著增加 的集中 区(洞庭湖 和鄱 阳湖水 系), 而且还出现降水显著减少的集中区(四川盆地和汉江 上游), 在降水 的年内时 间分布上也 存在着趋 于集中 的态势 , 表现在夏季降水量增加 、而秋季和春 季降水量减少 。 ② 流域内 各主要 支流径 流量变化 趋势与 其降水 量变化趋势基本一致 , 夏季长江中下游地区径流量增加趋势显著 , 而秋季长江上游和汉江地区径流量则呈减少 趋势 , 相对而言干流径流量的变化趋势并不显著 。 关 键 词 :降水量 ;径流量 ;趋势 ;检验法 ;长江流域 中图分类号 :P332 文献标识码 :A
辨析长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系
辨析长江源区长序列径流变化规律及其与气象要素的关系摘要：本文对比分析了长江源区沱沱河站（上游）以及关直门达站（下游）的集中期、集中度、周期性等，结合突变检验、小波分析，确定了长江源区上下游的径流变化规律。
同时，从相关性与径流系数变化入手，探究了长江源区长序列径流变化与降水、水面蒸发、气温这些气象要素之间的关系。
关键词：长江源区；径流变化；气象要素引言：长江源区长序列径流的实际情况与变化直接影响着沿岸地区的经济发展，也与相应区域的生态保护效果息息相关。
现阶段，有关长江源区长序列径流变化的研究受到了重点关注，也取得了一定的成果，但是有关变化规律与气象要素之间的关系探究尚且缺乏，存在的部分研究成果分析深度不足。
一、研究方法（一）数据的选取本次研究中，使用的数据来源于青海省水文资源勘测局，提取有关直门达站以及沱沱河站的相关资料（主要为径流资料）；收集青海省气象站发布的径流附近多区域有关气温、降水、蒸发资料。
资料的时间年限为1956-2012年。
在进行气象要素的面均值计算时，本研究使用的方法为森泰多边形。
（二）主要方法1.计算集中期以及集中度对于长江源区长序列径流的年内分配，主要使用集中期与集中度表现。
其中，径流集中期代表了长江源区长序列径流向量合成量的方位，体现出径流量重心出现的时间；径流集中度代表了使用向量方式累加长江源区在各个月份的径流量后，所形成合成量在年径流量中的占比，体现径流量在年内的集中程度。
2.突变检验在本次研究中，使用的突变检验方法主要包含滑动t检验、MK突变检验、Yamamoto检验，并进行了综合分析。
结合长江源区长序列径流年际变化趋势分析实现突变点的确定[1]。
3.周期分析本研究使用了小波分析的方法方法，以期实现气象与气候序列的分析，并获得气候序列的变化尺度、变换时间位置等数据。
二、分析结果（一）长江源区长序列径流集中期与集中度的年内变化分析结果表明，在长江源区的沱沱河站中，长序列径流集中期主要分布在每年的七月下旬至八月上旬，变化倾向率达到0.299d/10a；长序列径流集中度稳定在70%-85%的范围内，变化倾向率达到0.027%/10a，总体变化趋势呈现出稳定状态。
小度写范文长江流域降水径流的年代际变化分析( 降水与径流的关系模板
长江流域降水径流的年代际变化分析( 降水与径流的关系第15卷增刊湖泊科学 V ol. 15, Suppl 长江流域降水径流的年代际变化分析*沈浒英（长江水利委员会水文局, 武汉 430010）提要应用1951-2001年长江流域年、季降水量资料、1885-2001年梅雨量资料以及一百多年以来长江重要控制站宜昌、汉口、大通年径流量资料，对长江流域降水径流的年代际变化、气候转折以及降水径流的变化趋势进行了分析研究. 反映出长江流域夏季降水将有更加集中的趋势，即降水时间更集中、强度趋向于更大，对防洪不利. 据趋势预测，宜昌、汉口径流量有减少的趋势，大通径流量有增加的趋势.关键词降水径流年代际变化气候趋势长江流域分类号 P426.614+长江是我国的第一大河，长江流域水文气候变化是许多人非常关注的课题之一. 本文的目标是通过对降水、径流变化规律的研究，揭示长江流域的水文气候变化以及气候异常发生的规律，同时也揭示了长江流域径流量的变化规律和趋势变化. 对科学地防汛决策、水利工程调度以及水资源的有效利用也有重要意义.1 国内外研究现状1.1全球气候变化全球气候变暖是当前气候学研究中的热点问题. 据分析近百年来全球气温平均上升0.5℃左右. 不过这个变暖在时间尺度上并不是均匀的.NOAA 环境实验室气候研究组使用了大约5千个测站的资料，提出了一个较有代表性的全球陆地平均降水量序列：从19世纪末到20世纪前15a 降水偏少，以后虽有波动但无明显多雨期.1950年代到1960年代前半期，及1970年代到1980年代初为多雨期. 