[發明專利]一種基于縣域尺度量化分析流域農作物水足跡演變驅動力的方法

有效

• 申請號: 202010571821.6
• 申請日: 2020-06-20
• 公開（公告）號: CN111754101B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 趙旭;侯思雨;李興棣;李一平;王煜;張紫琪;張逸雨;於孟元
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G01N33/00
• 代理公司: 南京千語知識產權代理事務所(普通合伙) 32394
• 代理人: 尚于杰;祁文彥

1.一種基于縣域尺度量化分析流域農作物水足跡演變驅動力的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)、計算該流域內各縣域農作物的總水足跡WF_proc(t)：

WF_proc(t)＝WF_proc,green+WF_proc,blue+WF_proc,grey； (1)

式中，WF_proc,green為綠水足跡，WF_proc,blue為藍水足跡，WF_proc,grey為灰水足跡；所述總水足跡WF_proc(t)是指單位面積所有農作物所包含的水足跡；

其中，綠水足跡WF_proc,green藍水足跡WF_proc,blue通過該流域各個縣域的氣候數據計算得出，氣候數據包括月最低氣溫、月最高氣溫、月降水量、月平均風速、月相對濕度和月日照時數；灰水足跡WF_proc,grey基于該流域各個縣域的土地參數，及化肥使用量數據，根據下式計算得出：

式中，i表示第i種作物，i∈[1,Q]，i為正整數，_Q表示該流域作物的種類總數；t表示年份，t為自然數，t∈[0,T]，0表示初始年，T表示目標年；

L_TN為該流域總氮TN的流失量；N_i為該流域第i種作物的化肥施用量中有效氮含量；B_i為該流域第_i種作物的播種面積；H_i為該流域種植第_i種作物的平地和緩坡地的面積之和占總面積的比例；C_TN,i為種植第i種作物對應的總氮TN的流失系數；R_f為污染物入河系數；C_max表示污染物水質標準濃度(kg/m3)；C_min表示收納水體的自然本底濃度(kg/m3)；

步驟(2)、計算該流域農作物總水足跡WF_proc(t)驅動力：

研究影響該流域農作物總水足跡WF_proc(t)變化的驅動因子，驅動因子包括虛擬水含量VWC、單產Y、作物結構S和作物面積A；

步驟(3)、基于步驟(2)中的驅動因子對該流域農作物總水足跡WF_proc(t)進行分析：

采用指數分解分析方法中的LMDI模型對該流域農作物總水足跡WF_proc(t)進行分解，將由虛擬水含量VWC、單產Y、作物結構S和作物面積A四種驅動因子的權重導致的各縣域農作物總水足跡WF_proc(t)從初始年到目標年的變化量進行分解，得到最終分解公式，根據最終分解公式分析各縣域農作物總水足跡WF_proc(t)變化的驅動力；

所述步驟(2)中，該流域內各縣域農作物總水足跡WF_proc(t)和驅動因子的關系如公式(4)：

式中，V_i(t)表示第t年第i種作物的虛擬水含量VWC，虛擬水含量指種植單位面積該種作物所消耗的水量；

Y_i(t)表示第t年第i種作物的單產Y，即每單位面積的產量；

S_i(t)表示第t年第i種作物的作物結構S，作物結構是指第i種作物種植面積A_i(t)占所有作物總面積A(t)的比例；

A_i(t)表示第t年第i種作物的種植面積A；

A(t)表示該流域農作物第t年的總作物面積；

WF_proc,i(t)表示第t年第i種作物的水足跡。