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采用Hilbert-Huang变换（HHT）方法对黄河上游贵德站、小川站和兰州站的天然月径流序列进行分析，分解得到不同尺度下的固有模态函数，然后结合重标度极差（R/S）分析法分析了各阶模态函数及天然月径流量，得到Hurst指数和分维数，并对河川径流序列的波动周期性、分形特征、趋势性进行了分析。结果表明：黄河上游1929—1997年的天然月径流具有1 a以下、1.6 a、2~3 a、5~8 a、15~32 a的波动周期和自相似性及反持续的长程相关性。