从长期趋势看，近百年有变湿的倾向，但在时间、空间尺度上并不是均匀的. 这似乎与全球变暖的结论一致，即全球气候变暖—水分循环加强—降水量增加，但进一步分析发现气温与降水年[1]代际的变化并不完全一致.1.2 中国的气候变化中国的气温变化与北半球并不完全一致，1920年代到1940年代的变暖是一致的. 但从1940年代到1970年代的降温则激烈的多.1950年代中期及1960年代末期寒冷的程度超过了20世纪初的水平.1980年代虽然有所回升，但仍低于近百年均值. 近百年直线增暖的趋势只有0.09℃/100a.实际上1980年代中国北部还是变暖的. 有资料表明，中国东北、华北及新疆的变暖可能与北半球一致，但长江流域的气温反而有所下降.* 2003-07-10收稿;2003-11-18收修改稿. 沈浒英, 女, 1963年生，硕士，高级工程师，email:. 增刊沈浒英:长江流域降雨径流的年代际变化分析 911920-1940年代是最暖的时期，也是最旱的时期，这与全球趋势相一致.1950年代及1970年代降水偏多也和全球趋势基本一致. 但19世纪末到20世纪初雨水偏多与全球的趋势相反. 其中长江流域的降水与全国的变化又是不一致的.2长江流域降水的气候趋势2.1 分析方法在气候趋势分析中，直线是最常用来表征气候变化的演变趋势的，分析水文气象要素时间序列时，以时间为自变量、以要素为因变量建立一元回归方程，即直线方程. 其直线即为序列的直线变化趋势，在序列变化图上也可以绘出其拟合直线，从图中看出趋势演变是增加还是减少. 其趋势变化也可以用直线的斜率的符号及大小来度量其演变趋势是增加还[2]是减少的程度.2.2 年、季降水量变化趋势应用1951-2001年长江流域面平均降水量资料建立直线方程，方程中的直线斜率即为降水量的线性趋势项，列于表1中. 由此分析流域内年、季降水量的气候趋势.表1 各区面平均雨量气候趋势变率（mm/10a）Tab.1Variation Rate of Climatic Trend of Average Rainfall (mm/10a)区域宜昌以上汉口以上大通以上春季（3-5月） -2.87 -8.68 -10.92 夏季 6-8月） -0.74 4.00 6.22 秋季（9-11月）冬季（12-2月） -6.83 -5.66 -5.47 0.93 0.52 0.22 全年 -9.51 -9.82 -9.95以大通以上地区代表长江流域，春季长江流域降水呈减少趋势，平均每十年减少10.92mm. 夏季长江流域降水量呈递增趋势，平均每十年增加6.22mm. 秋季降水有减少的趋势，平均每十年减少5.47mm. 冬季降水呈弱的递增趋势，平均每十年增加0.22mm .宜昌以上地区降水量在秋季平均每十年减少6.83mm ，其次为春季平均每十年减少2.87mm ，夏季降水量呈微弱的下降趋势；冬季降水量呈弱的上升趋势，平均每十年增加接近1mm. 汉口以上地区降水量春季平均每十年减少8.68mm ，其次秋季平均每十年减少5.66 mm ，夏季降水量平均每十年增加4mm ，冬季降水量呈微弱的上升趋势. 大通以上地区降水量春季平均每十年减少近11mm ，其次秋季平均每十年减少约5.5 mm ，夏季降水量平均每十年增加6.22mm ，冬季降水量呈微弱的上升趋势.1951-2001年的51a 期间，长江流域的宜昌以上、汉口以上、大通以上地区年降水量的气候趋势是递减率分别为-9.51mm 、-9.82 mm 、-9.95 mm. 我国1951-1989年（39a ）降水气候趋势是平均每十年递减 12.66mm，以大通以上地区降水量趋势代表长江流域降水量，在相同时期内（1951-1989年）长江流域年降水量的气候递减率为平均每十年递减 20.53mm.同期相比，长江流域年降水量的气候递减率高于全国降水量的气候递减率.值得注意的是，长江流域年降水量呈减少的趋势，然而夏季降水量却呈增加的趋势，这一事实反映出长江流域夏季降水将有更加集中的趋势，即降水时间更集中、强度趋向于更大，对防洪不利.92 湖泊科学 15卷2.3 雨量的年代际变化全流域降水量由大通以上流域雨量表示，分析1951-2001年长江流域降水量资料可以得到，1950年代为多雨年代，1970、1980年代为少雨年代，1960、1990年代属基本正常；宜昌以上流域降水量在1950、1960年代都为多雨年代，1970、1990年代为少雨年代，1980年代基本正常；汉口以上流域降水量在1950、1960年代为多雨年代，1970年代为少雨年代，1980、1990年代为正常偏少年代(表2).