【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水库群生态调度，尤其涉及一种水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法。
技术介绍
1、水库群多目标调度综合考虑防洪、发电、航运、供水及生态需求。每个目标的实现往往会影响到其他目标的实现。例如，对于水生态或水生鱼类来说，没有人为干预的天然的流量过程是最佳的环境，是最有利于水生生物繁衍的生存环境。但是，水库群发电、航运、防洪、供水等目标，均会不同程度的改变天然径流过程，由此对水生态环境造成影响。传统多个目标针对某一个目标的负外部性的计算方法，需要分别计算不同目标对某一个目标负外部性的数值，并做求和计算得到最终的总负外部性。但对于水库群多目标调度来说，由于多个目标之间仍然存在耦合互馈关联关系，一个目标的变动会影响到其他多个目标效益的实现，因此，难以从单个目标计算其对水生态目标的负外部性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，包括如下步骤，
4、s1、流量数据获取：
5、获取水库的天然流量过程以及水库调度后的流量过程；
6、s2、流量数据处理：
7、对天然流量过程以及水库调度后的流量过程的缺失数据、异常值和突变点进行插值处理和替换处理；
8、s3、负外部性确定：
9、基于相同
10、优选的，步骤s3具体包括如下内容，
11、s31、基于数据处理后的天然流量过程和水库调度后的流量过程，获取相同时间段和时间步长的天然流量序列和水库调度后的流量序列，分别记为q_natural()和q_current()；每个序列中有n个数据；
12、s32、对于每个数据点，计算天然流量与水库调度后的流量之间的差的绝对值，之后除以天然流量，得到各数据点的差值比率；计算公式为，
13、
14、其中，ri为第i个数据点的差值比率，1≤i≤n；qnatural,t为t时刻的天然流量数据；qcurrent,t为t时刻的水库调度后的流量数据；
15、s33、基于所有数据点的差值比率，计算数据点的差值比率的总和，之后除以数据点的总数，获取数据点的平均差值比率；计算公式为，
16、
17、其中，r为数据点的平均差值比率；
18、s34、将数据点的平均差值比率r作为水生态负外部性评价指标；r取值为0到1，r值越小，表示水生态负外部性越小；反之，水生态负外部性越大。
19、优选的，步骤s1具体包括如下内容，
20、s11、通过构建分布式水文模型方式或者数理统计方法，获取无人类干预的天然流量过程；
21、s12、通过历史数据查询和实时数据观测的方式，获取水库调度后的流量过程。
22、优选的，步骤s11中通过构建分布式水文模型的方式获取无人类干预的天然流量过程，具体包括如下内容，
23、s111、构建分布式水文模型多要素综合数据库模块，为水文模型的构建提供基础，所述模块包括目标流域的基础水文数据库和水利工程数据库；
24、基于中国降水及气温0.25°格点数据集获得目标流域的历史降水及气温数据；基于ncep-fnl再分析资料获取目标流域的气象数据；基于hydrosheds数据集获取目标流域的河网及地表高程资料；基于世界土壤数据库获取目标流域的土壤质地参数；基于甚高分辨率辐射仪获取目标流域的土地利用数据；结合多种融合算法将获取的数据升降尺度到同一时空分辨率中，构建覆盖目标流域的基础水文数据库；
25、搜集目标流域的水利工程基础数据，所述水利工程基础数据包括水库的基本工程特性数据、调度图、调度规程资料，据此构建目标流域的水利工程数据库；
26、s112、将目标流域的基础水文数据库和水利工程数据库中的数据输入到分布式水文模型中构建目标区域的分布式水文模型；基于水文站的实测径流对目标区域的分布式水文模型汇流参数展开率定，并对目标区域的分布式水文模型的模拟得到的流量数据进行验证，要求日尺度模拟的流量确定性系数大于预设阈值；最后基于率定好的目标区域的分布式水文模型获取无人类干预的天然流量过程。
27、优选的，步骤s111中，在目标区域实时监测和获取其历史数据的集成，传输到数据库中，实现数据库的滚动更新。
28、优选的，步骤s2具体包括如下内容，
29、s21、针对流量过程中缺失的数据，采用线性插值的方法进行处理，保证径流数据的连续性；
30、s22、针对流量过程数据中的异常值和突变点，采用线性插值的方法进行替换，提高数据合理性。
31、本专利技术的有益效果是：1、本专利技术方法依据天然的无人类干预的流量过程是最佳的水生生境这一基本判断，使用水库群多目标调度对天然流量的改变程度作为多目标调度对水生态造成的负外部性的定量化度量方法，解决了水库群多目标调度对水生态造成的负外部性不易定量的问题。2、本专利技术方法能够较为方便地评估水库群多目标调度对水生态的影响程度，能够更好地权衡水资源开发和水生态之间的冲突，促进生态环境可持续发展。
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1.一种水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤S3具体包括如下内容，
3.根据权利要求1所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤S1具体包括如下内容，
4.根据权利要求3所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤S11中通过构建分布式水文模型的方式获取无人类干预的天然流量过程，具体包括如下内容，
5.根据权利要求4所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤S111中，在目标区域实时监测和获取其历史数据的集成，传输到数据库中，实现数据库的滚动更新。
6.根据权利要求1所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤S2具体包括如下内容，
【技术特征摘要】
1.一种水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：包括如下步骤，
2.根据权利要求1所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤s3具体包括如下内容，
3.根据权利要求1所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其特征在于：步骤s1具体包括如下内容，
4.根据权利要求3所述的水库群多目标调度对水生态造成负外部性的定量方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，杨明祥，戴会超，陈桂亚，蒋云钟，胡鹏，文凡，杨泽凡，毛劲乔，
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：
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