【文章內(nèi)容簡介】 年三關口站夏季降雨量達到最大值。，說明19702007年38年間三關口站的秋季降雨量呈增加的趨勢。1974年三關口站冬季降雨量達到最大值，為218mm。由于在氣候序列的突變檢測中累積距平法（CA）和MannKendall法（MK）各有利弊。累積距平法（CA）是從曲線明顯的上升下降，可以判斷其長期顯著的演變趨勢及持續(xù)性變化，甚至還可以診斷出發(fā)生突變的大致時間。但如果演變趨勢不顯著，或持續(xù)性變化的時間段相對較短曲線沒有顯著突變，則無法診斷發(fā)生突變的大致時間。MannKendall法（MK）的優(yōu)點是不需要樣本遵從一定的分布規(guī)律，也不受少數(shù)異常值的干擾，適用于類型變量和順序變量。本文結合2種方法對涇河流域三關口降雨量38年的平均序列可能的突變點進行綜合檢驗。，UF和UB曲線基本上都沒有超過臨界直線，說明19702007年38年間涇河流域三關口站年降雨量的變化趨勢不顯著，根據(jù)UF和UB曲線交于1972年，說明1972年為突變年份。但UF曲線上升超過或下降低于臨界值的情況都沒有，則可以認為此降雨量序列沒有產(chǎn)生突變。根據(jù)表（）的數(shù)據(jù)處理后得到?jīng)芎恿饔蚰昃涤炅坷鄯e距平圖（）。從圖上可以看出19701972年，降雨量偏少，累積距平曲線呈下降趨勢；19721984年，降雨量偏多，累積距平曲線呈上升趨勢；19841987年，降雨量偏少，累積距平曲線呈下降趨勢；19871992年，降雨量偏多，累積距平曲線呈上升趨勢；19921997，降雨量偏少，累積距平曲線呈下降趨勢；19972003年，降雨量偏多，累積距平曲線呈上升趨勢；20032007年，降雨量偏少，累積距平曲線呈下降趨勢。用MannKendall法對降雨量序列進行突變檢驗的結果為：1972年為突變的年份，但整個降雨量序列沒有產(chǎn)生突變。通過累積距平曲線的分析，該降雨序列沒有發(fā)生突變，因為該降雨序列的演變趨勢持續(xù)性變化時間不夠長，不足以看出突變的大致時間。從兩種分析結果表示，降雨量序列在19702007年間是沒有產(chǎn)生突變的。22河海大學學士學位論文 氣候變化對黃河支流涇河水資源的影響第4章 涇河徑流量的變化特征 涇河徑流的年際變化年徑流量的年際極值比是指多年最大年徑流量與多年最小年徑流量的比值。年際極值比可反映年際變化幅度。我國各河流年徑流量的年極值比差異很大，長江以北都在5倍以上，其中比值最小的是怒江，最大的是淮河。年徑流量變差系數(shù)Cv值大的河流，年徑流量的年際極值比也較大，反之亦小。（測站：三關口19702007），說明涇河徑流量年際（19702007）變化幅度相對長江以北的河流來說是較小的。 涇河徑流量年際變化本文主要選取了涇河流域的三關口站19702007年的徑流量資料進行分析。179。，179。，179。，179。，179。三關口站的流域總面積為218 km178。，經(jīng)計算得到表（）為三關口站多年年徑流深。年份徑流深年份徑流深年份徑流深1970 1983 1996 1971 1984 1997 1972 1985 1998 1973 1986 1999 1974 1987 2000 1975 1988 2001 年份徑流深年份徑流深年份徑流深1976 1989 2002 1977 1990 2003 1978 1991 2004 1979 1992 2005 1980 1993 2006 1981 1994 2007 1982 1995 ，遠小于0，說明其年徑流量的總體變化趨勢減少的很顯著。179。；179。，179。 涇河徑流量的年內(nèi)變化 徑流量的年內(nèi)變化特征用給的涇河流域三關口站19702007年多年徑流量，做出表（）多年平均月徑流深的表格。由表格可作出圖（）涇河三關口站19702007年徑流深年內(nèi)變化圖，可以看出涇河徑流深的年內(nèi)分布很不均勻。其徑流深變化趨勢為一升一降一升再一降；2月份的徑流深最小，35月份減少，從6月份開始劇增，9月達到最大，徑流深達到361mm，然后從十月份起緩慢的減少。（mm）月份123456789101112徑流深126122147136134157242361359275193152 徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)徑流年內(nèi)分配不均勻系數(shù)水文統(tǒng)計中的一個重要參數(shù)，是反映河川徑流年內(nèi)分配不均勻的一個重要指標，值大說明變量變化劇烈,否則平緩穩(wěn)定。