表2 长江流域各区年代际雨量(mm)距平Tab.2 Decadal Scale Rainfall(mm) of the Yangtze River Basin年代宜昌以上汉口以上大通以上 1950 29.5 22.9 34.1 1960 12.8 17.9 3.8 1970 -23.4 -15.9 -16.9 1980 -1.6 -8.6 -12.2 1990 -17.7 -9.5 -1.6 3 梅雨的年代际变化对长江中下游干流五站梅雨量的时间序列作分析. 在分析气候变化趋势与突变时，使用低通滤波方法，它是把序列高频分量滤去以便突出长期或气候变化趋势的一种方法，常用的低通滤波方法是对序列作滑动平均. 这里用5a 滑动平均，以消除5a 内短周期的影响，揭示出序列的周期变化特点；此外用3阶多项式拟合作了梅雨量序列的年代际趋势预测.分析表明梅雨量演变有明显的阶段性.1880年代后期属多梅雨期，1885-1890年的6a中有三年丰梅年；1890年代为少梅雨期，十年中有8a 梅雨量偏少，但有1年（1896年）梅雨量特多；20世纪初1900至1910年代是长江中下游地区的多梅雨期，20a 中有14a 为丰梅年；1920年代-1980年代为少梅雨阶段，1990年代为多梅雨期. 根据趋势分析，2000年代（本文指2001-2010年）仍将是梅雨量偏丰的年代.图 1中折线为1885-2001年长江中下游干流五站梅雨量序列，粗折线为5a 滑动平均. 根据分析得到近20a 来梅雨量偏多，与长江中下游以及洞庭湖、鄱阳湖地区夏季降水量偏多的趋势是一致的.增刊沈浒英:长江流域降雨径流的年代际变化分析 93 4径流量的年代际变化长江属雨洪型河流，年平均流量可以真实的反映长江流域气候的干湿、旱涝的变化特征和气候趋势. 长江干流控制站宜昌、汉口站有一百多年的流量观测资料. 连续完整的长期资料序列是进行气候分析研究的基础.4.1 宜昌站径流量的变化特征及趋势宜昌站1881-2001年的年平均流量的气候趋势分析显示年径流量呈减少趋势，直线斜3率为9.3，即平均每一百年减少930m /s（见图2，图中点线为年平均流量，折线为5a 滑动平均，粗直线为线性趋势）.宜昌年径流量自1880年代-1940年代及1960年代均为径流偏丰年代，其中1910年代为最多，1900年代为其次，1880年代排第三.1950年代、1970年代-1990年代相对均为径流偏少年代（即枯水年代），其中1970年代为最少，其次是1990年代，第三为1950年代. 因此，长江上游年径流量的变化与前面提到的全球降水或全国降水的年代际变化中，1950，1970年代降水偏多的趋势是相反的. 分析近百年来宜昌年径流量年代际变率变化（图略），宜昌年径流在向逐渐减少的趋势发展. 在逐年变化过程中，宜昌流量自1970年代以来，3在100多年的历史演变中明显处于相对偏枯时期，1881-1970年间的多年均值为14430m /s，331971-2001年期间均值为13680 m/s，可以说1970年代以后流量比之前减少了750 m/s.当然流量减少过程是相当缓慢的，而且在逐渐减少的过程中并不能排除有个别年份出现径流量较大的可能. 基于这种观点，预测2000年代仍处在年径流偏少的年代.4.2 汉口站径流量的变化特征及趋势长江干流汉口站的年径流量变化既受到上游来水的影响，同时又受中游降水汇流的影响，因此汉口站与宜昌站年径流量的变化是有差异的. （图略），1860年代后期，汉口年径流量属于偏丰期，1880年代、1900-1910年代、1930-1940年代为径流偏丰年代，其中1880年代为最偏丰年代；1870年代、1890年代、1920年代、1950-1990年代为径流偏丰年代，94 湖泊科学 15卷其中径流量最偏枯的是1970年代.1940年代以前偏丰年代多于偏枯年代，1950年代以后至1990年代，汉口均为径流量偏少年代. 由此得出汉口年径流的年代际演变特征为振荡下降的趋势.2000年代汉口站年径流量仍将维持偏枯的趋势.1865-2001年汉口年平均流量逐年演变图（图3，图中点线为年平均流量，折线为5a3滑动平均，粗直线为线性趋势）分析，其气候变化呈下降趋势，平均100a 流量减少1480m /s. 其中，1960年代以后，汉口流量在逾100a 以来的历史演变中明显处于偏枯阶段，1961-2001 333年期间的均值为22560 m/s，比1865-1960年间的均值23700 m/s少1140m /s.