[發明專利]一種人類活動影響分離的二維徑流還原方法

有效

• 申請號: 201410092691.2
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103810401B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李勛貴;魏霞
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種人類活動影響分離的二維徑流還原方法，包括以下步驟：?

步驟一：構建界殼-泛系二元自動機模型；?

步驟二：確定人類活動-流域下墊面系統的輸入、輸出和內部狀態要素；?

步驟三：基于建立的人類活動對流域下墊面條件影響分離的系統分析法，計算人類活動對流域下墊面條件的影響量；?

步驟四：利用提出的水保措施計算法計算由于人類活動對流域下墊面的影響而導致的徑流變化量，從而獲得人類活動對徑流的間接影響量；?

步驟五：在分離出人類活動對流域下墊面條件的影響量之后，確定滿足下墊面條件一致性要求的人類活動-徑流系統的輸入、輸出和內部狀態要素；?

步驟六：基于已構建的人類活動對徑流直接影響分離的系統分析法，求出人類活動對徑流的直接影響量；以及?

步驟七：根據計算出來的人類活動對徑流的間接影響量和人類活動對徑流的直接影響量，計算出在滿足流域下墊面條件一致性的天然徑流量。?

2.根據權利要求1所述的人類活動影響分離的二維徑流還原方法，其特征在于步驟一中：基于界殼理論和泛系方法，構建水資源系統的界殼-泛系二元自動機模型，如下所示：?

式中，S為水資源系統；A為水資源系統周界；B為水資源系統的系里；X為水資源系統的輸入；K為水資源系統的內部狀態；Y為水資源系統的輸出；f為水資源系統內部狀態與輸入之間的表里、因果關系，體現的是系里的可控性功能；g為水資源系統內部狀態的外部表現，體現的是系里的一種觀測效果；h為水資源系統輸入輸出的轉換機制，即系統周界作用。?

3.根據權利要求2所述的人類活動影響分離的二維徑流還原方法，其特征在于步驟二中：當不存在人類活動對流域的下墊面條件影響時，流域下墊面系統在系統輸入及其自身的作用下發生著演化；當受人類活動影響時，形成人類活動-流域下墊面系統，系統內部狀態取為流域的梯田、林地、草地和壩地四種水保措施面積，輸入取為流域年平均降水量、氣溫和日照小時數，系統輸出取為下一年度的流域的梯田、林地、草地和壩地四種水保措施面積。?

4.根據權利要求3所述的人類活動影響分離的二維徑流還原方法，其特征在于步驟三中：設沒有人類活動影響的流域下墊面系統內部狀態的時間序列為{K₁,K₂,…,K_i,K_j,…}，由系統?周界A的關系式有：?

K_j=f(X,K_i)??(2)?

式中，K_i是i時段初的狀態量；K_j是i時段末（即j時段初）的狀態量；X是系統輸入；輸入、狀態和輸出均是時間t的函數；?

設人類活動-流域下墊面系統中的人類活動在i時段對系統內部狀態的影響作用為M_i，由于在當前條件下人類很難對系統輸入施加影響，故系統內部狀態在天然的系統輸入和人類活動的影響下發生著演化，故有：?

K_j=f(X,M_iK_i)??(3)?

令U=M_iK_i，對式（3）兩邊求時間t的導數，有：?

令分別稱為輸入X對系統輸出K_j的彈性系數、包含有人類活動影響作用M_i的狀態K_i對系統輸出K_j的彈性系數；當計算的時間步長相同時，上式經整理可化簡為：?

從而由上式可求出i時段的人類活動對狀態的影響量令其為h_i，即?把h_i從1時段開始累積，即可得到以時間序列{K₁,K₂,…,K_i,K_j,…}的初始狀態K₁為參考點的i時段人類活動對狀態的影響量H_i（即人類活動對流域下墊面條件的影響量）：?

從而可確定分離人類活動影響后的系統內部狀態量K_ni為：?

K_ni=K_i-H_i(7)?

式中，K_ni表示以研究序列的初始狀態K₁為參照點且沒有人類活動影響的天然系統自身演化時狀態量，即為分離人類活動影響后的流域天然下墊面條件變量值。?