一种水文序列变异诊断耦合模型及其应用
2021-10-17钱龙霞李汉霖王艺玮王红瑞
工程科学与技术 2021年5期
钱龙霞,李汉霖,汪 腾,王艺玮,王红瑞
(1.南京邮电大学 理学院,江苏 南京 210023;2.中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京 100038;3.北京师范大学 水科学研究院,北京 100875)
根据IPCC(政府间气候变化专门委员会)第四次及第五次报告[1–3],全球气候急剧变化,且变暖的趋势不断加强,人类活动是这一变化的重要因素。在人类活动和自然变异的双重因素影响下,世界各地水文数据的统计规律和混沌程度已经发生了显著变化[4–5]。水文序列变异诊断对防洪减灾、生态环境保护具有重要的科学意义和应用价值[6–8]。
目前,水文变异诊断方法主要用于均值变异的检测,包括Mann–Kendall法、Pettitt检验法[9–10]、Spearman秩相关检验法[11]、BG(启发式分割)算法等。国外相关的研究进展如下:兰甜[1]把常用的均值变异诊断方法划分成了5种,其中参数检验方法(如T检验和F检验)及非参数检验方法(如Mann–Kendall法和秩次相关分析法),是国内外学者采用较多的两类方法。参数检验方法对数据序列要求较高,使得非参数检验方法应用较多。Bernaola–Galván等[12]首次提出启发式分割算法(又称BG算法),适用于非平稳、非线性序列的均值变异诊断。此后,Fukuda等[13]指出BG算法对于不同统计特性的理想样本均具有良好的效果。总的来说,BG方法划分得到的各子序列能在不同的物理背景下表征其特性,避免了传统检测方法对数据序列平稳性和线性的严苛要求。国内相关的应用研究有:王生雄等[14]采用Mann–Kendall法对渭河华县站1956—2000年径流序列进行了变异诊断分析;……
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