大通站1950年以后才有连续的流量资料，对1950-2001年的年平均流量的年代际变化趋势分析，1950年代为径流偏丰年代，1960-1970年代为径流偏枯年代，1990年代又转为径流偏丰年代（图略）.1970-1990年代的变化趋势与汉口站相同，1970年代达到最低，1980、1990年代呈上升趋势. 比较1950-1990年代大通站流量与同时期长江中下游梅雨量增刊沈浒英:长江流域降雨径流的年代际变化分析 95 的变化趋势，两者趋势非常相似. 根据趋势预测，2000年代大通站年径流量将是偏丰趋势. 由于资料时间序列不同，大通站与宜昌、汉口站难以做比较.4.4 宜昌、汉口站径流量比较根据1881-2001年长江上游控制站宜昌站和长江中游控制站汉口站年平均流量的时间序列分布（图略），用低通滤波平滑掉5a 以下的时间周期后，可见长江中、上游的这2个重要控制站近百年来存在着明显的周期变化. 汉口站流量的振幅大于宜昌站，而这2个站的周期变化基本上是同位相的.对宜昌、汉口站年径流量序列（1881-2001年）进行线性拟合，揭示出长江上游宜昌3站年平均流量的演变呈减少的趋势，减少幅度为平均每100a 流量减少930.36m /s.汉口站3年平均流量的气候变化也呈下降趋势，平均100a 流量减少1710.6m /s.由于宜昌、汉口站平均流量多年均值不同，与各自均值比较，宜昌站流量递减百分率为6.34，汉口站流量递减百分率为7.35，汉口站流量的递减速度大于宜昌站. 通过比较可以看到，宜昌、汉口年径流量的变化趋势是比较一致的，即都有逐渐减少的趋势. 并且在逾100a 的趋势演变中，长江中、上游在1960、1970年代以后年径流量都有明显转为偏枯的趋势. 从以上分析得出，1960、1970年代为长江中、上游地区水文气候的转折期.4.5降水量与径流量年代际变化的比较对各个年代的降水量与径流量进行比较，1950年代长江流域（大通以上）雨量和径流量均为正距平，降水和径流量距平符号一致.1970年代和1980年代全流域雨量偏少、径流量偏少为干旱年代，降水量和径流量距平符号也呈一致性，均为负距平.1960年代全流域降雨量正常略偏多为正距平，径流量正常略偏少，但雨量和径流量值在均值附近，并没有太大的矛盾.1990年代降水量正常略偏少，而径流量却明显偏多见表3.表3 降雨量与径流量的年代际变化比较Tab.3 C omparison on the decadal scale variation of rainfall and runoff年代19501960197019801990均值大通流量Q （m /s） 377 -123 -1633 -423 1857 28563 3*大通以上降雨量R （mm ） 34.1 3.8 -16.9 -12.2 -1.6 1099*表中1950—1990年代数据代表流量或降雨量的距平值.按自然规律降水量偏多必然导致径流量偏多. 根据统计分析，1950年代、1970年代、1980年代降水距平和径流量距平符号一致，符合这种规律. 特别是1970年代由于长江流域干旱比较严重，土壤严重缺水，降水量储留作为农业灌溉用水等原因使一部分降水量不能变成河流径流量流出.1990年代，在降水量属基本正常的情况下，径流量明显偏多，造成径流量大大多于降水量的原因可能比较复杂，主要原因是降水时空分布不均，夏季降水时间更集中、强度趋向于更大，导致产流量增大.96 湖泊科学 15卷 5结论通过对长江流域降水量与径流量的分析，初步得到以下结论：（1）对1951-2001年流域降水量的趋势分析，长江流域年降水量的递减率趋势为平均每十年减少9.95mm ，长江流域降水递减率高于全国同期降水递减率. 但长江流域夏季降水量呈递增趋势，平均每十年增加6.22mm. 这一事实反映出长江流域夏季降水将有更加集中的趋势，即降水时间更集中、强度趋向于更大，对防洪不利.（2）根据分析揭示出长江流域1950年代为降水偏多年代，1970年代、1980年代为降水偏少年代.1990年代为长江中下游多梅雨年代. 据趋势预测，2000年代仍将是梅雨量偏丰年代.（3）通过分析长江干流宜昌站、汉口站一百多年的年径流量，指出长江中、上游在1960、1970年代以后都有明显转为径流偏枯的趋势，由此认为，1960、1970年代为长江中上游地区的气候转折期. 据趋势预测，宜昌、汉口站径流量将有减少趋势，而大通站径流量呈增加的趋势.参考文献12王绍武. 