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第一章绪论一. 城市化可广义地定义为都市影响向外扩张的过程。
二. 城市化发展带来的城市水文水资源问题（重点）三、水资源的基本概念1. 水资源可定义为“地球上目前和将来人类可直接或间接利用的水体和水量，它应包括如下几种要素：水量、水质、水深、体积及储藏等。
（老师说考填空）2．水资源的特点（考的可能性不大）◆再生性——可重复使用；◆储存形式和运动过程受自然地理和人类活动的影响；◆年内变化的周期性，不重复性；◆不可替代性；◆不同水源成分相互转化性。
3．城市水资源系统结构城市水资源系统由于受到都市化等等人为因素的影响，而较天然水资源系统显得更为复杂，如存在储水、供水、配水、及排水等诸环节。
第二章区域水资源资料处理➢区域水资源开发、利用、管理、评价及规划的科学性及合理性依赖于有关资料➢资料的一致性、代表性和可靠性（三性审查，重点）➢水资源规划和评价包括水资源的开发，利用，节约，保护，配置和管理六个部分（老师上课补充的）第一节基本资料的收集与分析（了解，建议自己找书本看看，有个印象就行了）第二节计算分析代表站的选择降雨径流分析计算中，选择恰当的分析代表站的原则：1. 雨量站。
选择资料质量好、实测年限较长、面上分布均匀和不同高程的测站2. 流量站。
选择中等流域面积（300～5000km）、资料质量好、实测年限较长的测站3. 蒸发站与泥沙站。
选取面上分布均匀、资料质量较好的测站。
4. 当区域内基本雨量站、径流站比较少时，应充分选用专用站或汛期雨量站、流量站资料，并进行必要的精度考证、插补延长，并要充分论证其合理性第三节水文特征时间变异性识别一、水文特征时间变异性及其影响“水文特征时间变异性”：水文要素除去纯随机变化以外，受诸如人类活动或气候等单因素影响或多因素综合作用下在时间上出现的稳定而异常的变化。
“变异”是一种带趋势的有偏变化。
水文特征时间变异的直接影响是：水文特征的时间不对应、频率的不一致性，从而导致水文分析计算的困难或计算结果的误差、防洪决策和判断失误并影响水资源合理调配及水利工程的设计施工.补充：水文特征主要有降雨，水位和流量。
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2023, 12(4), 347-357 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/jwrr https:///10.12677/jwrr.2023.124039长江流域上游水文情势变化分析计算钟斯睿，郭生练*，谢雨祚，杨媛婷，汪 芸，王 俊武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室，湖北 武汉收稿日期：2023年7月11日；录用日期：2023年8月12日；发布日期：2023年8月24日摘要长江流域上游水库陆续建设运行，改变了天然河流水文情势。
本文基于宜昌站1949~2022年实测流量序列，应用Mann-Kendall 检验法并考虑上游梯级水库建设进程，将流量序列划分为1949~1995年、1996~2014年和2015~2022年三个时期。
采用IHA-RVA 法分析计算长江流域上游水文情势变化，在气候变化和上游梯级水库联合运行调度背景下，1996~2014年长江上游整体水文改变度为49.2%，呈中度改变；近年由于乌东德、白鹤滩等大型水库建成运行，2015~2022年整体水文改变度上升至74.2%，呈重度改变；月均流量、极端流量和流量变化率分类指标均发生重大变化。
关键词梯级水库，水文情势，IHA-RVA 法，长江上游，宜昌水文站Analysis of Hydrological Regime Alteration in the Upper Yangtze River BasinSirui Zhong, Shenglian Guo *, Yuzuo Xie, Yuanting Yang, Yun Wang, Jun WangState Key Laboratory of Water Resources Engineering and Management, Wuhan University, Wuhan HubeiReceived: Jul. 11th , 2023; accepted: Aug. 12th , 2023; published: Aug. 24th , 2023AbstractAs the construction and operation of the cascade reservoirs in the upper Yangtze River basin, the hydro-logical regime has been altered from its natural conditions. Based on the measured flow series of Yi-chang hydrological station from 1949 to 2022, the flow data series is divided into three periods including 1949~1995, 1996~2014 and 2015~2022 by using the Mann-Kendall test method and considering the construction process of upstream cascade