由于受水文循环、自然条件和人类活动的影响，水文情势在时间或空间往往发生变异。采用有序聚类分析法对洮河干流各站年径流序列进行变异成分分析，计算分割前后样本总离差平方和Sn（τ），绘制Sn（τ）与分割点τ关系图，找出发生变异最可能的年份。对多样本的情况做非参数检验，用Kruskal-Wallis H检验，分析多个分割点存在的显著程度，用Mann-Whitney U检验，分析两样本相互独立程度及跳跃变化。在α为0.05（5%）的显著性水平下，非参数检验的显著性概率P＜0.05时，拒绝无显著性差异的原假设。

应用SPSS17.0统计分析软件计算各样本参数，计算结果列于表4-4，洮河干流站年径流Sn（τ）-τ关系见图4-8（碌曲站图略），红旗站年径流M-K法统计量变化过程见图4-9。

图4-8　洮河干流各站年径流的Sn（τ）-τ关系图

图4-9　洮河红旗站年径流M-K法统计量变化过程

从聚类分析结果来看，各站的变化趋势一致，在τ为13和31时，总离差平方和最小，对应的发生变异的年份分别为1968年和1986年。从M-K法统计量的变化过程来看，1991年U（t）和U*（t）过程线在置信区间范围内相交，说明1991年洮河干流年径流有可能发生突变。(www.daowen.com)

表4-4　洮河干流站年径流非参数检验结果

从表4-4Kruskal-Wallis H检验结果来看，各站多个变异年份存在的成分显著，从Mann-Whitney U检验来看，各站1986年发生跳跃变化的成分显著，同时对干流各区间径流进行分析，发现除李家村—红旗站区间发生变异的成分不显著外，其余各区间1986年发生跳跃变化的成分显著。通过以上聚类分析及非参数检验结果，可以认为洮河年径流序列存在缓慢减少的趋势和一次显著跃变，发生跳跃的年份为1986年。以1986年为跃变年份，红旗站1956—1985年多年平均天然年径流为53.30亿m3，1986—2010年多年平均天然年径流为38.41亿m3，跳跃变异后减少了14.89亿m3，与前者相比，相对减少了27.9%。碌曲站、下巴沟站、岷县站、李家村站后一时段与前一时段相比，分别减少了36.0%、33.4%、30.4%和32.2%。洮河干流各站突变结果见表4-5，红旗站年径流序列的阶段性变化如图4-10所示。

表4-5　洮河干流站年径流突变结果分析

图4-10　洮河红旗站年径流序列的阶段性变化