【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文水资源，具体地说是一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法。
技术介绍
1、城市河湖水系是城市水安全保障的基石，是水生态环境的重要载体。为了支撑城市河湖足够的水面、适宜的水流、优良的水质、多样的生态，需要首先满足城市河湖生态需水量。但由于汛期的时间特殊性，水资源丰枯十分不均，要保持城市河湖常年有水、景观优美，至少需在枯水期补充大量水资源，而这就需要精准核算城市河湖生态的需水量。
2、城市河湖生态需水量一般包含蒸发渗漏损耗量、水源更新需水量和河岸带生态景观需水量三个方面，水面蒸发量的核算方法较为成熟，一类是从蒸发皿蒸发到水面蒸发的转换，另一类是基于潜在蒸散发的水面蒸发计算；渗漏量主要难点体现在由于土壤的高度异质性，不同区域、深度土壤性质差别较大，基于点尺度的渗漏观测难以在区域尺度扩展，造成河道渗漏损失量一般较难估算；从水源更新需水量来看，以增加水体溶解氧、提高水体自净能力、抑制藻类暴发等为目标，为形成一定水动力而补充新鲜水源，这部分量从计算方法上目前尚未形成共识；从河岸带生态景观需水量来看，城市河湖两岸一般多为观赏类植被，其一般需要灌溉补水以补充植被缺水，单一物种的植被生态需水计算方法较为成熟，但考虑不同类型植被生长需求的区域河岸带植被景观需水量计算还需要研究成套的计算方法。
3、针对上述问题，现有技术中实际观测过程中，受到风浪，仪器信号、精度，仪器监测人员技术水平，以及现场人为取水灌溉等一系列不确定性的影响，即便是长达一年的连续观测也很难获取相对稳定可信的渗漏量数据。实际工
4、因此从水文学、土壤水动力学、给排水等不同学科角度计算城市河湖渗漏损失量来看，都有一定的学科理论基础和实操不确定性，且全年要多少生态补水水资源量直接影响了城市河湖运维经费(水费和电费)，而点上的观测误差在运用至核算区域河湖水系整体水账时，会产生误差的放大效应。
5、因此，需要设计一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，集成水文学、土壤水动力学、给排水等学科的理论基础，集成现有理论优势，充分利用各类观测数据并从中提取有效信息，运用统计学方法消除不确定性，从而达到精准核算的目的，为管理者与决策者提供科学、定量、精细的科学支撑，显著降低水资源管理成本、提高水资源利用效率、促进水资源的合理配置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，集成水文学、土壤水动力学、给排水等学科的理论基础，集成现有理论优势，充分利用各类观测数据并从中提取有效信息，运用统计学方法消除不确定性，从而达到精准核算的目的，为管理者与决策者提供科学、定量、精细的科学支撑，显著降低水资源管理成本、提高水资源利用效率、促进水资源的合理配置。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法：
3、蓝绿空间包括河湖水域蓝色空间及河道蓝线范围内的绿地空间；所述补水量核算包括蓝色空间蒸发渗漏需水量的核算、蓝色空间水源更新需水量的核算和绿色空间绿地灌溉需水量的核算。
4、其中，所述蓝色空间蒸发渗漏需水量的核算选自基于历史文献调研的蒸发渗漏需水量测算、基于原位观测试验的蒸发渗漏需水量测算和基于补水泵站耗电量的蒸发渗漏需水量测算中的任一种。
5、s1，所述蓝绿空间中的蓝色空间是指河湖拥有水量的空间，具体为：
6、补充蒸发渗漏的损耗量用于河湖常年维持在正常水位并保持水体面积的需水量；保留有水源更新的水量是指保持水体流动的同时水质达到水体功能要求；
7、基于历史文献调研的蒸发渗漏需水量测算具体为：
8、水面蒸发损失量测算：
9、当降水量大于水面的蒸发量时，则认为水面的蒸散发需水量为0；
10、当降水量小于水面的蒸发量时，其计算公式为：
11、q蒸发＝(e-p)×a÷10；
12、其中，q蒸发为水面蒸发需水量，单位：万m3；e为水面蒸发量，单位：mm；p为降水量，单位：mm；a为河道水面面积，单位：km2；
13、其中，水面蒸发量e根据城市多年平均年降水量和水面蒸发折算系数推算；
14、渗漏损失需水量测算：
15、通过地下水动力学法、河道渗透模拟实验方法与经验公式综合确认，所述经验公式为：
16、q渗漏＝k渗漏×a×100；
17、其中q渗漏为渗漏需水量，单位：万m3；k渗漏为河道渗漏系数，单位：m/年；a为河道水面面积，单位：km2；
