宜昌站主汛期流量及水温变化多时间尺度分析.pdfVIP

第28卷第4期 水电能源科学 V01．28No．4 2010年4月 WaterResourcesandPower 0l0 Apr．2 文章编号：i000—7709(2010)04—0016—03 宜昌站主汛期流量及水温变化多时间尺度分析 黄 峰1’2 夏自强1’2 张 楠2 (1．河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京210098； 2．河海大学水文水资源学院，江苏南京210098) 摘要：以宜昌站1956～2002年主汛期为例，采用复Morlet小波分析了流量、水温序列多时间尺度变化规律， 并根据主周期预测了未来变化趋势。结果表明，主汛期流量、水温序列均存在三类时间尺度的周期，各周期尺 度下小波变换系数基本为正负对应出现，呈偏丰一偏低、偏枯一偏高交替变化规律，且将持续到2015年。 关键词：宜昌站；主汛期；流量；水温变化；多时间尺度 中图分类号：TVll；P46 文献标志码：B 在全球气候变暖背景下，长江上游流域的气 候亦发生了变化。气候与水文循环的相互作用， ‘．M^／lI．Mk。^．f 降水、气温等气候要素的变化引起了径流量、水温 的变化。本文采用小波法分析了长江宜昌站主汛 y 19肇V蚓…嘭6。＼{伊＼2。 期流量、水温的变化规律，并根据主周期预测了未 来变化的趋势。 1 研究方法 雾№忉恤。 多时间尺度小波分析…的关键为绘制小波变 【b)水温 换系数图、不同尺度下的小波变换系数序列和小 图1 主汛期流量、水温标准化序列 波方差图，通过三种图形的变化识别多时间尺度 time offlowandwater Fig．1Standardizedseries 特征，详见文献[1]。复Morlet小波为复数形式 inmainfloodseason temperature 的小波[2]，比实数形式的小波具有更多优点，由于 实部与虚部相位相差兀／2，消除了实数形式小波 3主汛期流量、水温序列变化特性 在变换过程中系数模的振荡，且从其小波系数中 可分离出模和位相，鉴于其优点，本研究选用复 3．1 多时间尺度特征分析 Morlet小波对宜昌站主汛期流量、水温序列进行 小波变换系数的实部包含了在一定的特征时 连续小波变换，研究方法详见文献1-23。 间尺度a下，信号沿时间轴b的分布和位相两方 2数据资料 面的信息[3]。图2为主汛期流量、水温序列小波 变换系数实部等值线图。图中，实线为正值(主汛 宜昌站位于长江上游与中游交界处，控制长 期流量偏丰状态)，虚线为负值(主汛期流量偏枯 江上游100．6×104km2，7～9月为主汛期，多年状态)，正负值交界面上的零值表征主汛期流量丰、 平均径流量约占