[發(fā)明專利]一種獲取青藏高原河流水齡的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110037195.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN112926180A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)登華;楊裕恒;翁白莎;李蒙;于志磊;牛永振;宮曉艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 鄭州亦鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41188
• 代理人: 張夏謙

1.一種獲取青藏高原河流水齡的方法，基于穩(wěn)定同位素示蹤劑進(jìn)行模型構(gòu)建，得到示蹤劑進(jìn)入流域后到達(dá)出口所需的平均時(shí)間，顯示水循環(huán)速率及河流的徑流水齡，其特征在于：通過建立計(jì)算模型分別計(jì)算如下兩個(gè)指標(biāo)：A徑流中小于指定年齡的水的含量/比例、B徑流中介于指定年齡之間的水的含量/比例，由此衡量或顯示河流水齡：

A、首先構(gòu)建描降水和徑流示蹤劑濃度時(shí)間序列關(guān)系的如下函數(shù)：

式中，C_r(t)為時(shí)間t徑流中的示蹤劑濃度；C_p(t-τ)為時(shí)間t-τ降水中的示蹤劑濃度，h(τ)為示蹤劑保留時(shí)間的分布函數(shù)；

通過正弦函數(shù)擬合得到降雨C_p(t)和徑流C_r(t)示蹤劑濃度的時(shí)間序列曲線：

C_p(t)＝a_Pcos(2πft)+b_Psin(2πft)+k_p

C_r(t)＝a_rcos(2πft)+b_rsin(2πft)+k_r；

式中，f為周期頻率；k_p和k_r分別為降水和徑流同位素的平均值；t為第一次采樣后的時(shí)間；a_p、b_p、a_r、b_r為確定降水和徑流振幅和相移的振幅：

其中A_p和A_r是降水和徑流的振幅；和是降水和徑流的階段；

根據(jù)徑流與降水的相位與閾值年齡τ_yw之差，迭代得到形狀參數(shù)α和β：

τ_yw＝0.0949+0.1065α-0.0126α²(R²＝0.9998)；

最后，當(dāng)α、β和τ_yw已知時(shí)，根據(jù)方程得到F_yw，獲取徑流中小于指定年齡的水的含量/比例：

B、取水量包括蒸發(fā)量、徑流量和高齡水量的吸收量，建立如下函數(shù)關(guān)系：P＝E+R+OW⁺-OW^-；式中，P為降水量，E為蒸發(fā)量，R為徑流深度，Ow+為高齡水量，Ow-為高齡水量，OW⁺與OW^-之差為老蓄水量變化Δs；進(jìn)一步，通過水平衡關(guān)系確定如下函數(shù)關(guān)系：F_mw＝1-F_yw-OW⁺/R；計(jì)算F_mw獲取徑流中介于兩個(gè)指定年齡之間的水的含量/比例。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取青藏高原河流水齡的方法，其特征在于：所述穩(wěn)定同位素示蹤劑采用δD和δ¹⁸O。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取青藏高原河流水齡的方法，其特征在于：步驟A中，f為周期頻率，1/t，取t＝1年。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取青藏高原河流水齡的方法，其特征在于：步驟A中，對(duì)于F_yw的計(jì)算方程，基于其函數(shù)形式和已知參數(shù)，利用Matlab最小二乘法，得到α、β和τ_yw的95％置信區(qū)間，獲取F_yw的不確定度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取青藏高原河流水齡的方法，其特征在于：在步驟B中，F(xiàn)_mw的不確定度由F_yw的不確定度范圍決定。