18、其中k渗漏根据河道渗透模拟实验监测得到，或区域岩土工程勘察报告的水文地质调查结果，以及查阅研究区所处流域相关文献调查获取；
19、所述k渗漏在典型平原河网地区为1.93mm/d，即0.7m/a。
20、当地表以下表层为粉质黏土、粉土或粉细砂土时，所述k渗漏分别为0.1mm/d～5.2mm/d、5.2mm/d～52mm/d、和52mm/d～104mm/d。
21、基于原位观测试验的蒸发渗漏需水量测算具体为：
22、蒸发渗漏计算：
23、参照蒸发和渗漏需水量的计算公式，在已知河道蒸发渗漏能力的前提下，水系蒸发渗漏损失需水量的计算公式可简化为：q蒸发渗漏＝k蒸发渗漏×a×100；其中q蒸发渗漏为蒸发渗漏损失需水量，单位：万m3；k蒸发渗漏为蒸发渗漏系数，单位：m/年；a为河道水面面积，单位：km2；
24、蒸发渗漏系数k蒸发渗漏的测定方法为：
25、以目标水系蒸发渗漏规律为目标，通过观测水位数据、分析水系蒸发渗漏情况作为依据，记录原位观测时间、现场条件控制、观测点位、指标、频率和使用仪器的数据来获取；其中需要剔除波动异常的数据和排除外界干扰数据，得到观测实验序列不同河段在蒸发渗漏量，取算数平均值作为平均蒸发渗漏量，取最小值、最大值作为蒸发渗漏量取值的区间，具体计算方法为：
26、计算每次观测的蒸发渗漏系数k蒸发渗漏：
27、其中：其中δhi为第i次原位观测时段内目标水体的水位观测变化值，单位：m；ti为第i次原位观测的时长，单位s；
28、计算蒸发渗漏系数的平均值其中n为有效观测次数；使用贝塞尔公式计算样本标准偏差t：
29、
30、判定和剔除异常值：
31、采用作为判断标准，如果某个k蒸发渗漏满足则认为其为异常值，应予以剔除，统计剔除异常值后的样本数量n′；
32、重新计算平均蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述蓝绿空间包括河湖水域蓝色空间及河道蓝线范围内的绿地空间；所述补水量核算包括蓝色空间蒸发渗漏需水量的核算、蓝色空间水源更新需水量的核算和绿色空间绿地灌溉需水量的核算；
2.根据权利要求1所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述基于历史文献调研的蒸发渗漏需水量测算具体为：
3.根据权利要求2所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述当地表以下表层为粉质黏土、粉土或粉细砂土时，所述K渗漏分别为0.1mm/d～5.2mm/d、5.2mm/d～52mm/d、和52mm/d～104mm/d。
4.根据权利要求1所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述基于原位观测试验的蒸发渗漏需水量测算具体为：
5.根据权利要求1所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述基于原位观测试验的蒸发渗漏需水量测算具体为：
6.根据权利要求1所述的基于多
7.根据权利要求1所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于所述蓝绿空间中的绿色空间绿地灌溉需水量的核算是维持河道蓝线宽度范围内的草地、林木岸边植被生态的生命需求的灌溉需求量，采用灌溉定额法进行计算，其公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述蓝绿空间包括河湖水域蓝色空间及河道蓝线范围内的绿地空间；所述补水量核算包括蓝色空间蒸发渗漏需水量的核算、蓝色空间水源更新需水量的核算和绿色空间绿地灌溉需水量的核算；
2.根据权利要求1所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述基于历史文献调研的蒸发渗漏需水量测算具体为：
3.根据权利要求2所述的基于多学科交叉理论的河湖生态蓝绿空间补水量核算方法，其特征在于，所述当地表以下表层为粉质黏土、粉土或粉细砂土时，所述k渗漏分别为0.1mm/d～5.2mm/d、5.2mm/d～52mm/d、和52mm/d～104mm/d。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王思如，顾一成，刘米雪，孙晓敏，李传龙，姚轶，宋亚倩，王慧如，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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