水文序列變異的診斷方法眾多,各種方法所得突變結(jié)果不盡相同。為避免單種方法檢測的不確定性,通過研究比較6種常用突變檢驗方法,以黃河上游三條代表性河流的河川徑流序列變異為案例,對上述方法的基本原理、假設(shè)條件和成果合理性進行實證性對比研究,基于此提出突變檢驗的建議方案。曲線直觀類方法適于突變時間范圍的勾勒,變異年份須借助統(tǒng)計方法檢驗;參數(shù)統(tǒng)計法與非參數(shù)秩檢驗法各有優(yōu)點,為避免同類方法的重復,建議各選其一用于突變檢測和成果對比;宜嚴格控制顯著性水平檢驗,當兩個或兩個以上的檢測結(jié)果較一致才能議為可信的突變結(jié)果。實證研究表明,黃河上游黑河和白河徑流序列（1985—2015年）的突變均發(fā)生在1993年,洮河徑流序列（1956—2015年）的突變年份發(fā)生在1991年。研究屬多種方法應(yīng)用于水文序列突變檢驗的有效范例,可為突變檢驗相關(guān)理論體系的完善和方法的創(chuàng)新提供參考。 

【文章來源】：水利水電技術(shù). 2020,51(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

代表性流域及其河川徑流序列變化

對黑河、白河和洮河的徑流序列先以累積距平法進行初步判斷(見圖2)。三站徑流都有先增后減的變化趨勢,黑白兩河的突變時間大致在1990—1995年之間,洮河徑流序列的突變時間大致在1985—1991年之間。采用SNHT、Br、STARS、M-K和PETTITT檢驗法對三站徑流序列的突變時間進行精確診斷。三個代表性流域序列長度有所不同,大水站和唐克站的序列長度一致(1985—2015),可用于不同檢測方法效果的平行對比;紅旗站序列較長(1956—2015年),劃分為不同長度序列(60 a、50 a、40 a、35 a、30 a),用于檢測方法序列長度敏感性分析。為避免置信區(qū)間不同產(chǎn)生分析誤差,所有突變檢測分析顯著性水平同設(shè)為α=0.05。在5種精確診斷突變的方法中,SNHT、Br和STARS方法屬于統(tǒng)計檢驗,要求序列為正態(tài)分布。STARS方法基于T檢驗,與非參秩檢驗方法如M-K和PETTITT一樣,要求時間序列獨立同分布,沒有自相關(guān)性。經(jīng)檢驗,黑、白河兩河及洮河的天然徑流序列都滿足正態(tài)分布。白河和洮河徑流的自相關(guān)性不顯著,黑河徑流的一階自相關(guān)性強。采用白化處理(pre-whiten)方法[42],對黑河徑流序列去除自相關(guān),再進行相應(yīng)檢驗。

表2 不同方法用于兩河等長徑流序列突變檢驗 流域 站名 時間序列 突變檢測方法 SNHT Br STARS M-K PETTITT 黑河 大水 1981—2015 1985 1993 1994, 2012 1986 1993 白河 唐克 1981—2015 1984 1993 (1994, 2012) 1985 (1993) 注:表中突變年份帶“()”的表示未通過α=0.05的顯著性檢驗,其余突變結(jié)果均通過該顯著性水平檢驗由表3可知,檢測方法對序列長度的敏感性各有不同。在突變點的確定上,5種方法的檢測結(jié)果略有差異,但大都集中在1980 s中后期和1990 s早期,M-K和PETTITT方法的檢測結(jié)果因序列長度不同而變化,這兩種方法對序列長度相對敏感;其余方法如SNHT、Br和STARS的檢測結(jié)果相對穩(wěn)定。在不同長度序列的顯著性檢驗上,所構(gòu)建的5個序列中,只有60a長度序列(1956—2015年)在5種方法檢測中都通過給定的顯著性檢驗,其他序列至少有兩種方法的突變檢驗未能通過,盡管可能的突變點包含在其中。SNHT與Br法在某些序列長度上未經(jīng)過顯著性檢驗, M-K與PETTITT方法在序列長度發(fā)生變化時突變點有所“漂移”。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3101201