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海河流域近500年旱涝演变规律分析

严小林 张建云 鲍振鑫 王国庆 关铁生

严小林,张建云,鲍振鑫,等. 海河流域近500年旱涝演变规律分析[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190603002
引用本文: 严小林,张建云,鲍振鑫,等. 海河流域近500年旱涝演变规律分析[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190603002
(YAN Xiaolin, ZHANG Jianyun, BAO Zhenxin, et al. Evolution of drought and flood in the Haihe Rvier Basin for the last 500 years[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190603002
Citation: (YAN Xiaolin, ZHANG Jianyun, BAO Zhenxin, et al. Evolution of drought and flood in the Haihe Rvier Basin for the last 500 years[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190603002

海河流域近500年旱涝演变规律分析

doi: 10.12170/20190603002
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2017YFA0605002,2017YFA0605004,2016YFA0601501);国家自然科学基金资助项目(51779145,41830863,51879162)
详细信息
    作者简介:

    严小林(1987—),女,湖南娄底人,博士研究生,主要从事流域水文模拟与水文气象研究。E-mail:yanxl5566@126.com

  • 中图分类号: TV11

Evolution of drought and flood in the Haihe Rvier Basin for the last 500 years

  • 摘要: 研究海河流域近500年旱涝演变规律能为流域防汛抗旱、防灾减灾提供科学依据。基于海河流域内1470—2000年间11个序列较完整站点的旱涝等级数据,采用小波分析、功率谱分析以及经验正交分解方法对海河流域旱涝时空演变规律进行了分析研究,结果表明:(1)海河流域1470—2000年期间经历了干旱(1470—1644年)-湿润(1645—1898年)-干旱(1899—2000年)的旱涝转换;(2)1470—2000年流域旱涝呈现出2~7年、10.4年(为什么这个有小数???)、19年、22年和25年左右的周期性变化特征,其中10.4和22年周期变化显著;(3)EOF第一模态表现为全流域性的干旱或洪涝,其方差贡献率为44%;第二模态为流域自西向东涝-旱-涝(或旱-涝-旱)的分布特征,其方差贡献率为12%。
  • 图  1  海河流域概况及基本站点

    Figure  1.  Basic infomation of Haihe River Basin

    图  2  1470—2000年海河流域旱涝等级序列

    Figure  2.  Time series of dryness/wetness grade from 1470 to 2000, in the Haihe River Basin

    图  3  海河流域旱涝等级序列距平累积曲线

    Figure  3.  Anomaly cumulative curve of dryness/wetness grade time series

    图  4  海河流域旱涝等级序列功率谱分析

    Figure  4.  Power spectrum analysis of dryness/wetness grade time series

    图  5  海河流域10滑动平均旱涝等级cmor2-1小波系数实部分布

    (红实线:正值,旱;蓝虚线:负值,涝;黑实线:0线;阴影区:通过显著性水平0.1的红噪声检验区)

    Figure  5.  Real distribution of Morlet wavelet coefficient based on 10-year moving average dryness/wetness grade series

    (Red solid lines show positive values, indicating droughts; blue dashed lines show negative values, indicating waterloggings; black solid lines shows zero. Shadow areas are the 90% confidence spectrum for a red-noise process)

    图  6  海河流域10年滑动平均旱涝等级序列功率谱分析

    Figure  6.  Power spectrum anaylsis of 10-year moving average dryness/wetness grade series

    图  7  海河流域旱涝等级EOF分析的第一、二模态

    Figure  7.  The top two modes of EOF analysis

    表  1  海河流域各旱涝等级百年发生次数统计

    Table  1.   Statistics of 100-year occurrences of drought/flood in the Haihe River Basin

    时段流域旱涝发生年数/a严重洪涝年份严重干旱年份
    偏涝正常偏旱涝+偏涝旱+偏旱
    1470—1500年041971481484年
    1501—1600年2265219128201553年, 1569年1560年
    1601—1700年6165022622281604年, 1607年, 1626年,
    1652年, 1653年, 1668年
    1601年, 1615年
    1639—1641年, 1689年
    1701—1800年2246112126131725年, 1761年1743年
    1801—1900年6224723228251801年, 1822年, 1853年,
    1871年, 1890年, 1894年
    1877年, 1900年
    1901—2000年1214827322301917年1920年, 1965年, 1997年
    合计1711327711014130124
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    表  2  海河流域各站点近500年旱涝等级统计参数

    Table  2.   Statistics of dryness/wetness grade series of 11 stations during the past 500 years

    站点均值标准差变异系数偏态系数发生频率/%
    123451+24+5
    天津2.891.030.350.078.4726.1838.9820.535.8434.6526.37
    沧州2.911.250.380.0910.1728.0630.3223.168.2938.2331.45
    德州3.011.570.42−0.0213.7523.1625.0524.4813.5636.9138.04
    唐山2.931.110.360.029.2324.8636.5322.606.7834.0929.38
    北京3.081.190.36−0.138.8520.3434.4627.129.2329.1936.35
    保定2.991.140.36−0.1210.1719.7738.4224.297.3429.9431.64
    石家庄3.011.310.38−0.0310.7322.0332.9623.7310.5532.7734.27
    邯郸3.071.240.36−0.108.8522.7930.7028.069.6031.6437.66
    安阳3.081.210.36−0.018.6619.0240.1120.3411.8627.6832.20
    大同3.111.480.39−0.1512.2418.4629.3825.9913.9430.7039.92
    长治3.171.350.37−0.179.2319.5929.9427.8713.3728.8141.24
    平均3.021.260.37−0.0510.0322.2133.3524.3810.0332.2434.41
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  • 收稿日期:  2019-06-03

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