一种研究流域水资源风险传递规律的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了研究流域水资源风险传递规律的方法及系统，主要是针对流域水资源调度的不确定性问题，表征风险源在流域系统和子系统内动态传递问题。基于灾害风险系统理论和灾害风险形成机制，对研究流域水资源风险源要素进行识别；建立流域水资源风险评价模型；运用流域风险传递的方法，判别水资源风险传递关系，识别水资源风险传递路径，建立流域内水资源风险传递模型、绘制风险传递路径图、研究风险传递特征和传递规律。本发明专利技术可以评估流域时空尺度上的水资源风险，明析水资源风险传递路径、方向和强度，解析风险在流域系统和子系统内传递规律，为流域水资源风险评估、预报与管理提供了一种新的技术方案。

A method and system to study the risk transfer law of water resources in River Basin

【技术实现步骤摘要】
一种研究流域水资源风险传递规律的方法及系统
本专利技术属于水资源管理
，具体涉及一种研究流域水资源风险传递规律的方法及系统。
技术介绍
水是生命之源，是人类生存和经济社会发展的重要基础资源。近年来，随着气候变化和社会经济的发展，水资源的各类风险问题日益严重，水资源风险研究方面受到越来越多专家学者的关注，对水资源进行风险管理是提高水资源管理水平、应对水资源问题的有效途径和发展趋势。针对流域水资源风险传递规律方面，国内外还鲜有人研究。风险源在传递过程中会发生量变和质变，在流域空间的传递形式也会表现出多种规律，如何表征多种风险源在流域系统和子系统内动态传递过程是流域水资源实时风险调度与应急调控需要解决的一个主要关键科学问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种研究流域水资源风险传递规律的新方法及系统，目标是针对流域水资源调度的不确定性问题，识别其面临的诸多风险要素，建立风险评价模型和风险传递模型，研究风险传递的主要影响因素、传递路径和传递特征及规律。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种研究流域水资源风险传递规律的方法，该方法主要包括：获取流域水资源风险源数据；建立流域水资源风险评价模型和建立流域水资源风险传递模型。进一步讲，本专利技术中，所述的研究流域水资源风险传递规律的方法，其中，建立流域水资源风险评价模型的具体步骤如下：步骤21：识别风险要素，从致灾因子、承灾体、孕灾环境和防灾减灾能力四个方面识别水资源风险要素，建立包含即目标层、准则层和指标层的水资源风险评价指标体系；步骤22：标准化风险指标，对水资源风险源数据进行标准化处理，转化为无量纲的纯数值；步骤23：确定权重，确定水资源风险要素的相对重要程度，对流域风险的贡献度或重要性；步骤24：评价水资源风险情况。建立流域水资源风险传递模型的具体步骤如下：步骤31：判别风险传递关系，通过相关性检验，相关性检验的显著性水平α＝0.05，95％的置信区间，得到水资源风险传递关系和传递路径；步骤32：分析计算水资源风险传递情况，研究风险传递规律。步骤32的具体步骤如下：步骤321：变量标准化，在分析变量值间的关系时，自变量的量纲不一样，因而不能直接在传统的多元线性回归的基础上根据回归系数b值的大小比较影响效应的大小，因此对各变量进行标准化，使量纲相同，然后进行比较；变量标准化后的偏回归系数就是传递系数；步骤322：分解变量相关系数，n个变量之间可进行分解，将x1对y的单相关系数r1y分解为：r1y＝p1y+r12p2y+r13p3y+…+r1npny，式中：p1y是x1对y的直接传递系数，r12p2y是x1通过x2对y的间接传递系数，r13p3y是x1通过x3对y的间接传递系数，……，r1npny是x1通过xn对y的间接传递系数；同理，分别将x2对y的单相关系数r2y、x3对y的单相关系数r3y、……、xn对y的单相关系数rny进行分解；步骤323：计算传递系数，根据单相关系数的分解，建立单相关系数的方程组，通过该方程组通过相关性检验，取α＝0.05，95％的置信区间或者α＝0.10，90％的置信区间，判别风险传递关系，若通过相关性检验，则具有传递关系；依据传递关系确定传递路径，分析计算水资源风险传递情况，研究风险传递规律。同时，在本专利技术中还提出了一种研究流域水资源风险传递规律的系统，该系统包括：风险源要素识别单元，用于识别风险源要素，获取风险源数据；风险评价单元，用于建立风险评价模型，区划水资源风险，定量水资源风险大小；风险传递分析单元，用于建立风险传递路径模型，识别风险传递规律。进一步讲，本专利技术中，所述的研究流域水资源风险传递规律的系统，其特征在于，所述风险源要素识别单元包括：对研究流域进行选择，对选择的流域水资源风险源要素进行识别；对识别的风险源要素数据进行持续监测、记录统计，获取原始数据。所述风险评价单元包括：根据所述识别风险源要素，建立水资源风险评价指标体系；根据所述获取原始数据，对各个评价指标数据进行标准化处理，消除量纲和数量级的影响，转化为无量纲的纯数值；根据所述风险源要素，确定水资源风险要素的相对重要程度，确定权重；根据所述风险评价指标体系，评价水资源风险。所述风险传递分析单元包括：根据所述风险评价单元的计算结果，假设流域水资源风险不会跨流域传递，然后对子流域进行相关性检验，通过相关性检验的相邻子流域，α＝0.05，95％的置信区间，确定水资源风险传递路径，建立水资源风险传递模型；根据单相关系数的分解，建立变量之间的单相关系数的方程组得到各相关变量之间的传递系数；根据所述的传递系数，分析计算水资源风险传递情况，研究风险传递规律。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术首次提出了一套基于风险识别-评估-传递的系统方法，能评估各子流域在时空尺度上的水资源风险，解析风险在流域内的传递规律，明晰风险在流域子系统间的传递路径、方向和强度。本专利技术主要是针对流域水资源调度的不确定性问题，表征风险源在流域系统和子系统内动态传递问题。基于灾害风险系统理论和灾害风险形成机制，对研究流域水资源风险源要素进行识别；建立流域水资源风险评价模型；运用流域风险传递的方法，判别水资源风险传递关系，识别水资源风险传递路径，建立流域内水资源风险传递模型、绘制风险传递路径图、研究风险传递特征和传递规律。本专利技术可以评估流域时空尺度上的水资源风险，明析水资源风险传递路径、方向和强度，解析风险在流域系统和子系统内传递规律，为流域水资源风险评估、预报与管理提供了一种新的技术方案。附图说明图1为本专利技术研究流域水资源风险传递规律的方法流程图；图2为本专利技术中建立风险评价模型示意图；图3为本专利技术中建立风险传递模型示意图；图4为本专利技术研究流域水资源风险传递规律的系统流程图；图5是实施例中珠江二级水资源区旱涝急转风险；图6是实施例中珠江流域二级水资源区旱涝急转风险传递图；图7(a)至图7(c)是实施例中珠江流域5年周期旱涝急转风险传递图，其中，图7(a)是2000-2004年旱涝急转风险传递，图7(b)是2005-2009年旱涝急转风险传递，图7(c)是2010-2014年旱涝急转风险传递。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。如图1所示，本专利技术提出的一种研究流域水资源风险传递规律的方法，包括的步骤是：获取流域水资源风险源数据；建立流域水资源风险评价模型和建立流域水资源风险传递模型。其中，所述获取流域水资源风险源数据包括：从致灾因子、承灾体、孕灾环境和防灾减灾能力四个方面识别水资源风险要素，遵循综合性、科学性、可操作性、系统性等原则；本专利技术中，建立流域水资源风险评价模型，如图2所示，主要包括：对各风险源指标数据标准化；确定风险源要素的对风险的相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究流域水资源风险传递规律的方法，其特征在于，该方法主要包括：获取流域水资源风险源数据；建立流域水资源风险评价模型和建立流域水资源风险传递模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种研究流域水资源风险传递规律的方法，其特征在于，该方法主要包括：获取流域水资源风险源数据；建立流域水资源风险评价模型和建立流域水资源风险传递模型。