reservoirs. The IHA-RVA method is applied to analyze the hy-作者简介：钟斯睿(1999-)，男，硕士研究生，主要从事水文水资源的研究，*通讯作者长江流域上游水文情势变化分析计算drological regime in the upper Yangtze River basin. The results show that the overall hydrological re-gime alteration is a moderate change (49.2%) from 1996 to 2014, and a severe change (74.2%) from 2015 to 2022 as the construction of the upstream large-scale cascade reservoirs. The large alteration is mainly reflected in the indicators such as monthly average flow, extreme flow, and flow change rate. KeywordsCascade Reservoir, Hydrological Regime, IHA-RVA Method, Upper Yangtze River, Yichang Hydrological StationThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言长江作为亚洲第一大河，其上游径流充沛且较为稳定，天然河道落差大、流量大，水能资源丰富，水电开发条件优越。
近60年来西江流域年输沙量变化特征分析许景锋; 尹开霞; 易灵; 侯贵兵【期刊名称】《《人民珠江》》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】5页(P96-100)【关键词】西江流域; 水文时间序列; 年输沙量; 趋势分析【作者】许景锋; 尹开霞; 易灵; 侯贵兵【作者单位】中水珠江规划勘测设计有限公司广东广州 510610【正文语种】中文【中图分类】TV121受气候变化和人类活动影响，水文序列往往容易发生变异而导致其原变化趋势发生改变。
目前，在水文序列趋势变化和突变分析上广泛采用的方法是Mann-Kendall 法[1]。
此方法是一种非参数检验方法，可检验水文时间序列的变化趋势和变化程度，即可揭示已发生的水文时间序列是上升还是下降趋势和说明上升或下降趋势变化是否显著，但无法获取水文序列未来的趋势变化。
大量的研究发现，水文时间序列具有统计自相似性，未来与过去存在相同或相反的变化特征，即具有分形特征[2-4]。
R/S法是基于分形理论的提出的一种统计方法[5-6]，可用于分析获取水文时间序列的分形特征，但无法确定水文序列未来趋势变化是上升或下降。
鉴于R/S法和Mann-Kendall法分别在分析水文时间序列过去、未来趋势变化上各有特点，本文尝试将R/S法和Mann-Kendall法相结合，以西江梧州站1960—2015年年输沙量时间序列为研究对象，力求揭示西江中上游年输沙量时间序列的过去及未来的趋势变化。
1 研究方法与资料1.1 研究方法水文时间序列趋势变化分析常用分析方法有累积距平法、线性倾向估计法、滑动t 检验法、游程检验法、Mann-Kendall法和R/S法等[7-8]。
本文综合运用R/S法和Mann-Kendall法分析水文时间序列过去及未来的趋势变化特征。
1.1.1 R/S法R/S分析法，也称重标极差分析法(Rescaled Range Analysis)，是由水文学家Hurst经大量实证研究提出的一种非参数方法，可用于揭示非线性系统如水文时间序列长期记忆性[7]。
水文序列变异点检验方法的性能比较分析
【摘 要】水文序列容易受到气候、自然环境、人类生产活动的影响而发生
变化，不仅会改变其原来的变化趋势，而且给检验结果带来一定的影响。因此，
为了更好的区分人类生产活动和气候变化对水文序列造成的影响，我们有必要对
水文序列变异点的检查方法和性能进行比较，仅供同行工作参考。
【关键词】水文序列；检验方法；性能；变异点
变异点识别在区分气候变化、人类活动以及自然灾害对水文的影响方面有着
至关重要的作用。在近几十年来，国内水文序列变异点的研究如火如荼的开展着，
从最早使用单一方法的研究发展到以多种方法综合、系统组成的水文序列变异点
诊断和研究，并对这种方法做了深入的改进和处理。尤其是在近年来，随着先进
科学技术的出现，越来越多的设备和技术被广泛的应用到水文序列变异点检验
中，为整个水文序列变异点的时间年限、变异点检验提供了工作新思路。
1.水文序列概述
由于受到气候变异和人类活动的双重影响，水文序列在某个时间段前后其统
计规律发生了显著的变化。因此在目前的研究中整个管理策略非常的繁琐，这就
要求我们对水文序列的概念、特征进行分析。
1.1水文序列概念
水文序列指的是在一定时期内气候条件、自然条件、人类活动综合作用下的
产物，资料本身就反应的这些因素和影响程度进行控制，并发生了显著的变化。
但是无论水文现象多么复杂，水文序列总是可以将其分解成为两个不同的成分，
根据确定性、随机性将其分为两种。确定性主要指的是水文序列在运行中的物理
特征，它包含了周期、趋势、跳跃的等成分。随机性则是各种不确定、不规格振
荡和随机影响的总称，它是因为随机不同的影响造成的，是一种无法严格的从物
理上阐明，只能随机的采用序列理论进行研究。如果在这一环节，水文序列与周
