1951—2010年珠江流域洪水极值序列平稳性特征研究

来源：自然资源学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：顾西辉1,2； 张强1,2； 王宗志2；

单位：1. 中山大学 水资源与环境系, 广州510275;2. 中山大学 华南地区水循环与水安全广东省普通高校重点实验室, 广州510275;3. 南京水利科学研究院, 南京210029

摘要：水文序列的平稳性假设是传统水文统计学方法在水文序列分析研究中的基本假设,随着气候变化与人类活动对地表水文过程的影响,这种假设往往存在问题,使水文分析得出误导性结论。以珠江流域28 个测站1951—2010 年年最大洪峰流量序列为例,用Pettitt 方法结合Loess 参考函数检验序列中均值和方差变异,用Mann-Kendall(MK)和Spearman 法检测时间趋势性,用广义可加模型(GAMLSS)和长期持续效应等具体分析序列的平稳性。研究结果表明:①均值/方差变异主要集中在西江和东江流域,变异时间分别集中在1990 年左右和1968—1987年间;②变异点的存在与否对序列趋势检验结果有重要影响,在考虑变异点前提下,珠江流域年最大洪峰流量序列基本无显著趋势性;③在GAMLSS模型中,对于不具有和具有突变点序列,Gamma分布均为选择次数最多的最优极值分布,不具有突变点序列分布参数θ1或θ2非平稳模型与平稳模型差距较小,具有突变点序列则相反;④统计上检测出具有突变点或者显著时间趋势性的测站,同样检测出高Hurst 系数,反之亦然。Hurst 系数估计因样本容量较小具有较大不确定性。东江流域受流域内水利工程的剧烈影响,尽管检测出高Hurst 系数,但仍认定为非平稳序列;西江干流主要受支流汇流和气候变化影响,高Hurst 系数表明其水文过程可能是长期稳定过程中局部波动的结果。

关键词：平稳性,Pettitt分析,GAMLSS模型,长期持续效应,珠江流域

基金资助：国家杰出青年科学基金项目(51425903);香港特别行政区研究资助局(CUHK441313);中央高校基本科研业务费专项资金。