第 卷第 期
年 月
中山大学学报 自然科学版
ＡＣＴＡＳＣＩＥＮＴＩＡＲＵＭＮＡＴＵＲＡＬＩＵＭＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳＳＵＮＹＡＴＳＥＮＩ
ＶｏｌＮｏ
Ｓｅｐ
北 江 流 域 径 流 时 间 序 列 的 分 形 特 征 解 析
陶谨
陈晓宏
汪丽娜
谢毅文
中山大学 水资源与环境研究中心 广东 广州
广东省东莞市水务局 广东 东莞
华南地区水循环与水安全广东省教育厅重点实验室 广东 广州
华南师范大学 地理科学学院 广东 广州
东莞理工学院 化学与环境工程学院 广州 东莞
摘要
径流时间序列具有非线性 复杂性和不确定性的特征 运用 Ｒ Ｓ 分析法 多重分形方法对北江流域石
角站 年的年平均径流量时间序列进行研究 解析其分形的特征 结果表明 北江流域石角站的 Ｈｕｒｓｔ
指数远大于 说明北江流域年平均径流时间序列具有明显的趋势性成分 即北江流域年平均径流量具有明显
的持久性和长期记忆特性 结合 Ｖ 统计说明 北江流域的年平均径流量的持久性经过 年之后会消失 根
据多重分形方法 通过对幂谱和统计矩函数的分析 得出北江流域石角站年平均径流量时间序列的无标度性
借助分配函数 广义分形维数和多重分形谱对年平均径流量的研究 表明北江流域石角站多年平均径流量具有
多重分形的特征 为北江流域径流的预测工作的做了重要的铺垫
关键词
年平均径流量 分形性 长程记忆 多重分形
中图分类号
ＴＶ
文献标志码
Ａ
文章编号
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｆｒａｃｔａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｒｕｎｏｆｆ Ｔｉｍｅ Ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ
ＴＡＯ Ｊｉｎ
ＣＨＥＮ Ｘｉａｏｈｏｎｇ
ＷＡＮＧ Ｌｉｎａ
ＸＩＥ Ｙｉｗｅｎ
Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｕｎ Ｙａｔｓｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｉｎａ
Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｗａｔｅｒ ＡｕｔｈｏｒｉｔｉｅｓＤｏｎｇｇｕａｎ Ｃｈｉｎａ
Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｉｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｉｎａ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ＳｃｉｅｎｃｅＳｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ ＵｎｉｖｅｒｉｓｔｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｉｎａ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｏｎｇｇｕａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｏｎｇｇｕａｎ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ ａｎｄ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙＲ Ｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ
ｆｒａｃｔａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｏ ａｔ Ｓｈｉｊｉａｏ ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ
ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒＲｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ Ｈｕｒｓｔ ｉｎｄｅｘ ｏｆ Ｓｈｉｊｉａｏ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｓ ｌａｒｇｅｌｙ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｔｉｍｅ ｓｅｒｉｅｓ ｈａｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ｔｒｅｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ
ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｓｈｏｗｓ ｏｂｖｉｏｕｓ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｏｎｇｔｅｒｍ ｍｅｍｏｒｙＡｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｔｈｅ Ｖ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ ｗｉｌｌ ｄｉｓａｐｐｅａｒ ａｆｔｅｒ ｙｅａｒｓＵｓｉｎｇ ｔｈｅ
ｍｕｌｔｉｆｒａｃｔａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｍｏｍｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄＴｈｅ ａｖｅｒａｇｅ
ａｎｎｕａｌ ｒｕｎｏｆｆ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ｉｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｆｒａｃｔａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓＴｈｅｓｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ
收稿日期
基金项目 国家自然科学基金重点资助项目 广东省科技厅资助项目 Ｂ 广东省水利
科技创新项目 中英瑞气候变化适应项目 ＡＣＣＣ 中山大学重大项目培育
和新兴交叉学科项目 ｌｇｚｄ 国家重点基础研究发展计划 资助项目 ＣＢ
作者简介 陶谨 年生 男 博士研究生 通讯作者 陈晓宏 Ｅｍａｉｌ ｅｅｓｃｘｈｍａｉｌｓｙｓｕｅｄｕｃｎ
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