年气候变化与变率的诊断研究. 气象学报, 1994,(8): 261-273 黄嘉佑编著. 统计动力分析与预报. 北京: 气象出版社, 1993:143The Decadal Scale Variation of Rainfall-Runoffin the Yangtze River BasinSHEN Huying（Bureau of Hydrology, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010,P.R.China ）AbstractThe decadal scale variation of rainfall-runoff as well as the climatic changes and the variation trends of rain-fall-runoff in the Yangtze River Valley were studied. Observations reveal a trend that the rainfall in the summer period in the Yangtze River Valley will be more and more concentrated, that is to say, the raining period will be more concentrated and the rainfall intensity will be stronger, which is disadvantageous to the flood control. Ac-cording to the prediction in trends, the future runoff in Yichang and Hankou Stations will possibly decline while the runoff in Datong station will increase.Keywords: Rainfall, runoff, decadal scale variation, climatic trends, the Yangtze River Basin。
近年长江中下游径流节律变化、效应与修复对策
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文章编号:100428227(2005)0520589206长江流域径流趋势变化及突变分析秦年秀1,2,姜 彤1,许崇育3(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008;2.中国科学院研究生院,北京100039;3.Department of Earth Sciences ,Upp sala University ,Villavagen 16,S 275236Upp sala ,Sweden )摘 要:选取长江流域重要控制站宜昌、汉口和大通站,分别应用1882～2000年、1870～2000年和1950～2000年的月平均流量资料,对年代际、月径流、季节性径流的变化以及径流的变化趋势及突变进行了分析研究,并使用非参数Mann 2Kendall 法来检验径流的趋势变化。
趋势分析表明,20世纪90年代长江流域径流呈微弱增加趋势,但不显著且地区分布不均,中上游减少,下游增加;而季节性夏季和冬季径流增加趋势明显,尤其是7月和1月径流增加最突出;更重要的是90年代汛期径流也呈现出增加趋势,汛期径流的增加在一定程度上加大了洪灾发生的可能性,这可能是导致洪灾频繁的原因之一。
突变分析指出,宜昌和汉口站从1926年开始径流经历了一个明显减少的变化,这与20世纪20年代初,北半球突然变暖,长江上游地区呈现降温、降水减少趋势一致。
关键词:长江;径流趋势分析;突变分析;1990s 文献标识码:A 长江流域是我国经济最发达的地区之一,同时也是我国洪涝灾害最为严重的地区。
全球变暖,降水增加,近年来长江流域洪涝灾害频繁发生,造成的经济损失越发严重,已严重制约和影响了本区域经济和社会的可持续发展。
20世纪90年代是近千年来最温暖的10年,也是我国洪涝灾害高发的10年。
20世纪11次大洪水中90年代就有5次。
因此从各方面研究长江流域洪水形成的机制,分析长江流域径流的变化趋势,预测未来可能出现的大洪水,为长江洪水风险管理提供决策方案已显得尤为重要。
