矩阵Renyi α阶熵水文序列变异诊断新方法

水文序列的变异诊断研究能够为各类水利、土木工程规划和管理决策提供依据和参考.针对水文序列动力学结构变异难以诊断的问题,本文提出一种基于矩阵Renyi α阶熵的变异诊断方法.首先,引入矩阵Renyi α阶熵理论描述水文序列的动力学结构;其次,利用数据滑动技术构造滑动移除矩阵Renyi α阶熵序列,用来刻画水文系统动力学结构的演变;最后,利用Pettitt检验诊断出滑动移除矩阵Renyi α阶熵序列的变异点及显著性水平.以渭河流域、洮河流域、窟野河流域和西柳沟流域的水沙序列为例开展应用研究,并与Shannon熵、Mann-Kendall检验和滑动T检验等方法进行对比分析.研究结果表明:咸阳站、状头站和红李区间年径流序列均没有发生变异,其它站年径流序列均发生了变异,变异概率大于90%;咸阳站、张家山站和状头站年输沙量序列均在20世纪80年代发生了变异,其它站点在20世纪90年代末发生变异,变异发生的概率均大于95%.通过与现有研究成果比对分析发现,本文提出的Renyi α阶熵方法的诊断结果与实际情况基本吻合,而其它方法的诊断结果与实际情形差异较大.