基于S变换的潘家口水库入库径流时序多时间尺度分析.pdf

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1、万方数据第30卷第2期2011年4月VoI．30No．2Apr．201i36JoornalofShandongUniversityofScienceandTechnologyNaturaIScience基于S变换的潘家口水库人库径流时序多时问尺度分析牛军宜(郑州大学水利与环境学院，河南郑州450001)揍要：以1956--2003年闭的潘家口入库径流时序为研究对象，采用s变换对该径流时序的演变特征进行了时频鼍分析，得到了该水文时序频谱在时一频平面上的三维分布图，它清晰地显示了该时闻序列在不同时段内的多时阍尺‘；度演变特征。然后再对得到的频

2、谱图进行拓扑结构分析，总结了潘家口水库入库径流时序的宏观演变规律。结果：表明，潘家口水库的年入库天然年径流近50年来总体上呈减少的趋势，其演变过程中存在16年和多个lO年以下a的多重变化周期：时间尺度为16年的周期分量波动特征较为平稳；但是对该径流时序演变特征起主要作用的是l3～10年的周期分量，并且3～lo年的多个周期分量在不同时段内对该径流时序波动特征的贡献不同。l关键词：径流时序；S变换；时频分析；频谱；拓扑结构l。、+‰々⋯。一：～+。，¨。c⋯⋯^M“：{目《中图分类号：P333．6文献标志码：A文章编号：1672—3767(2

3、011)02—0036-05Multi-timescaleAnalysisofInflowTimeSeriesofPanjiakouReservoirBasedonS-transformNIUJunyi(CollegeofWaterConservancyandEnvironmentalEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou，Henan450001。China)Abstract：TakingtheinflowtimeseriesofPanjiakoureservoirfrom1956tO2003a

4、sresearchobject，thetimefre—quencyanalysisfortheevolutionfeaturesoftheinflowtimeserieswasmadebymeansofS-transform，obtainingthe3一Ddistributionspectrogramofthehydrologicaltimeseriesonthetime-frequencyplane．Thespectrogramclearlydisplayedthemuhi-timescaleevolutionfeaturesOfthe

5、inflowtimeseriesindifferenttimeperiods．Then，theanalysisoftopologystructureforthespectrogramwascarriedOUtandthemacroscopicevolutionlawoftheinflowtimeseriesofPanjiakoureservoirwassummarized．TheresultshowedthattheyearlyinflowvolumeofPanjiakoureservoirwasofadecreasingtrendint

6、hepast50years，andtherewere16aandmany10amulti-cycleoscillationsinthetimese-tiesevolutionprocess，andthe3-10aperiodiccomponentsplayedaleadingroleintheevolutionprocess．Moreover，eachof3-10aperiodiccomponentshadadifferentcontributiontOthefluctuatingfeaturesofinflowtimeseriesofP

7、aniiakoureservoirindifferenttimeperiods．Keywords：inflowtimeseries；S-transform；timefrequencyanalysis；spectrum；topologystructure潘家口水库地处河北省迁西县境内，防洪库容9．7亿ITl3，兴利库容19．5亿m3，总库容29．3亿m3，水库以供水为主，兼顾防洪、发电。潘家口水库坝址以上控制流域面积3．37万km2，占滦河流域总面积的75．3％。其中滦河在内蒙古自治区和河北省张家口市境内流域面积为0．72万km2，占潘家口

8、水库以上总面积的21．4％；滦河在河北省承德市境内流域面积为2．65万km2，占潘家口水库以上总面积的78．60A。潘家口水库是引滦人津供水的主体工程，该工程是天津市城市供水的重要支柱，自19