三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析

任逍迪, 李继清, 纪昌明

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中国农村水利水电 ›› 2019 ›› (7) : 77-82.
水文水资源

三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析

  • 任逍迪,李继清,纪昌明
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Multi-scale Analysis of Runoff Variation before and after the Three Gorges Reservoir

  • REN Xiao-di,LI Ji-qing,JI Chang-ming
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摘要

径流时间序列复杂多变,既存在着非周期成分(趋势、突变等)变化特征,又存在着多尺度的周期变化特征,水文径流的多尺度分析研究具有重要价值。本文主要利用极点对称模态分解(ESMD)方法,对宜昌水文站多年实测径流量进行模态分解及时频分析,得出不同的时间尺度下,该站径流的趋势、突变及周期变化,进而分析三峡水库调蓄前后的径流变化规律;同时将ESMD方法与传统径流分析方法中的Mann-Kendall(M-K)法、小波变换法及希尔伯特-黄变换法三种方法进行对比,以验证ESMD方法的科学性、优越性。研究结果表明:三峡调蓄前后,不同时间尺度下的径流均存在2003年6月左右的突变点,趋势项上均表现为不显著的递减变化趋势,这表明三峡工程的正式蓄水对径流量产生了较为明显的影响;年、月、日的周期则表现出了一致性,证实了径流研究具有不同尺度上的嵌套性,同时ESMD法在径流多尺度分析上具有较好的应用效果。

Abstract

The runoff time series is complex and variable,and there are both non-periodic components ( trends,mutations,etc.) and multi -scale periodic variations. The multi - scale analysis of hydrological runoff is of great value. In this paper,the pole - symmetric mode decomposition ( ESMD) method is used to analyze the modal decomposition and time-frequency analysis of the long-term measured runoff of Yichang Hydrological Station. The trend,sudden change and periodic variation of the runoff at the station are obtained at different time scales. The runoff variation law before and after the storage of the Three Gorges Reservoir is carried out. The results obtained by the ESMD method are verified by Mann-Kendall ( MK) method,wavelet transform method and Hilbert-Huang transform method in the traditional runoff analysis method. The results show that before and after the Three Gorges Reservoir,the runoff at different time scales had the sudden change point around June 2003,and the trend items showed an insignificant decreasing trend,indicating the official water storage to runoff of the Three Gorges Project. It has obvious influences; the cycle of year,month and day shows consistency,which proves that runoff research has nesting on different scales,and ESMD method has better application effect on runoff multi-scale analysis.

关键词

径流分析 / 多尺度分析 / 极点对称模态分解( ESMD) 方法 / 三峡水库

Key words

runoff analysis / multi-scale analysis / pole-symmetric mode decomposition ( ESMD) method / Three Gorges Reservoir

基金

国家自然科学基金( 51641901) ; 国家重点研发计划项目 ( 2016YFC0402208,2017YFC0405906) 。

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任逍迪, 李继清, 纪昌明. 三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析 [J].中国农村水利水电, 2019(7): 77-82
REN Xiao-di, LI Ji-qing, JI Chang-ming. Multi-scale Analysis of Runoff Variation before and after the Three Gorges Reservoir[J].China Rural Water and Hydropower, 2019(7): 77-82

参考文献

[1]王文圣, 丁晶, 李跃清.水文小波分析[M]. 化学工业出版社, 2005.
[2]蔺秋生, 范北林, 黄莉.宜昌水文站年径流量演变多时间尺度分析[J].长江科学院院报, 2009, 26(4):1-3
[3]李眉眉, 丁晶, 王文圣.基于混沌理论的径流降尺度分析[J].工程科学与技术, 2004, 36(3):14-19
[4]杨明金, 张勃, 王海青, 等.黑河流域年~年出山径流变化规律分析[J].资源科学, 2009, 31(3):413-419
[5]李舒, 吕志方.窟野河径流突变点分析[J].人民黄河, 2015, 37(1):27-29
[6]孙青雪.基于-检验的青山库区降水、径流变化趋势及突变分析[J].浙江水利水电学院学报, 2016, 28(5):29-33
[7]王文圣, 丁晶, 衡彤.长江宜昌年最大洪峰周期分析和长期预报研究[J].四川大学学报工程科学版, 2003, 35(1):20-23
[8]王文圣, 丁晶, 衡彤, 等.水文序列周期成分和突变特征识别的小波分析法[J][J].工程勘察, 2003, (1):32-35
[9]刘俊萍, 田峰巍, 黄强.黄河上游河川径流变化多时间尺度分析[J].应用科学学报, 2003, 21(2):117-121
[10]王文圣, 熊华康, 丁晶.日流量预测的小波网络模型初探[J].水科学进展, 2004, 15(3):382-386
[11]董前进, 王先甲, 李匡, 等.长江上游日径流变化的多时间尺度分析[J].武汉大学学报工学版, 2006, 39(4):33-36
[12]刘安, 任秉仪, 徐朝阳, 等.归芍地黄汤联合治疗肝肾不足型的疗效观察[J].中国中医眼科杂志, 2013, 23(3):161-164
[13]王金良, 李宗军.可用于气候数据分析的ESMD方法[J].Climate Change Research Letters, 2014, 3:1-5
[14]李伟红, 田真真, 龚卫国, 等.改进的用于公共场所异常声音特征提取[J].仪器仪表学报, 2016, 37(11):2429-2437
[15]丁佐榕, 李健, 王胜南, 等.基于的浓相气力输送颗粒静电信号分析及速度测量[J].东南大学学报自然科学版, 2016, 46(5):1032-1037
[16]Fei WANG, Zongmin WANG, Haibo YANG, Yong ZHAO.Study of the temporal and spatial patterns of drought in the Yellow River basin based on SPEI[J].Science China(Earth Sciences), 2018, 61(08):1098-1111
[17]段志鹏, 李继清.基于极点对称模态分解的北京市降水特征分析[J].中国农村水利水电, 2018, (3):17-21
[18]Huang N E, Shen S S P.Hillbert-Huang Transform:Introduction and Applications[M]. Singapore:World Scientific, 2005, 454:903-995.
[19]Huang N E, Shen Z, Long S R, et al.The Empirical Mode Decomposition and the Hilbert Spectrum for Nonlinear and Non-Stationary Time Series Analysis[J].Proceedings Mathematical Physical & Engineering Sciences, 1998, 454(1971):903-995
[20]周建军, 张曼.近年长江中下游径流节律变化、效应与修复对策[J].湖泊科学, 2018, 30(06):1471-1488
[21]石教智, 陈晓宏, 黎坤.基于方法的宜昌近百年径流演化模式分析[J].人民长江, 2005, 36(11):34-36
[22]张建敏, 高歌, 陈峪.长江流域洪涝气候背景和致灾因子分析[J].资源科学, 2001, 23(3):73-77
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