湘江流域年径流序列的频谱分析.pdfVIP

第32卷第3期 人 民 黄 河 Vo1，32．No．3 2010年3月 YELL0W RIVER Mar．，2010 【水文 ·泥沙】 湘江流域年径流序列的频谱分析 龚 云 ，孔 兰 (I．贵州大学 明德学院土木系，贵州 贵阳550004；2．中山大学水资源与环境研究中心，广东 广州510275) 摘 要：利用频谱分析法对湘江流域控制性水文站鲤鱼塘站的年径流序列进行了计算与分析。频谱分析的资料预处理 包括平稳性检验、谐波模式检验、序列的中心化、标准化等；计算得到湘江流域年径流量存在约22．5a、4．5a和6．4a的 周期。频谱分析方法求得的年径流量周期与小波理论进行的年径流时间序列多时间尺度分析结果基本一致。 关 键 词：年径流序列；频谱分析；水文周期；湘江流域 中图分类号：TV123 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．03．013 角频率 = ， 为基本角频率，A，为振幅，为相位， 1 频谱分析法 卜] n 。 n 计算式为 - 频谱分析法是时间序列分析的重要方法之一 ，其原理是把 时间序列分解为按不同周期变化的三角函数，用按不同周期变 …ctan(_每) 化的各成分的相对强度来表达时间序列变化特征。水文序列 的第 个谐波aicosw／+bisinmjt=Ajcos(％t+0r)的振 可以视为一种具有一定规律的振动现象 ，它由一组包括不同频 幅为 率的余弦波和正弦波组成的谐波叠加而成 ，并用傅立叶级数表 A=、『 示，可以得到序列的方差线谱或方差谱密度等。以谱为工具， 它描述了谐波的振幅随频率变化的情况。 找出对序列组成贡献大的谐波个数及其对应频率，就能在频率 域上研究序列的内部结构。在频率域上分析序列 内部结构和 2 实例研究 。 有关性质，常用方差线谱(周期图)和方差谱密度等。 序列 (t：1，2，…，／7,)满足一定条件时，可按傅立叶级数 选取贵州省湘江流域为研究区，流域面积为4913km ，属 展开 ： 于亚热带季风气候区，岩溶发育。鲤鱼塘水文站是湘江流域重 f 要的控制性水文站，集水面积为4736km 。利用鲤鱼塘水文 = +∑(。。soJjt+bisinwit) 站及流域 1956--2000年的径流等实测资料，对其进行频谱分 J=1 或 ‘ 析，判断其周期特征。 = +∑ c。s(oht+oj) 2．1 资料预处理 频谱分析的资料预处理包括平稳性检验、谐波模式检验、 式中：z为谐波的总个数。n为偶数时，z=n／2；n为奇数时，z= 序列的中