2.根据权利要求1所述的研究流域水资源风险传递规律的方法，其特征在于，建立流域水资源风险评价模型的具体步骤如下：
步骤21：识别风险要素，从致灾因子、承灾体、孕灾环境和防灾减灾能力四个方面识别水资源风险要素，建立包含即目标层、准则层和指标层的水资源风险评价指标体系；
步骤22：标准化风险指标，对水资源风险源数据进行标准化处理，转化为无量纲的纯数值；
步骤23：确定权重，确定水资源风险要素的相对重要程度，对流域风险的贡献度或重要性；
步骤24：评价水资源风险情况。


3.根据权利要求1所述的研究流域水资源风险传递规律的方法，其特征在于，建立流域水资源风险传递模型的具体步骤如下：
步骤31：判别风险传递关系，通过相关性检验，相关性检验的显著性水平α＝0.05，95％的置信区间，得到水资源风险传递关系和传递路径；
步骤32：分析计算水资源风险传递情况，研究风险传递规律。


4.根据权利要求3所述的研究流域水资源风险传递规律的方法，其特征在于，步骤32的具体步骤如下：
步骤321：变量标准化，在分析变量值间的关系时，自变量的量纲不一样，因而不能直接在传统的多元线性回归的基础上根据回归系数b值的大小比较影响效应的大小，因此对各变量进行标准化，使量纲相同，然后进行比较；变量标准化后的偏回归系数就是传递系数；
步骤322：分解变量相关系数，n个变量之间可进行分解，将x1对y的单相关系数r1y分解为：r1y＝p1y+r12p2y+r13p3y+…+r1npny，式中：p1y是x1对y的直接传递系数，r12p2y是x1通过x2对y的间接传递系数，r13p3y是x1通过x3对y的间接传递系数，……，r1npny是x1通过xn对y的间接传递系数；
同理，分别将x2对y的单相关系数r2y、x3对y的单相关系数r3y、……、xn对y的单相关系数rny进...

【专利技术属性】
技术研发人员：何理，唐孟，刘佳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12