哈尔滨站径流、输沙的多时间尺度特征

doi:10.11849/zrzyxb.2011.01.014

自然资源学报 ›› 2011, Vol. 26 ›› Issue (1): 135-144.doi: 10.11849/zrzyxb.2011.01.014

哈尔滨站径流、输沙的多时间尺度特征

穆兴民^1,2, 宋小燕^2,3, 高鹏^1,2, 王飞^1,2, 王双银¹

1. 西北农林科技大学水土保持研究所, 陕西杨凌 712100;
2. 中国科学院、水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌 712100;
3. 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101

收稿日期:2009-12-02 修回日期:2010-08-16 出版日期:2011-01-30 发布日期:2011-01-30
作者简介:穆兴民(1961- ),男,博士,研究员,主要研究方向为水土保持、生态水文。E-mail:xmmu@ms.iswc.ac.cn
基金资助:
国家"973"项目"中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究"(2007CB401203)。

The Multi-time Scale Features of Runoff and Sediment Discharge in Harbin

MU Xing-min^1,2, SONG Xiao-yan^2,3, GAO Peng^1,2, WANG Fei^1,2, WANG Shuang-yin¹

1. Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;
2. State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, CAS and Ministry of Water Resources, Yangling 712100, China;
3. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

Received:2009-12-02 Revised:2010-08-16 Online:2011-01-30 Published:2011-01-30

摘要/Abstract

摘要： 水沙多时间尺度变化的复杂结构分析可为短期及中长期水沙预测提供科学依据。选用松花江哈尔滨控制站1955—2005年年均面降雨量、年均径流和输沙量数据,采用小波多尺度分析方法,分析哈尔滨站主要水文要素的周期及其多时间尺度变化特征。结果表明:哈尔滨站降雨、径流和输沙量序列主周期基本一致且均存在多时间尺度特征。三要素的第一主周期为24.0~26.0 a,第二主周期为17.0~18.0 a,第三主周期为6.0~7.0 a。在7 a时间尺度上,20世纪50—60年代,降雨、径流和输沙量序列的曲线变化基本同步。20世纪70年代,由于大规模人口迁入以及为解决粮食问题的水土资源开发导致了三条曲线发生紊乱,20世纪80年代后黑土地综合治理措施的实施使得三条曲线重新趋于一致。在17 a和26 a时间尺度上,受引水工程、兴建水库等人类活动的影响,三条曲线间的变化出现不同步现象。水沙丰枯变化及奇异点判断与时间尺度有密切关系,离开时间尺度的变化趋势是毫无意义的。

关键词: 降雨, 径流, 输沙, 小波分析, 多时间尺度, 哈尔滨

Abstract: Multi-time scales analysis may provide a scientific basis for short-term and long-term projections of runoff and sediment discharge. The multi-time scale features of precipitation, runoff and sediment discharge were studied using wavelet analysis test in Songhuajiang River. The data of areal average precipitation, runoff and sediment discharge from 1955 to 2005 were employed for Harbin Hydrological Gauging Station. The results showed that precipitation, runoff and sediment discharge had significant approximate periodicity and multi-time scale features. Their first main periods were 24.0-26.0 years, the second main periods were 17.0-18.0 years, and the third periods were 6.0-7.0 years. At the 7 years scale, changes of precipitation, runoff and sediment discharge had the synchronization from the 1950s to the 1960s; in the 1970s, due to massive population movement, as well as the irrational development of water and land resources, a three-curve disorder was resulted; after the 1980s, the implementation of comprehensive measures made three curves re-converge. At 17 and 26 years scales, because of water diversion project, the construction of reservoirs and other human activities, there is not always synchronization between the three curves. Wet and dry years and singular points were closely related to the time scale, so the trend divorced from time scales is meaningless.

Key words: areal average precipitation, runoff, sediment discharge, wavelet transform, multi-time scale, Harbin 

中图分类号:

P333

穆兴民, 宋小燕, 高鹏, 王飞, 王双银. 哈尔滨站径流、输沙的多时间尺度特征[J]. 自然资源学报, 2011, 26(1): 135-144.

MU Xing-min, SONG Xiao-yan, GAO Peng, WANG Fei, WANG Shuang-yin. The Multi-time Scale Features of Runoff and Sediment Discharge in Harbin[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2011, 26(1): 135-144.

