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《基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究_刘俊萍.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、f1.炙并乎选展第“3卷第4期2003年4月‘基于小波分析的黄河河川径流变化规律研究‘‘‘,2刘俊萍田峰巍黄强‘你春生.,,西安理工大学水利水电学院西安710048;20300华北工学院分院太原08,、、,摘要采用Morlet小波函数分别对黄河上中下游河川径流序列进行小波分析揭示了黄河上、中、下游河川径流变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下的径流序列变化周.,.期和丰枯突变点通过小波方差检验得出黄河上、中、下游径流变化第一主周期均为22年经,、、,、径流变化趋势分析预测黄河上中下游大约在2003一2012年
2、均将处于偏丰期结果表明上中、下游河川径流变化具有同步性.关键词小波分析黄河河川径流变化规律周期,_Frier_}_}一1/2。;,,、曰,协小波分析属于时频分析它不同于ou分一’{互二叠),,。、_。、二六、.一邝里汽不一定是彼此正交的,,析Fourier分析使用的是一种全局的变换无法表团叫气!(t):述信号的时频局域性质.小波变换具有多分辨率分其重构公式为了‘!,一几见声、‘一“,,析的特点,在时频域都具有表征信号局域特征的能六{t一b},力〔‘〕.小波分析理论已广泛地应用到各个学科领(气;一)dadb(3),,、
3、、,域本文应用小波分析理论对黄河上中下游Morlet小波是使用最普遍的一种复值小波母河川径流长系列进行深入细致的分析,以揭示黄河:,一e一、田,,函数为州)专01(4)全流域河川径流的变化特性使我们对黄河径流变,sS化有,、是经Gau函数平滑而得到的谐波其应用十分广更加深刻的认识为黄河流域规划水资源优.,3]化配置等提供更加全面的技术支持.泛复值小波比实值小波具有更多的优点[2,以下的分析计算均采用Morlet复值小波连续变换.1连续小波变换2黄河上中下游径流变化规律,设小波函数为沪(t)任五2(尺)其凡urie:变
4、换,、为少(。)且满足允许条件选取兰州站三门峡站和花园口站为黄河上中,,下游的代表站所用资料为1919一1997年共79年c,一d田<一.三,2755丁粤严(1)天然河川径流3站多年平均径流量分别为3.又10,0,50153‘o.,o3.xlo和55552又10m为减小,,对于任意函数f(t)任LZ(R)的连续小波变换为资料两端的影响采用数据反摺的方法外延资料两端的数据.采用Morlet复值小波对3站径流序列,,。,(。。。。}/2厂(艺),d艺,二卜5、虚部模模平方相位等信息(具体见图1一(,,2)3)通过分析这些信息能够揭示河川径流变化的多时间尺度结构.,,,,。,沪(t)表示以t)的复共扼。b任魔。共。功。(t)2002一09一04收稿,2002一12一24收修改稿*:国家自然科学基金(批准号5。。79021)和国家重点基础研究发展规划(G1999043608)资助项目.一:EmailI刁p23@163eom、毅自并乎选展第13卷第4期2003年4月2.1黄河上游小波变换结果及分析(1)小波系数实部小波系数的实部包含给定时间和尺度下,相对于其他时间和尺度,信号的
6、强度和位相两方面的信息风51.小波系数实部为正时,表示,图,“+”;扮侧尽岔叱径流量偏多中用实线绘出表示正值中心为负时表示,,“一”径流量偏少图中用虚线绘出表示负值中心.从小波系数的实部可以看出不同尺度下,的丰枯位相结构表明不同的时间尺度所对应的径流丰枯变化是不同的.小尺度的丰枯变化则表现为嵌套在较大尺度下的较为复杂的丰枯结构.197019801990从图1(a)中可分析出径流存在明显的年际变化年份,和年代际变化从上至下分析得出径流存在30年40丫,10一30,7一17“以上及10年以下4类尺度的周期35汀变化规律
7、.嘿,从较大尺度30一40年分析径流变化出现丰185刀5,枯交替的准2次振荡对应于这种大尺度的丰枯交珊侧宜盆叱.18505,‘J,且己.1、替,黄河上游径流变化表现出了明显的突变特征,0,,‘具体表现为1929年以前偏枯1930一1949年偏丰‘曰1产、卜八一产、n矛、‘,,4x950一1969年偏枯1970一1988年偏丰1988一,,,1997年偏枯直到1997年等值线仍未闭合19976181写控全年后一段时间仍处于偏枯期.10一30,,19201930194019501960197019801990从年尺度分
8、析径流出现准3次振荡年份,,19241925一1935气,一,一、一、气具体表现为年以前偏丰年偏枯410,,j1936一1947年偏丰1948一1958年偏枯1959一_20282.51,,1969年偏丰1970一1980年偏枯1981一199一年嘿羹,,偏丰1992年以后偏枯而且这一偏枯曲线直到1997,,年仍未闭合与30一40年尺度的变化一