期、趋势和跳跃成分无关，它是平稳时间序列的一个系统内容，其具备着相同的
屋里成因。
1.2水文学列的原理
水文序列便以诊断主要可言将其分为初步诊断、详细诊断两个不同的极端。
在水文序列进行初步进行分析的时候，我们可言采用过程线法、累计曲线法、滑
动平均法等方法进行检验。在判断的过程中，主要是根据序列进行变异分析，通
过运用科学的检验方法进行详细的诊断，结合流域的水文过程和可能发生变异的
问题进行处理，从而达到预计标准要求。
在检验方法的检查上，一般可以将检验方法分为参数和非参数检验方法。参
数检验主要是总体上分布和样本信息对称一体的参数腿短流程，对总体的特殊要
求包含了各种不同的检验标准。非参数检验不需要利用总体的信息，以样本信息
对总体分布情况进行推理和处理，并针对其不同条件下的参数进行优化和整理。
2.水文序列变异点检验方法的性能比较
这里我们主要是以时间为定点进行水文序列变异点进行分析，它了解和诊断
水文序列的变异、规律以及模糊等不同的性能，它对水文分析、模拟和预测，有
效的保证了水文地质的安全，达到了防洪减灾、水环境治理的工作目的。
2.1各种检验方法的原理
2.1.1里海哈林法
2.1.2有序聚类法
由有序聚类推求最可能干扰点S0，其实质是求最优分割点，使同类之间离
差平方和最小，而类与类之间离差平方和较大。设序列xt（t=1，2，…，n），可
能分割点为S，满足S*n=max1≤S≤nSn（S）=∑St=1（xt-xS）2+∑nt=S+1（xt-xn-S）
2条件的S，即为最可能变异点S0。
2.1.3最优信息二分割法
以灰色差异信息理论为基础，建立差异信息相对测度体系和最优信息二分割
模型。采用不同分割方法，计算分割点前后序列的差异信息测度，对应着分割点
前后差异信息测度之差最小的点，认为是最可能变异点。
2.1.4滑动T检验法
滑动T检验与滑动F检验类似。设变异点S前后两序列总体的分布函数各
为F1（x）和F2（x），从总体F1（x）和F2（x）中分别抽取容量为n1和n2的
两个样本，构造T统计量为：
2.2各检验方法性能分析
2.2.1变异序列生成器及变异序列生成
变异序列生成器就是采用线性同余数法生成[0，1]区间上随机数，混洗后生
成周期为无穷的均匀分布随机序列，再采用舍选法生成长度为N（取偶数）、变
异点在中间，且满足P-Ⅲ型分布水文序列的一种方法，其中[1，N/2]序列满足均
值为X1、变差系数为Cv1、偏态系数为Cs1的P-Ⅲ型分布，[N/2+1，N]序列满
足均值为X2、变差系数为Cv2、偏态系数为Cs2的P-Ⅲ型分布。
2.2.2变异点设置
根据第一段均值（X1）、变差系数（Cv1）、偏态系数（Cs1）以及第二段均
值（X2）、变差系数（Cv2）、偏态系数（Cs2）的不同取值情况，总共有7种组
合M=C13+C23+C3。其中：C13表示序列的前半部分与后半部分的3个统计参
数（均值、变差系数、偏态系数）只有一个不相同，共有3组合；C23表示序列
的前半部分与后半部分的3个统计参数有两个不相同，共有3种组合；C3表示
序列的前半部分与后半部分的3个统计参数都不相同，共有1种组合。可以看出，
这7种组合包括了单点变异的所有可能情况。各方法对均值、CS发生同方向变
异的序列检验能力高于只有均值或CS发生变异序列的检验能力。
2.2.3结果统计与分析
根据设置的以下几种变异情况，统计实验分为三大类：Ⅰ类，单参数变异检
验；Ⅱ类，双参数变异检验；Ⅲ类，三参数变异检验。在每种变异情况下，利用
变异点生成器生成长度为1000的水文序列，在允许度（各方法检验变异点与设
置变异点之间差异幅度的允许范围）为1%。
2.2.4检验性能综合分析
由三类变异情况下检验结果的统计分析可知，最优信息二分割、R/S检验对
所有情况检验效果较差。主要原因是这2种方法都应用了图形分析法，误差较大，
影响了变异点识别精度，其他方法对变异点具有识别能力。秩和检验对7种变异
情况检验效果较好；Brown-F、Bayesian、里海哈林、有序聚类、滑动T等5种
方法检验性能基本接近，都是对均值变异的序列或含有均值变异的序列检验效果
明显，而对CV或CS变异的序列识别能力较差；滑动F检验对CV或含有CV
变异的序列识别能力较强，而对均值或CS变异的序列识别能力较差；Mann-K
检验对均值或含有均值变异的序列有一定的识别能力，但效率不高，检验效率低
于0.5，对CV或CS变异的序列识别能力差。可以看出，这些方法对CV和CS
变异识别能力一般。当有2个或3个参数同时发生变异时，检验效率并不因变异
的参数多而效率高，也并非是随变异幅度增大而一直上升。
3.结束语
多数方法对均值变异序列的检验效果优于变差系数变异序列的检验效果，变
差系数变异序列的检验效果优于偏态系数变异序列的检验效果。各检验方法对多
参数变异相互叠加效果检验能力较差、方法本身对某些变异无法检验以及方法各
自的假设条件等是影响检验效率的主要因素。
【参考文献】
[1]王国庆，贾西安，陈江南，张云，李皓冰，王云璋.人类活动对水文序列
的显著影响干扰点分析——以黄河中游无定河流域为例[J].西北水资源与水工
程，2001（03）.
[2]黄德治，谢平，陈广才，肖婵.北江下游三水站径流年内分配特征变化研
究[J].水电能源科学，2008（04）.
[3]肖宜，夏军，申明亮，胡向阳.差异信息理论在水文时间序列变异点诊断
中的应用[J].中国农村水利水电，2001（11）.
[4]王俊，荆旭春，尤伟，王云璋.1986年以来黄河上游可利用降水量变化及
对径流影响分析[J].灌溉排水学报，2009（04）.