参考文献

[1] 王文圣, 丁晶, 向红莲. 水文时间序列多时间尺度分析的小波变换法[J]. 四川大学学报: 工程科学版, 2002, 34(6): 14-17. [2] 彭玉华. 小波变换与工程应用[M]. 北京: 科学出版社, 2002. [3] Morlet J, Arens G, Fourgeau E, et al. Wave propagation and sampling theory and complex waves [J]. Geophysics, 1982, 47(2): 222-236. [4] 王文圣, 丁晶, 李跃清. 水文小波分析[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. [5] 姜晓艳, 刘书华, 马明敏, 等. 中国东北地区近百年来气温序列的小波分析[J]. 气候变化研究进展, 2008, 4(2): 122-125. [6] 姜晓艳, 刘书华, 马明敏, 等. 东北地区近百年来降水时间序列变化规律的小波分析[J]. 地理研究, 2009, 28(2): 354-362. [7] 孙力, 安刚, 丁立, 等. 中国东北地区夏季降水异常的气候分析[J]. 气象学报, 2000, 58(1): 70-82. [8] 杨素英, 王谦谦. 近50a东北地区的夏季气温异常的时空变化特征[J]. 南京气象学院学报, 2003, 26(5): 653-660. [9] 宋小燕, 穆兴民, 高鹏, 等. 松花江哈尔滨站近百年来径流变化趋势分析[J]. 自然资源学报, 2009, 24(10): 1803-1809. [10] 徐东霞, 章光新, 冯夏清. 嫩江流域径流量多时间尺度特征分析[J]. 资源科学, 2009, 31(9): 1592-1598. [11] 李林育, 焦菊英, 李锐, 等. 松花江流域河流泥沙对人类活动的相应特征[J]. 泥沙研究, 2009, 6(2): 62-70. [12] 穆兴民, 高鹏, 王双银, 等. 东北三省区人类活动与水土流失关系演进[J]. 中国水土保持科学, 2009, 7(5): 37-42. [13] 孙永罡, 白人海. 松花江、嫩江流域主要气象灾害研究[M]. 北京: 气象出版社, 2005. [14] 汪丽娜, 张晓萍, 穆兴民, 等. 陕北黄土丘陵区面平均雨量推算方法[J]. 中国水土保持科学, 2008, 6(2): 15-19. [15] 于浩, 张晓萍, 李锐. 延河流域径流和输沙周期变化特征的小波分析[J]. 中国水土保持科学, 2008, 6(4): 18-22. [16] 邓自旺, 林振山, 周晓兰. 西安市近50年来气候变化多时间尺度分析[J]. 高原气象, 1997, 16(1): 81-93. [17] 中国自然资源丛书编撰委员会. 中国自然资源丛书: 黑龙江卷[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1995. [18] 中国湿地资源开发与环境保护研究课题组. 三江平原开发历史回顾[J]. 国土与自然资源研究, 1998(1): 15-19. [19] 鄂竟平. 加强领导明确重点全力搞好东北黑土区水土流失综合防治试点[J]. 中国水土保持, 2003(11): 1-3. [20] 徐东霞, 章光新, 尹雄锐. 近50年嫩江流域径流变化及影响因素分析[J]. 水科学进展, 2009, 20(3): 416-421. [21] 林振山, 邓自旺. 子波气候诊断技术的研究[M]. 北京: 气象出版社, 1999.

哈尔滨站径流、输沙的多时间尺度特征

The Multi-time Scale Features of Runoff and Sediment Discharge in Harbin

PDF (PC)

赞

可视化

被引次数

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

[1]	邓金玲, 尹海伟, 仇是, 朱捷, 陈佳宇, 费凡, 孔繁花. 雨洪管理措施的水环境效应差异——基于Meta的中国案例分析[J]. 自然资源学报, 2021, 36(3): 771-782.
[2]	周才钰, 许有鹏, 刘鹏飞, 王强, 王杰. 东部湿润区典型小流域土地利用的土壤水效应[J]. 自然资源学报, 2021, 36(2): 490-500.
[3]	宁怡楠, 杨晓楠, 孙文义, 穆兴民, 高鹏, 赵广举, 宋小燕. 黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因[J]. 自然资源学报, 2021, 36(1): 256-269.
[4]	吴立钰, 张璇, 李冲, 郝芳华. 气候变化和人类活动对伊逊河流域径流变化的影响[J]. 自然资源学报, 2020, 35(7): 1744-1756.
[5]	徐豪, 刘钢. 考虑随机降雨预测的区域水期权交易动态定价机制研究——以广东省为例[J]. 自然资源学报, 2020, 35(3): 713-727.
[6]	李明, 王贵文, 柴旭荣, 胡炜霞, 张莲芝. 基于空间聚类的中国东北气候分区及其气象干旱时间变化特征[J]. 自然资源学报, 2019, 34(8): 1682-1693.
[7]	黄蓉, 张建梅, 林依雪, 卜添荟, 王鑫, 薛紫月, 李艳忠, 马燮铫, 于志国, 白鹏. 新安江上游流域径流变化特征与归因分析[J]. 自然资源学报, 2019, 34(8): 1771-1781.
[8]	陆荣杰, 王莺, 吴家森, 姜培坤. 不同经营方式毛竹林氮流失年动态规律[J]. 自然资源学报, 2019, 34(6): 1296-1305.
[9]	王赛男, 李建鸿, 蒲俊兵, 霍伟杰, 张陶, 黄思宇, 袁道先. 气候和人类活动对典型岩溶地下河系统径流年际变化的影响[J]. 自然资源学报, 2019, 34(4): 759-770.
[10]	李维杰, 王建力. 太行山脉不同量级降雨侵蚀力时空变化特征[J]. 自然资源学报, 2019, 34(4): 785-801.
[11]	田义超, 王世杰, 白晓永, 张强, 陶进, 张亚丽, 黄鹄, 梁铭忠, 周国清, 劳燕玲. 桐梓河流域输沙量变化及其对气候和人类活动的响应[J]. 自然资源学报, 2019, 34(12): 2701-2716.
[12]	李华贞, 张强, 顾西辉, 史培军. 降水与农业种植变化对黄河流域径流影响研究[J]. 自然资源学报, 2018, 33(8): 1402-1415.
[13]	黄斌斌, 郝成元, 李若男, 郑华. 气候变化及人类活动对地表径流改变的贡献率及其量化方法研究进展[J]. 自然资源学报, 2018, 33(5): 899-910.
[14]	胡慧芝, 刘晓琼, 王建力. 气候变化下汉中盆地水稻产量变化研究[J]. 自然资源学报, 2018, 33(4): 609-620.
[15]	王胜, 许红梅, 刘绿柳, 王勇, 宋阿伟. 全球增温1.5 ℃和2.0 ℃对淮河中上游径流影响预估[J]. 自然资源学报, 2018, 33(11): 1966-1978.