其計算公式為： （41）式中，為各月徑流量占年徑流的百分比；為各月平均占全年百分比。是反映徑流分配不均勻性的一個指標。越大，說明各月徑流量相差越懸殊，即年內(nèi)分配越不均勻，小則相反。經(jīng)過計算，得到各月的K值如下表所示：月份123456789101112K值（%）5 5 6 6 6 7 10 15 15 11 8 6 =，將K、代入公式（）中，得到?jīng)芎訌搅髂陜?nèi)分配不均勻系數(shù)=（測站：三關口），涇河流域年內(nèi)分配較不均勻。 年徑流量的變差系數(shù)變差系數(shù)Cv是水文統(tǒng)計中的一個重要參數(shù),用來說明水文變量長期變化的穩(wěn)定程度。Cv值大說明變量變化劇烈,否則平緩穩(wěn)定。公式如： （42）式中：為年徑流量；為多年平均年徑流量；n為年數(shù)。年徑流量的值反映年徑流量總體系列的離散程度,值大,年徑流的年際變化劇烈,對于水資源的利用不利,并且易發(fā)生洪澇災害。值小,年徑流量的年際變化小,有利于徑流資源的利用。將表（）的各年徑流量代入公式（42）得出19702007年的年徑流變差系數(shù)為=。 涇河流域徑流量的突變分析與降雨量一樣，徑流量的突變分析也采用累積距平法（CA）和MannKendall法（MK）對涇河流域三關口徑流量38年的平均序列可能的突變點進行綜合檢驗。由上圖可知，在顯著性水平α=，在MannKendall突變檢測圖中，UF和UB在臨界值之間有一個顯著的交點，UF和UB曲線交于1995年，說明1995年為突變年份。且UF上升超過或下降低于臨界值，UF統(tǒng)計值在1978年上升超過臨界值，在2002年下降低于臨界值。在19721995年34年間，UF的統(tǒng)計值都在0值線上，說明三關口站的年徑流量在這34年間是呈增加的趨勢；在1995年之后，UF的統(tǒng)計值都位于0值一下，說明19952007年間，三關口站的徑流量呈減少趨勢，特別是在2001年以后，UF曲線超過了臨界直線，說明2001年后的徑流量減少的很顯著。，由上圖可以看出19701972年間的徑流量是偏少的，累積距平曲線有下降的趨勢；19721992年31年間的徑流量是偏多的，累積距平曲線有上升趨勢，上升的明顯，說明在此年間的徑流量是增加的，在1972年可能會發(fā)生突變；19922007年間的徑流量是明顯減少了，累積距平曲線下降的趨勢很顯著，說明在1992年可能會發(fā)生突變。用MannKendall法對徑流量序列進行突變檢驗的結果為：1995年為突變的開端，在1995年后的UF值是下降低于臨界值的，表示徑流量是從高向低突變的。通過累積距平曲線的分析，可以劃分變化的階段性，從變化階段的程度可以大致的判斷突變時間，從分析結果表示，該徑流序列有兩段明顯的趨勢，1971992為兩個轉(zhuǎn)折點，可以大致判斷突變的大致時間為1972和1992。但是由于1972年前的資料有限，所以沒法更系統(tǒng)的說明該年份的突變，在此只能證明突變的大致時間為1992年。根據(jù)兩個方法的綜合判斷，該徑流序列的突變時間大致為19921995年間。為了分析某一流域的產(chǎn)流特征是否發(fā)生系統(tǒng)性變化，可應用降雨徑流雙累積曲線方法。降雨徑流雙累積曲線是把降雨系列和徑流系列分別按時間順序進行逐個累加，分別得到降雨累積系列和徑流累積系列，點繪兩系列，得到兩者的相關關系圖。與普通的降雨徑流相關曲線所不同的是，雙累積曲線是隨著時間單調(diào)增加的。如果點據(jù)的趨勢線是連續(xù)的，說明產(chǎn)流特性是一致的，如果某段點據(jù)趨勢線的坡度變化顯著或者下墊面條件變化很明顯，并且持續(xù)時間較長，坡度的變化結果才能予以采用，即說明產(chǎn)流特性有所改變。對于某個特定流域來說，如果一定時期內(nèi)影響產(chǎn)流特征的下墊面因素未發(fā)生突變，那么該流域的降雨徑流雙累積曲線不可能突然改變其走向，反之則會發(fā)生明顯的偏離，同時認為發(fā)生比較明顯偏離的時間點就是流域產(chǎn)流特征發(fā)生明顯改變的時間點。將三關口流域19702007年的面平均雨量系列和天然徑流深系列分別進行逐年累加，并點繪累積年面雨量與累積年徑流深關系圖，得到三關口流域的降雨徑流雙累積曲線。從雙累積關系圖可看出三關口流域的年降雨徑流關系存在比較明顯的轉(zhuǎn)折點。