近年来长江大洪水高频发生,除湖泊围垦造成蓄洪功能减弱等因素外,与全球变暖,降水增加有很大关系,尤其是大降水事件增多。
20世纪90年代长江流域降水极端事件发生的频率和强度都在增加[1],1960～2001年长江流域在较大范围内年暴雨日数和暴雨量也都呈增加趋势,夏季暴雨日数和暴雨量呈增加趋势的站点明显增多[1,2]。
全球变暖,区域气候改变,势必导致降水及其分布发生变化,也必然引起流域水资源分配及其径流发生变化。
本文目的是通过对能够代表整个长江的宜昌、汉口、大通水文站的径流资料进行分析研究,以便揭示近百年来长江流域径流量的变化及其演变趋势。
1 研究数据及方法本文选取由长江水利委员会水文局提供的能代表长江上、中、下游的宜昌(1882～2000年)、汉口(1870～2000年)、大通(1950～2000年)水文站的径流资料。
其中宜昌水文站位于长江三峡的东部出口,完整地控制了长江上游100.6×104km 2的广大地区;汉口水文站位于长江中游,控制流域面积148.8×104km 2,流域内除了长江上游地区外,主要包括了洞庭湖和汉水流域;大通站控制流域面积170.548×104km 2,控制了长江流域94.7%的流域面积,流域面积较宜昌站大63.4%。
(参照图1)。
主要采用非参数Mann 2Kendall (以下简称M 2K 法)趋势分析及突变检验法、线性趋势分析法以及滑动t 检验法来检测径流的突变。
M 2K 法是用来评估气候要素时间序列趋势的检验方法,以适用范围广、人为性少、定量化程度高而著称,其检验统计量公式是:收稿日期:2004209206;修回日期:2004210222基金项目:国家自然科学基金项目(历史时期长江中下游平原旱涝序列时空格局与风险评价No.40271112)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(长江中下游洪水孕灾环境变化、致灾机理与减灾对策,KZCX32SW 2331).作者简介:秦年秀(1976～ ),女,广西省桂林人,硕士研究生,主要研究方向为洪水风险分析.第14卷第5期2005年9月 长江流域资源与环境Resources and Environment in t he Yangtze Basin Vol.14No.5Sep.2005图1 宜昌、汉口和大通站位置Fig.1 Location of Yychang ,Hankou and Datong StationS =∑n i =2∑i 21j =1sign (X i-X j ) 其中,sign ()为符号函数。
当X i -X j 小于、等于或大于零时,sign (X i 2X j )分别为-1、0或1;M -K 统计量公式S 大于、等于、小于零时分别为:Z =(S -1)/n (n -1)(2n +5)/18S >00S =0(S +1)/n (n -1)(2n +5)/18S <0 Z 为正值表示增加趋势,负值表示减少趋势。
Z 的绝对值在大于等于1.28、1.64、2.32时表示分别通过了信度90%、95%、99%显著性检验。
当用M -K 法来检测径流的突变时,其统计量为:设有一时间序列如下:x 1,x 2,x 3……x n ,构造一秩序列m i ,m i 表示x i >x j (1≤j ≤i )的样本累积数。
定义d k : d k =∑kim i (2≤k ≤N ) d k 均值以及方差定义如下: E[d k ]=k (k -1)4 Var [d k ]=k (k -1)(2K +5)72 (2≤k ≤N )在时间序列随机独立假定下,定义统计量: U F k =d k -E[d k ]var[d k ] (k =1,2,3,……,n ) 这里U F k 为标准正态分布,给定一显著性水平a 0,查正态分布表得到临界值t 0,当U F k >t 0,表明序列存在一个明显的增长或减少趋势,所有U F k 将组成一条曲线C 1,通过信度检验可知其是否具有趋势。
把此方法引用到反序列中,再重复上述计算过程,并使计算值乘以-1,得出UB k 。
UB k 在图中表示为C 2,当曲线C 1超过信度线,即表示存在明显的变化趋势时,若C 1和C 2的交点位于信度线之间,则此点可能就是突变点的开始。
但由于M -K 法检测的局限性,因此本文再配以滑动t 检验法来检验径流的突变。
M -T 检验中,定义一统计量为: t =( X 1- X 2)/S p 1/n 1+1/n 2 S 2p =[(n 1-1)S 21+(n 2-1)S 22]/(n 1+n 2-2) 这里S 2p 是联合样本方差,给出信度a ,得到临界值t a ,当t >t a ,说明序列存在显著性差异。
