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一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法技术

技术编号:27936589 阅读:93 留言:0更新日期:2021-04-02 14:16
本发明专利技术提供的一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,通过贝叶斯模型平均方法集成多种陆面水文模型对天然条件下流域蒸散发的模拟结果,利用GRACE重力卫星提供的陆地水储量数据与流域实测径流序列推算实际发生的流域蒸散发,既而使用“天然蒸散发”与“实际蒸散发”的差值,评估水库调蓄、消耗性用水、跨流域调水等人类活动所导致的流域蒸散发变化及其不确定性区间。该方法可有效集成多种陆面水文模型的优势,减小陆面水文模型蒸散发数据同化中的不确定性,并以概率性结果合理衡量人类活动对流域蒸散发的影响程度。

【技术实现步骤摘要】
一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法
本专利技术涉及水利工程
,更具体的,涉及一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法。
技术介绍
蒸散发是地表水分循环的重要组成部分,同时也是地表能量平衡的一个重要通量成分。从全球陆面平均来看,约58%~65%的降水通过蒸散发重返大气,消耗的能量约占净辐射的51%~58%。蒸散发不仅受气候变化的影响,还受水库调控、灌溉、土地利用和土地覆盖变化等人为干预的影响。随着人口的迅速增长和经济的发展,水的需求和消耗都在增加。人类活动对下垫面的改造,如水利建设、土地利用方式改变以及生产生活等,对水资源时空分布规律的影响逐步增大。人类活动引起的蒸散发变化通过改变水量与热量平衡,影响地表温度、径流、大气环流以及降水。因此,弄清人类对蒸散发的影响对于理解水文循环的变化至关重要,是实现变化环境下水资源管理、水资源优化配置的重要科学支撑。由于陆面水文模型数据的适用性有限,以及自然与人为因素之间复杂的相互作用的影响,在模型中对人为因素诱发的蒸散变化进行参数化一直以来都是一个挑战。重力恢复和气候实验卫星(G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1:利用GRACE重力卫星提供的逐月陆地水存量数据,计算各个网格内的陆地水储量逐月变化,并计算流域内的平均陆地水储量变化;/nS2:采集研究流域实测降水、径流数据序列数据,结合平均陆地水储量变化情况,利用流域水量平衡方法,估算流域内的实际蒸散发序列;/nS3:统计分析流域内的水库调蓄、取水、耗水、跨流域调水因素,通过还原计算将实测径流序列还原为逐月天然径流序列;/nS4:搜集整理多种陆面水文模型的再分析数据产品,结合流域天然径流序列进行模型的验证与比较,优选出若干个在研究区域应用效果最佳的水文模型作为待选模型;...

【技术特征摘要】
1.一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:利用GRACE重力卫星提供的逐月陆地水存量数据,计算各个网格内的陆地水储量逐月变化,并计算流域内的平均陆地水储量变化;
S2:采集研究流域实测降水、径流数据序列数据,结合平均陆地水储量变化情况,利用流域水量平衡方法,估算流域内的实际蒸散发序列;
S3:统计分析流域内的水库调蓄、取水、耗水、跨流域调水因素,通过还原计算将实测径流序列还原为逐月天然径流序列;
S4:搜集整理多种陆面水文模型的再分析数据产品,结合流域天然径流序列进行模型的验证与比较,优选出若干个在研究区域应用效果最佳的水文模型作为待选模型;
S5:使用贝叶斯模型平均法,以选出的待选模型的蒸散发模拟序列为输入,计算各个待选模型的最优权重;
S6:根据各个模型的最优权重结果,集成各模型所模拟的蒸散发序列,得到天然蒸散发序列;
S7:计算实际蒸散发序列与天然蒸散发序列之间的差值,评估人类活动对流域蒸散发的影响;
S8:分析人类活动影响评估结果的不确定性。


2.根据权利要求1所述的一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,其特征在于,在所述步骤S1中,所述平均陆地水储量变化的计算公式具体为:
TWSC(i)=TWSA(i)-TWSA(i-1)(1)
其中,TWSC(i)是i月的平均陆地水储量变化值,单位为mm/month;TWSA(i)是i月的平均陆地水储量,单位为mm/month。


3.根据权利要求2所述的一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,其特征在于,在所述步骤S2中,通过流域水量平衡方法估算实际蒸散发序列,计算过程具体为:
ETobs=P-R-TWSC(2)
其中,ETobs是流域面平均实际蒸散发序列,单位为mm/month;P是流域面平均降水,单位为mm/month;R是流域平均径流深,单位为mm/month。


4.根据权利要求3所述的一种人类活动对流域蒸散发影响的不确定性评估方法,其特征在于,在所述步骤S3中,统计分析流域内的水库调蓄、取水、耗水、跨水域调水情况,通过还原计算将实测径流序列还原为逐月天然径流序列,具体计算过程为:
W天然=W实测+W农耗+W工业+W生活+W库蒸发+W库渗+W蓄变±W引水±W分洪(3)
其中,W天然为流域天然径流;W实测为流域实测径流;W工业为底表水工业耗损量;W生活为地表水城镇生活耗损量;W库蒸发为水库、闸坝库区水面蒸发与陆面蒸发差值;W库渗为水库、闸坝渗漏量;W蓄变为计算时段始末的水库、闸坝蓄量变,增加为正,减少为负;±W引水为跨流域引水,引入为负,引出为正;±W分洪为河道分洪决口水量,分出为正,分入为负。

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【专利技术属性】
技术研发人员:段凯韦林唐嘉琪王小辣陈晓宏
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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