[發明專利]一種考慮水文指標分布規律的水文情勢評價方法

有效

• 申請號: 201710236762.5
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107093013B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 曹升樂;劉陽;楊裕恒
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種考慮水文指標分布規律的水文情勢評價方法，包括以下步驟：選取IHA作為評價河流水文情勢變異的指標體系；應用最大熵原理和最小信息熵選取符合水文規律的概率密度函數；通過兩個時期內IHA各組分指標的香農熵的差值表示指標的變化程度；利用多屬性決策賦權計算符合水文指標的多樣性變化的權重；計算得到各指標權重后，將各指標的變化程度與相應的指標權重相乘并求和得到所有指標的整體改變程度即得到考慮水文分布的水文情勢改變度。有針對性的評價水文變異程度，為當地的水資源管理部門提供更加合理的支持。

技術領域

本發明涉及水文情勢分析技術領域，特別是涉及一種考慮水文指標分布規律的水文情勢評價方法。

背景技術

水文情勢作為影響河道生態的重要因素，其指標體系及評價方法的研究已經越來越受到人們的重視。

在水文情勢指標體系構建方面，Richard B.D.等1996年提出了IHA指標體系(Indicators of Hydrologic Alteration，IHA)，該指標體系從水流的流量、頻率、歷時、發生時間和變化率等5個方面表征了生態結構信息，通過對羅阿諾克河的生態水文特征分析，發現建壩前后該河發生了較大的生態水文特征變化；Growsn等2000年對IHA進行了擴展，提出了一套由7類333個指標構成的指標體系，相比IHA增加了流量的年內、年際變化和洪水指數等指標，并對澳大利亞東南部107條河流進行了分析；Olden^]2003年總結了171個水文指標，并對美洲420個河流站點的水文資料進行統計分析，提出了一個具有統計意義和生態表征能力的生態水文評價指標框架；Suen等2004年應用魚類生態矩陣，結合研究區特殊氣候環境，提出了臺灣北部河流生態水文指標體系(TEIS)，包含一般流量變化、高低流量、流量變化率、出現時間等60個特征指標；Vogel等2007年基于流量歷時曲線(FDC)提出了生態徑流指標(Eco-flow)，以生態剩余(ecosurpluse)和生態赤字(ecodeficit)來表示受人為影響后河流徑流相對自然狀態的偏離程度。在國內，徐天寶等2007年在長江流域建立了一套水文指標體系，并應用于葛洲壩水利工程對長江中游生態水文特征的影響評價中；張洪波等2012年結合黃河生態水文特點，建立了包含7大類50個指標的黃河流域生態水文指標體系(Yellow River Eco-hydrological Index system，YEHIS)。

在評價方法方面，Richard B.D.等1997年通過對IHA指標的進一步分析，提出了目前廣泛應用的量化水文變化程度的變化范圍法(Range of Variability Approach，RVA)；Black A.R.等2005年提出了更為廣義的水文改變分析方法DHRAM(Dundee HydrologicalRegime Alteration Method)，將河流生態水文改變的風險程度劃分為5個等級，等級越大，河流流態改變程度越大，生態系統遭受破壞的風險越大；Shiau J.T.等2008年通過對RVA法在不同情況下的對比分析，認為RVA法具有一定的局限性，對在目標范圍內的水文參數的改變度具有較好的估計，而對落在目標范圍外的參數，其變化程度則不能較好的考慮，這可能導致水文情勢虛假評估，在此基礎上Shiau J.T.提出了直方圖匹配的方法以評價水文情勢變化；Zooho Kim等2014年為簡化RVA指標的評價指標，更好的為決策者提供支持，通過基于最大熵原理的OWA算子將33個指標的變異程度綜合為了一個指標，即生態指標(Eco-index)；黎云云等2015年對RVA法進行了改進，提出了以層次分析法計算主觀權重，以熵權法計算客觀權重，并將兩者相結合來評價變異程度的方法。

綜上，對水文情勢指標體系的研究較多，尤其針對不同流域的特點，構建了相應的指標體系，而評價方法則較少針對水文分指標分布規律的特點，對水文情勢的變化進行研究。

發明內容