[发明专利]一种基于M-K趋势检验的长径流序列内部趋势分析方法

说明书

本发明提供一种基于M‑K趋势检验的长径流序列内部趋势分析方法，包括步骤一、获取待分析河流域长径流序列数据；步骤二、将长径流序列划分为多个短径流序列，从而获取待分析河流域年、月长径流序列的内部分段；步骤三、构建步骤二中划分的短时间序列的M‑K趋势检验统计量S_p和标准的正态系统变量Z_p，对各个内部分段进行M‑K趋势检验；步骤四、对同一径流序列内的分段趋势结果进行合并和处理。本发明通过变化分段的起点和终点寻找长时间序列内部的显著变化时段，提升了长时间序列趋势变化分析结果的可靠性，在一定程度上避免了更新时间序列长度而产生的趋势分析结果的变化。

技术领域

本发明涉及径流趋势分析领域，具体是一种基于M-K趋势检验的长径流序列内部趋势分析方法。

背景技术

径流序列趋势分析能探明径流变化规律对合理可持续的开发利用水资源，预防洪涝灾害具有重要意义。传统M-K趋势检验法应用在长径流序列的趋势分析时不能反应时间序列内部变化特征。由于人类活动对生态环境的影响方式和速度随时间不断变化和加快，不能反应长径流序列内部趋势变化的M-K趋势检验方法往往会得到错误的趋势变化信息，进而影响我们对当前水文状态的认知和对水资源开发利用相关的决策。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于M-K趋势检验方法的可以反应长径流序列内部趋势变化的趋势分析方法，通过引入分段分析的概念，划分固定步长、不固定步长的不交叉或者可交叉时段，而后通过M-K趋势检验方法进行统计分析，获得长径流序列的内部变化趋势。

本发明提出的基于M-K趋势分析的长径流序列内部趋势分析方法，在全径流序列趋势分析的基础上，依据不同的分段方式将长径流序列划分为多个交叉或者不交叉的短径流序列，再分别对短径流序列进行趋势分析，通过变化短序列的起终点来找出全径流序列内部的趋势变化，具体包括如下步骤：

步骤一、获取待分析河流域的长径流序列数据；

步骤二、将长径流序列划分为多个短径流序列，从而获取待待分析河流域年、月长径流序列的内部分段；

步骤三、构建步骤二中划分的短时间序列的M-K趋势检验统计量S_p和标准的正态系统变量Z_p，对各个内部分段进行M-K趋势检验；

步骤四、对同一径流序列内的分段趋势结果进行合并和处理。

进一步的，步骤二中将长径流序列划分为多个短径流序列同时使用以下三种划分方法，将长径流序列划分为多个短径流序列：

(1)固定步长的连续不交叉时段划分：根据需要选择合适的步长r，在前一个时段完全结束后进入到下一个时段；

(2)固定步长的交叉时段划分：根据需要选择合适的步长r，在前一个时段结束之前进入到下一个时段，下一时段与前一时段开始时刻有固定的间隔d，如第i个时段的起始时间为t_i，步长为r，其终止时间为t_i+r-1，则i+1时段的起始时间为t_i+d，终止时间为t_i+d+r-1；

(3)不固定步长的交叉时段划分：对时间序列进行M-K突变检验选出突变点，建立突变点与首尾时刻及突变点之间的不等步长的时段。

进一步的，固定步长的连续不交叉时段划分采用正向和反向双向划分的方法。

进一步的，所述步骤三具体包括：

对于每个长时间序列内部的m段较短的时间序列，其中第p段的步长为r_p,对p段内的序列元素依次重新标号为其中r_p≥10，p＝1,2,3……，m，构建序列S_p和Z_p：