基于HHT的径流变化特征分析及验证

Hilbert-Huang变换方法(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是针对非线性、非平稳序列的一种新的时间序列分析方法。本文以大理河流域青阳岔水文站近40年来逐年径流实测序列为例,首先采用HHT方法得到反应周期的本质模态函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF)分量、反应变化趋势的趋势项Res及表征波动能量的HHT谱,计算表明青阳岔水文站年径流量呈明显下降趋势,下降速率约为436980m3/a,同时其存在约29a、15a、6a及3a的变化周期。继而分别采用Mann-Kendall(简称MK)检验法及Mexhat小波变换方法分别对该序列径流特征进行分析并与HHT方法计算结果进行对比,结果表明HHT得到的结果与MK检验及小波变换得到的结果基本一致,但比小波变换具有更高的周期分辨率。MK检验法则发现该径流序列存在的突变点。这不仅验证了HHT对水文时序分析的适用性,而且可充分挖掘径流序列所蕴含的水文信息,这表明采用多种方法进行分析能够从多角度探索序列径流变化特征,有助于全面认识水文过程的变化特性。