[發明專利]氣候變化和人類活動對水文干旱影響的綜合評估方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201811285110.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109472004B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 王孟浩;江善虎;任立良;劉懿;陸玉潔;鐘鋒
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種氣候變化和人類活動對水文干旱影響的綜合評估方法，其特征在于：包括

獲取設定的水文氣象數據，所述水文氣象數據包括：降水、氣溫和徑流；

基于所述水文氣象數據中的徑流數據建立年徑流時間序列，對所述年徑流時間序列進行趨勢分析，并確定出年徑流時間序列的突變點，定義突變點之前的時期為基準期，突變點之后的時期為變化期；

利用基準期的水文氣象數據對水文模型進行參數率定，再利用全時段的水文氣象數據重建模擬徑流序列；

分別從基準期的實測和模擬徑流中提取相應的閾值和概率分布參數，結合相應的變動閾值方法和基于參數移植的標準化徑流指數方法，對變化期的實測和模擬徑流進行干旱識別；

通過計算變化期內實測徑流與模擬徑流的干旱識別結果的差值，定量分離出氣候變化和人類活動對水文干旱的相對影響大小，完成氣候變化和人類活動對水文干旱影響的綜合評估；

所述分別從基準期的實測和模擬徑流中提取相應的閾值和概率分布參數，結合相應的變動閾值方法和基于參數移植的標準化徑流指數方法，對變化期的實測和模擬徑流過程進行干旱識別，具體包括以下子步驟：

(1)從基準期的實測和模擬經流中提取相應的閾值，結合變動閾值方法，對變化期的干旱識別過程進行識別，具體包括以下步驟：

(1.1)分別從預處理后的基準期的模擬和實測月徑流序列中提取出1至12月各月份設定的分位數對應的月徑流值組成變動閾值序列，其中，模擬徑流序列中提取的變動閾值序列記為T_sim，實測徑流序列中提取的變動閾值序列記為T_obs；

(1.2)使用T_sim對變化期的模擬徑流進行干旱識別，低于變動閾值序列T_sim的，認為發生干旱，否則不發生干旱；同樣的，使用變動閾值序列T_obs對變化期的實測徑流進行干旱識別，識別過程與前述過程相同；識別過程中，分別統計干旱事件場次，每場干旱的歷時和水分虧缺量作為干旱特征值；

(2)從基準期的實測和模擬經流中提取相應的概率分布參數，結合基于參數移植的標準化徑流指數方法，對變化期的干旱過程進行識別，具體包括以下步驟：

(2.1)選取廣義極值分布函數分別擬合基準期的模擬和實測徑流序列：

其概率密度函數為；

其累積概率函數為：

式中：x為徑流樣本數據的時間序列；μ∈R，代表位置參數；v＞0，尺度參數；ω∈R，代表形狀參數；

(2.2)保持模擬和實測徑流序列相應的概率分布參數不變，模擬徑流序列對應的概率分布參數為P_sim，實測徑流序列對應的概率分布參數為P_obs；繼續采用廣義極值分布函數，結合概率分布參數P_sim對變化期的模擬徑流序列進行擬合計算，得到F_sim(x)序列，再結合概率分布參數P_obs對變化期的實測徑流序列進行擬合計算，得到F_obs(x)序列；

(2.3)將F_sim(x)和F_obs(x)兩組序列進行標準正態化，模擬徑流序列對應的標準化徑流指數序列用SRI_r表示，實測徑流序列的用SRI_t表示，計算公式為：

式中：C₀、C₁、C₂、d₁、d₂、d₃均為常數；

根據干旱劃分原則，當SRI設定閾值時，認為發生干旱，否則不發生干旱；識別過程中，分別統計干旱事件場次、每場干旱事件的干旱歷時和每場干旱事件的干旱嚴重程度用作干旱特征值。