年降雨徑流系列大致分為三段，年份分別為：1970~1991，1992~2001，2002~2007。三段趨勢線的斜率有大小變化，先增后減再減（后兩段減小程度不同）。曲線的傾斜程度代表降雨徑流之間數(shù)量的變化：斜率越小，說明在相同年降雨量的情況下，年徑流越少。1970~1991年降雨徑流關系比較穩(wěn)定；1991~2001年間的降雨徑流雙累積趨勢線斜率最小，產(chǎn)流系數(shù)最小，說明1991年以后，產(chǎn)流系數(shù)較往年有所減少，這一現(xiàn)象可能是下墊面變化引起的；20022007年段趨勢線斜率有所上升，徑流系數(shù)增加。29河海大學學士學位論文 氣候變化對黃河支流涇河水資源的影響第5章 氣候變化對涇河徑流量的影響以降雨量來表示氣候因子來研究氣候變化對徑流的影響。要對降雨量和徑流量兩種不同的數(shù)據(jù)進行相關性分析，需要對數(shù)據(jù)做標準化處理。為了使單位不一樣，平均值及標準差也不同的各個要素能夠在同一水平上進行比較，通常使用標準化的方法，使它們變成同一水平的無單位的變量，這種變量稱為標準化變量。常用的數(shù)據(jù)標準化方法有最大值法、最小值法、標準差法等。本文采用的標準化公式為 （51）式中表示標準化后的要素值的時間序列，是未經(jīng)標準化的時間序列，是要素序列的均值，S為標準差。將涇河流域三關口站的降雨徑流資料進行標準化變換，繪出流域降雨與徑流標準化數(shù)據(jù)序列變化趨勢圖。從上圖可以看出，流域降雨量和徑流量在19701993年間趨勢基本上一致。降雨量多的年份，徑流量也呈增加趨勢。降雨量少的年份，徑流量也相應地減少。1993年以后的降雨徑流趨勢相對來說比較差。相關系數(shù)r的計算公式為： （52）上式中r為相關系數(shù)，為兩個數(shù)組，分別為它們的平均值。，根據(jù)相關系數(shù)顯著性檢驗（F檢驗），降雨量與徑流量的相關系數(shù)通過了α=，兩者呈正相關關系。運用一元回歸方程來量化的檢驗降雨量對徑流量的影響，所得的回歸方程為：運用回歸方程來進行降雨量對徑流量的影響的量化研究，分析如表：P(mm) ΔP（%）3020100102030W（億m179。) ΔW(%)40 26 13 0 13 26 40 注：P為年降雨量；ΔP代表涇河降雨量距多年平均值增加或減少的百分比；W表示由回歸方程算出的對應降雨量的涇河年徑流量；ΔW表示涇河年徑流量距多年均值增加或減少的百分比。從表（）可以看出，當涇河流域水文年降雨量偏多或偏少10%時，涇河年徑流量會偏多或偏少13%；當涇河流域水文年降雨量偏多或偏少20%，年徑流量會偏多或偏少26%；流域水文年降雨量偏多或偏少30%時，涇河年徑流量會偏多或偏少40%的影響。由此看出降雨量與徑流量的關系程度較為密切，說明降雨是影響徑流量非常關鍵的因素。31河海大學學士學位論文 氣候變化對黃河支流涇河水資源的影響第六章 結論與分析本論文通過對涇河流域三關口站19702007年38年的氣象資料（降雨量），以及涇河三關口站19702007年38年的徑流量資料的分析研究，得出以下結論： 年徑流量的年際變化非常顯著，年降雨量的年際變化不顯著。179。，%；%；%；可見年徑流量總體趨勢減少的很顯著。年降雨量的年際變化不是很顯著，%，%,%。（CA）分析結果 徑流量可能發(fā)生了突變、降雨量序列沒有發(fā)生突變。19721992年31年間的徑流量是偏多的，累積距平曲線有上升趨勢，上升較明顯，說明在此年間的徑流量是增加的，在1972年可能會發(fā)生突變；19922007年間的徑流量明顯減少，累積距平曲線下降的趨勢很顯著，說明在1992年可能發(fā)生了突變。19721990年29年間的降雨量總體上是偏多的，累積距平曲線有上升趨勢，上升的不是很明顯有升有降，19902001年的降雨量總體上是偏少的，曲線有下降的趨勢，20032007年的降雨量有明顯的減少趨勢，曲線有明顯的下降趨勢，綜合來看降雨量序列沒有產(chǎn)生突變。對給定的降雨徑流資料進行檢驗，降雨量的檢驗中19702007年38年間涇河流域三關口站年降雨量的變化趨勢不顯著，整個降雨量序列沒有發(fā)生突變。徑流量突變于1995年。徑流量的檢驗中UF和UB曲線交于1995年，在19721995年34年間，UF的統(tǒng)計值都在0值線上，說明三關口站的年徑流量在這34年間是呈增加的趨勢；在1995年之后，UF的統(tǒng)計值都位于0值一下，說明19952007年間，三關口站的徑流量呈減少趨勢，特別是在2001年以后，