【技术实现步骤摘要】
一种水电开发程度综合评价方法
[0001]本专利技术涉及流域水能资源评价领域，具体涉及一种水电开发程度综合评价方法。
技术介绍
[0002]水电工程从建设到运行，会通过改变河流和陆地生态系统结构及功能，引发各种生态环境效应。现有技术中，围绕流域水电开发的研究主要集中在水电开发模式探讨、水电开发对水资源开发的影响、阶梯开发的累积影响等。然而，现有技术中还缺少在流域尺度下对水电开发程度的综合评价手段，这对于流域生态环境、流域的合理规划与管理、以及水电开发引致的累积性环境等研究都带来了一定的技术难题。
[0003]具体的，对于水电开发产生的相关效应评估，大都采用流域径流量、生境格局、生源物质、植被指数、水生物种群结构等生境、生物相关指数来完成，其主要存在以下弊端：(1)基于这些指标的评估结果，通常难以剔除气候变化、农业活动或城镇化等因素的影响；(2)指标中有大量点状采样数据，难以体现空间异质性；且获取难度相对较大，也提升了大区域尺度下的定量建模难度；(3)对上游和下游、支流和干流的空间关联较弱。
[0004]综上，现有的评估方法对于管理流域水电工程的建设、降低水电开发影响等方面较为局限，亟需建立一种易操作且科学合理的综合性水电开发程度综合评价方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供一种水电开发程度综合评价方法，以解决现有技术中对于水电开发的评估局限性，实现在流域尺度下进行易操作且科学合理的综合性水电开发程度评价，进而为未来的开发方案制定提供更为科学的辅助信息和决策依据的目的。>[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种水电开发程度综合评价方法，包括：
[0008]S1、根据指定区域内的流域划分情况，得到若干一级子流域；结合人类活动和自然生态条件对水文的截断影响，将所述一级子流域划分为若干二级子流域；
[0009]S2、确定各二级子流域的水电开发程度指标；
[0010]S3、对各二级子流域的水电开发程度指标做聚集性判断：若其中任一指标具有聚集性，进入S4；若所有指标均不具有聚集性，进入S5；
[0011]S4、对具有聚集性的水电开发程度指标做聚集性分布评价；
[0012]S5、基于聚集性判断或聚集性分布评价结果，做水电开发程度综合评价。
[0013]针对现有技术中对于水电开发的评估局限性，本专利技术提出一种水电开发程度综合评价方法，本方法首先根据指定区域内的流域划分情况，得到若干一级子流域，其中指定区域是指具体的目标研究区域，流域划分情况可根据现有的流域划分相关标准得到。然后，结合人类活动和自然生态条件对水文的截断影响，在一级子流域的基础上进一步进行细化分区，将各一级子流域划分为若干二级子流域；其中人类活动和自然生态条件对水文的截断影响，可以是人类活动和自然生态条件可能对流域的水文特征带来影响的任意参数，本领
域技术人员在考虑人类活动和自然生态条件的差异性的前提下，所采用的任意划分二级子流域的方式均可适用，在此不做具体限定。之后，确定水电开发程度指标，并计算各二级子流域所对应的各指标值；其中，水电开发程度指标以能够反映水电站技术性、经济性的相关参数为宜，在此不做具体限定。然后，对各二级子流域的水电开发程度指标做聚集性判断：若所有的指标均不具有聚集性，则直接基于聚集性判断结果进行水电开发程度综合评价；若至少有一个指标具有聚集性，则对所有具有聚集性的指标进行聚集性分布评价，再基于聚集性分布评价结果进行水电开发程度综合评价。
[0014]需要说明的是，由于聚集性分布评价是基于聚集性判断的结果而进行的，因此前述基于聚集性分布评价结果进行水电开发程度的评价的过程，实质上同样也考虑了聚集性判断的结果。
[0015]本方法克服了现有技术的评价过程难以剔除气候变化、农业活动或城镇化等因素的缺陷，以多个水电开发程度指标作为评价依据，避免了数据采样所导致的不确定性，评价结果能够体现流域的空间异质性；并且，本方法包含了上游和下游、支流和干流的空间关联关系，可操作性强，评价结果科学，不仅可用于水电开发对流域生态安全状况影响的评估，也可以用于流域尺度下的水电开发水平的综合评价，可为水库群的累积环境影响评价、流域水电优化布局、水电站改造、未来的水电工程建设和运行、流域的生态环境保护措施制定等提供科学的辅助信息和决策依据。
[0016]进一步的，所述人类活动和自然生态条件对水文的截断影响包括：行政区划、大坝位置、地形地貌、土壤侵蚀强度、土地利用率、地质灾害点分布、水环境数据中的任意一种或多种。其中，行政区划、大坝位置、土地利用率等指标为考虑人类活动对水文的截断影响；地形地貌、土壤侵蚀强度、地质灾害点分布、水环境数据等指标为自然生态条件对水文的截断影响。
[0017]进一步的，所述水电开发程度指标包括：水电站总数量、水电站总装机容量、水电开发密度和水电开发强度。
