新疆玛纳斯河径流过程的非线性特征

doi:10.11849/zrzyxb.2011.04.014

自然资源学报 ›› 2011, Vol. 26 ›› Issue (4): 683-693.doi: 10.11849/zrzyxb.2011.04.014

新疆玛纳斯河径流过程的非线性特征

凌红波^1,2, 徐海量¹, 张青青^1,2, 史薇^1,2

1. 中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011;
2. 中国科学院研究生院,北京 100049

收稿日期:2010-05-31 修回日期:2010-09-06 出版日期:2011-04-29 发布日期:2011-04-29
通讯作者: 徐海量(1971- ),男,江苏宝应人,博士,副研究员,主要从事干旱区生态环境研究。E-mail: xuhl@ms.xjb.ac.cn E-mail:xuhl@ms.xjb.ac.cn
作者简介:凌红波(1983- ),男,河南商丘人,在读博士,主要从事生态水文研究。E-mail: linghongbo0929@163.com
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB421308);国家自然科学基金项目(41001066)。

Nonlinear Characteristics of Runoff Processes of the Manas River in Xinjiang

LING Hong-bo^1,2, XU Hai-liang¹, ZHANG Qing-qing^1,2, SHI Wei^1,2

1. Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Urumqi 830011, China;
2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2010-05-31 Revised:2010-09-06 Online:2011-04-29 Published:2011-04-29

摘要/Abstract

摘要： 结合玛纳斯河肯斯瓦特水文站1954—2007年的逐月径流及流域内气候资料,利用小波多尺度分析、混沌理论与周期性叠加趋势模型研究了玛纳斯河径流的非线性特征及影响因素。结论如下:①玛纳斯河径流变化的周期分别在15、18和22 a,并在18 a处最为显著;②玛纳斯河径流变化呈现复杂的非线性特征,其关联维为3.317 8,是非整数,这意味着其径流变化具有分形和混沌特性;③根据周期性叠加趋势模型,2007年后的7 a内玛纳斯河径流仍将保持上升趋势;④玛纳斯河径流与NAO关系密切,在夏季表现为负相关且相关性最强,其次在冬季为较强的正相关,在全年关联性最差,并且两者存在多尺度的复杂相关性;⑤NAO通过气流循环影响该流域的气候变化进而作用于径流。

关键词: 水文水资源, 非线性特征, 小波分析, 玛纳斯河流域

Abstract: Based on the monthly stream discharge data of Kenswat Station and the climate data of ten meteorological stations from 1954 to 2007 in the Manas River Basin, the paper studied the nonlinear characteristics of the Manas River runoff and affecting factors by using methods of wavelet transform, chaotic theory and the periodic trend superposition model. The results show that: 1) The primary periods of the annual runoff are respectively 15,18 and 22 years, but are most significant at just 18 years; 2) the annual runoff change of the Manas River presents a complex nonlinearity, and the correlative dimension is 3.3178 which is non-integral, indicating that the variation process of the annual runoff has fractal and chaotic characteristic; 3) based on the periodic trend superposition model,the annual runoff will keep an increasing trend in the coming seven years after 2007; 4) the NAO has the best positive relationships with the runoff in winter, while in summer the relationships are negative and in annual the worst; and 5) the NAO has strong impacted on the climate variations which are caused by the atmospheric circulation in the Manas River Basin, then the runoff of the Manas River is affected.

Key words: hydrology and water resources, nonlinear characteristics, wavelet analysis, Manas River Basin

中图分类号:

P333.1

凌红波, 徐海量, 张青青, 史薇. 新疆玛纳斯河径流过程的非线性特征[J]. 自然资源学报, 2011, 26(4): 683-693.

LING Hong-bo, XU Hai-liang, ZHANG Qing-qing, SHI Wei. Nonlinear Characteristics of Runoff Processes of the Manas River in Xinjiang[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2011, 26(4): 683-693.

参考文献

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Nonlinear Characteristics of Runoff Processes of the Manas River in Xinjiang

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