基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法技术

技术编号:19694480 阅读:47 留言:0更新日期:2018-12-08 11:51
本发明专利技术涉及一种基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法,包括三个主要过程:县域水资源量估算、评价指标建立以及情景设计和可视化。本发明专利技术所述方法针对数据资料匮乏、水文模型参数组合选取困难、自然—人工二元水循环机理和模拟复杂等问题,建立在流域水量平衡、彭曼公式、基于Budyko假设的水热耦合平衡方程等理论基础上,全过程只涉及一个无量纲参数,能够利用公开的气象数据、流域和行政区水资源公报数据、统计年鉴数据等资料,通过一系列计算步骤,对强人类活动区县域水资源量进行科学和简化估算。通过建立的评价指标和设计的情景组合,诊断县域水资源安全状况,绘制水资源安全诊断空间图谱。

【技术实现步骤摘要】
基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法
本专利技术涉及一种基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法,是一种水文水资源数据的地理信息系统处理方法,是一种分布式水资源安全评价方法。
技术介绍
识别强人类活动区水资源分布有助于揭示子区域供水安全状况,为优化强人类活动区水资源配置、建立子区域间有效协调机制提供重要参考。基于物理和时空过程的分布式水文模型是估算水资源分布最有效的工具之一。过去数十年间,各国专家学者开发了各种分布式水文模型来模拟和预测水文过程,其中最具代表性的水文模型有SWAT和MIKESHE。然而,使用分布式水文模型需要大量的数据资料,包括分布的逐时段的气象和水文数据、数字高程数据、下垫面数据等等,模拟效果的优劣高度依赖于数据分辨率以及大量的物理和经验参数的选取。另一方面,在强人类活动区,人类活动对于自然水循环扰动十分剧烈,考虑人类活动干扰,开展自然—社会二元水循环精确模拟难度极大。国际著名气候学家Budyko在分析全球水量和能量平衡时发现,陆面长期平均蒸散发量主要由大气对陆面的水分供给(也即降雨量)和能量供给(也即净辐射量或潜在蒸散发量)之间的平衡关系决定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法,其特征在于,所述方法使用的数据均为公开资料,包括:气象数据、水资源数据、社会经济数据;其中,气象数据,包括:历史多年逐日、逐月、逐年时间步长的气象站点降雨量、气温、相对湿度、风速、日照时间数据;水资源数据,包括:流域三级区和行政区域的降雨量、水资源量、供用水量数据;社会经济数据,包括:县域人口和GDP数据;所述方法包括三个过程:县域水资源量估算,评价指标建立,情景设计和可视化,所述方法过程如下:过程一:县域水资源量估算引入2个假设:假设1:假设县域下垫面特征属性近似为邻近的流域三级区;假设2:假设强人类活动区内县域的水资源在本县域“自产...

【技术特征摘要】
1.一种基于县域的强人类活动区水资源安全诊断空间图谱方法,其特征在于,所述方法使用的数据均为公开资料,包括:气象数据、水资源数据、社会经济数据;其中,气象数据,包括:历史多年逐日、逐月、逐年时间步长的气象站点降雨量、气温、相对湿度、风速、日照时间数据;水资源数据,包括:流域三级区和行政区域的降雨量、水资源量、供用水量数据;社会经济数据,包括:县域人口和GDP数据;所述方法包括三个过程:县域水资源量估算,评价指标建立,情景设计和可视化,所述方法过程如下:过程一:县域水资源量估算引入2个假设:假设1:假设县域下垫面特征属性近似为邻近的流域三级区;假设2:假设强人类活动区内县域的水资源在本县域“自产自消”;执行8个步骤:步骤1:收集气象站点年降雨量,采用面插值方法,得到研究区域面年降雨量;步骤2:利用彭曼公式计算气象站点日潜在蒸散发量,累加得到气象站点年潜在蒸散发量,采用面插值方法,得到研究区域面年潜在蒸散发量;彭曼公式表达为:式中:E′o为气象站点日潜在蒸散发量;Eo为气象站点年潜在蒸散发量,Rn为作物表面净辐射;G为土壤热通量密度;T为2米高平均日气温;u2为2米高风速;es为饱和蒸气压;ea为实际蒸汽压;es-ea为饱和蒸气压差;Δ为蒸汽压曲线斜率;γ为湿度常数;步骤3:利用流域三级区边界提取面年降雨量和面年潜在蒸散发量,计算得到流域三级区面年降雨量平均值和面年潜在蒸散发量平均值;步骤4:将流域三级区面年降雨量平均值P、面年潜在蒸散发量平均值Eo、面年实际蒸散发量平均值E,代入基于Budyko假设的水热耦合平衡方程,计算得到无量纲参数n;基于Budyko假设的水热耦合平衡方程有多种解析表达,这里采用Choudhury-Yang公式表达为:式中:n为无量纲参数;步骤5:利用县域边界提取面年降雨量和面年潜在蒸散发量,计算得到县域面年降雨量平均值和面年潜在蒸散发量平均值;步骤6:根据邻近原则,将邻近的流域三级区无量纲参数n赋值给县域,将...

【专利技术属性】
技术研发人员:李想尹冬勤刘家宏司源鲍军郭丹红刘荣华王丽珍白音包力皋穆祥鹏许凤冉崔巍
申请(专利权)人:中国水利水电科学研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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