[0018]传统的水能资源量化指标主要包括理论蕴藏量、技术可开发量、经济可开发量等，水电开发程度主要基于装机容量和年发电量计算。如果单纯的依据装机容量计算水电开发程度，虽然具有简便易行的优点，但是却很难准确反映水电开发的实际情况；依据年发电量计算水电开发程度能较科学地反映出水能的实际利用率，但年发电量数据具有不易获取、易受河流水量变化影响等弊端，因此实际可操作性较低。为了克服这些缺陷，本方案以水电站总数量、水电站总装机容量、水电开发密度和水电开发强度共四个参数作为水电开发程度指标，在提高评价方法可操作性和数据易获取性的前提下，有利于更加综合的量化流域的水电开发程度，使评价结果具有更强的综合性和科学性。
[0019]进一步的，所述水电开发密度通过如下公式计算：式中，HDD为水电开发密度，m为二级子流域内的水电站数量，L为二级子流域内的河长；
[0020]所述水电开发强度通过如下公式计算：式中，HDI为水电开发强度，A为二级子流域面积，P
i
为第i个水电站的装机容量。
[0021]进一步的，对各二级子流域的水电开发程度指标做聚集性判断的方法包括：
[0022]S301、采用空间自相关分析法计算各水电开发程度指标的莫兰指数，得到全局莫
兰指数I、标准差倍数Z；
[0023]S302、若I＞0，且Z>2.58，认为该水电开发程度指标具有聚集性；否则，认为该水电开发程度指标不具有聚集性。
[0024]本方案采用全局莫兰指数来表征不同二级子流域在各水电开发程度指标下的聚集性。当I＞0，表示数据呈现空间正相关，即子流域水电开发程度具有空间聚集性。反之，当I<0，表示数据呈现空间负相关，不具有聚集性。此外，当标准差倍数Z>2.58时，可以反映在99％置信度下拒绝零假设，即子流域水电开发程度的空间模式极大可能是聚集分布。因此，本方案在同时满足I＞0，Z>2.58两个条件时，才认定为具有聚集性。
[0025]进一步的，全局莫兰指数I、标准差倍数Z通过如下公式计本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，包括：S1、根据指定区域内的流域划分情况，得到若干一级子流域；结合人类活动和自然生态条件对水文的截断影响，将所述一级子流域划分为若干二级子流域；S2、确定各二级子流域的水电开发程度指标；S3、对各二级子流域的水电开发程度指标做聚集性判断：若其中任一指标具有聚集性，进入S4；若所有指标均不具有聚集性，进入S5；S4、对具有聚集性的水电开发程度指标做聚集性分布评价；S5、基于聚集性判断或聚集性分布评价结果，做水电开发程度综合评价。2.根据权利要求1所述的一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，所述人类活动和自然生态条件对水文的截断影响包括：行政区划、大坝位置、地形地貌、土壤侵蚀强度、土地利用率、地质灾害点分布、水环境数据中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，所述水电开发程度指标包括：水电站总数量、水电站总装机容量、水电开发密度和水电开发强度。4.根据权利要求3所述的一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，所述水电开发密度通过如下公式计算：式中，HDD为水电开发密度，m为二级子流域内的水电站数量，L为二级子流域内的河长；所述水电开发强度通过如下公式计算：式中，HDI为水电开发强度，A为二级子流域面积，P
i
为第i个水电站的装机容量。5.根据权利要求1所述的一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，对各二级子流域的水电开发程度指标做聚集性判断的方法包括：S301、采用空间自相关分析法计算各水电开发程度指标的莫兰指数，得到全局莫兰指数I、标准差倍数Z；S302、若I＞0，且Z>2.58，认为该水电开发程度指标具有聚集性；否则，认为该水电开发程度指标不具有聚集性。6.根据权利要求5所述的一种水电开发程度综合评价方法，其特征在于，全局莫兰指数I、标准差倍数Z通过如下公式计算：I、标准差倍数Z通过如下公式计算：其中，n为二级子流域数量；x
i
为第i个二级子流域的水电开发程度指标；x
j
为第j个二级子流域的水电开发程度指标；为n个二级子流域水电开发程度指标的平均值；w
i,j
为第i个二级子流域的和第j个二级子流域的之间的空间权重值；S0为所有空间权重值的聚合；若第i个二级子流域和第j个二级子流域位于同一个一级子流域，且第i个二级子流域和第j个二级子流域有上下游的邻接关系，则w
i,j
＝1；否则，w
i,j
＝0；
V[I]＝E[I2]
‑
E[I]2；E[I]2；E[I]2；E[I]2；其中，E[I]...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗涵，何磊，唐聃，刘斌，刘敦龙，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。