2 径流趋势分析2.1 年代际径流变化趋势近百年来长江流域上、中、下游径流表现出不同的趋势变化(图2)。
其中折线为年平均径流趋势变化线,直线为添加趋势线。
上游宜昌站和中游汉口站径流都呈减少的趋势变化,平均每100年分别减少918m 3/s 、1108m 3/s 。
下游大通站径流则呈增加趋势,且增加量大于中上游径流的减少量,平均每100年径流增加1707m 3/s 。
再对宜昌站和汉口站1950～2000年以来径流时间序列进行分析,得出两站径流仍呈减少趋势,平均每100年分别减少732m 3/s 、549m3/s ,表明20世纪50年代以来减少趋势减弱,尤其是中游汉口站。
因此,总的来说近百年来长江流域年径流成微弱增加趋势,但地区分布不均匀,这与文献[4]分析的结果一致。
不过总的变化量都不大,因此不能从总径流量变化来分析长江流域20世纪90年代洪涝灾害的频繁发生,只能从汛期月径流量的变化来说明。
基于以上分析,预测21世纪后长江流域上游径流仍处于减少的过程中,而中、下游径流则处在增加的年代。
中、下游径流的增加主要是由中游洞庭湖水系和鄱阳湖水系降水增加所致[1],下游径流的增加可能会在一定程度上削弱南水北调以及海水入侵对生态环境的影响。
图2 宜昌、汉口、大通站多年平均径流变化Fig.2 Variation of Annual Discharge of Y ichang ,Hankou and Datong Station2.2 20世纪90年代径流变化趋势20世纪90年代是我国长江流域洪涝灾害最频095 长江流域资源与环境 第14卷 繁的10年,表2给出了宜昌、汉口和大通站90年代平均径流与以前年代平均径流的比较。
明显看出,从上游往下游,90年代径流增加的比重逐渐增大。
与90年代相比,上游宜昌站90年代径流呈减少趋势变化,不过减少量并不大,在5%以内。
上游宜昌站径流的减少可能主要由于降水减少所致[1];中游汉口站径流,只有60年代稍微大于90年代外,其他各年代平均径流都比90年代小,但90年代增加并不显著;而下游大通站90年代径流与其他年代相比,大于所有以前年代平均径流,增幅在5%～9%之间。
可见90年代长江流域径流组成发生了一些变化,表现在上游来水减少,中下游来水增加,尤其是下游。
这可能主要是洞庭湖流域、汉江流域以及下游的鄱阳湖流域来水组成变化的缘故。
但总的来说变化幅度不大,说明90年代长江流域总径流量变化并不明显,也同样说明不能从总径流量变化来解释90年代长江流域洪灾的频繁发生。
这可能需要从汛期极端降水事件方面来找原因。
表1 长江流域90年代平均径流与其他年代比较Tab.1 Comparison of the1990s Monthly Mean Discharge with Previous Decades in the Yangtze Basin多年平均径流(m3/s)宜昌汉口大通汛期(5～9月)径流(m3/s)宜昌汉口大通1990s平均径流(m3/s)1360623020303761990s汛期径流(m3/s)111871175610224628 1990s21870s-2411990s21870s31001990s21880s-15361990s21880s-23201990s21890s-1260-11361990s21890s-9147-6081990s21900s-7255201990s21900s-2444141701990s21910s-931-6761990s21910s-330433601990s21920s-904901990s21920s-80934501990s21930s-758-17231990s21930s-4718-71601990s21940s-5416061990s21940s-4110134101990s21950s-380-2127681990s21950s-4047-5906348 1990s21960s-69838727021990s21960s-3854544021668 1990s21970s521183534931990s21970s60141463025678 1990s21980s-48817120651990s21980s-38053850219482.3 汛期(5～9月)径流变化趋势20世纪90年代汛期径流中、下游都呈增加趋势(表2),但增加程度有所不同。