一種人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法，收集研究流域內(nèi)長序列逐月水文氣象資料，初步判斷人類活動對年徑流量顯著影響而變化的年份，篩選適合于研究流域的水文模型，模擬全系列徑流過程，統(tǒng)計(jì)每個年份對年徑流量的模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量SREi，繪制模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量的逐年過程，根據(jù)過程偏離橫軸的情況判斷人類活動對河川徑流過程顯著影響期。本發(fā)明以數(shù)理統(tǒng)計(jì)與水文過程物理模擬方法為基礎(chǔ)，診斷人類活動對河川徑流影響時期，科學(xué)摒棄了氣候要素對河川徑流的可能影響，并且診斷結(jié)果與流域內(nèi)人類活動實(shí)際狀況一致，有效地避免傳統(tǒng)方法因氣候要素變異對水文序列影響帶來的對人類活動顯著影響期的誤判，因此給出的診斷結(jié)果更為科學(xué)、合理。
【專利說明】一種人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水文水資源應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種人類活動對河川徑流過程顯著影 響期的判斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多流域修建了大量的水利工程、交通工程等，同時城 鎮(zhèn)化率的不斷提升、流域下墊面發(fā)生的顯著變化，直接影響了流域的產(chǎn)匯流規(guī)律，以及蓄 水、用水和耗水條件。在全球變暖背景下，各地氣溫也有不同程度的升高，不同地區(qū)的降水 也呈現(xiàn)出或增或減的趨勢性變化。受氣候變化和下墊面環(huán)境變化等多種因素的影響，自20 世紀(jì)80年代以來，中國多數(shù)河流實(shí)測徑流呈現(xiàn)出減少趨勢，特別是北方河流，減少更為顯 著。環(huán)境變化對中國水資源的可持續(xù)開發(fā)利用帶來了巨大壓力，準(zhǔn)確把握人類活動對江河 徑流量顯著影響的起始年份，是科學(xué)評估人類活動對區(qū)域水資源影響的重要基礎(chǔ)工作，也 是實(shí)現(xiàn)變化環(huán)境下水資源管理、水資源優(yōu)化配置和水資源可持續(xù)性開發(fā)利用、保障社會經(jīng) 濟(jì)快速穩(wěn)定發(fā)展等方面的重要科學(xué)支撐。
[0003] 水文時間序列也會發(fā)生從一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)的變化特性，即表現(xiàn)出變異 性（也稱跳躍）。突變是跳躍的一種特殊形式，是瞬間行為，突變發(fā)生后，水文序列一般又 保持原來的特性。水文序列的變異性研究一直是水文學(xué)研究熱點(diǎn)，目前水文變異分析中，應(yīng) 用較多的方法包括：有序聚類分析法、游程檢驗(yàn)法、秩和檢驗(yàn)法、Man-Kendall突變檢驗(yàn)法、 R/S法以及逐時段滑動分割模型等。然而，水文序列是受人類活動和氣候要素等多方面綜 合影響的，上述傳統(tǒng)的水文變異分析方法診斷的突變結(jié)果也未必是人類活動單一要素引起 的，氣候要素變異也可能引起水文序列的變異，因此，傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析診斷方法就很難滿 足人類活動的水文效應(yīng)分析評估的需要。另外，水文序列變異也可以通過大規(guī)模調(diào)研流域 內(nèi)的人類活動狀況進(jìn)而做出判斷，然而，以大量野外調(diào)研的途徑需要大量的人力、物力和財(cái) 力支持，是一種較為費(fèi)時費(fèi)力的途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種人類活動對河川徑 流過程顯著影響期的判斷方法，能有效地避免因氣候要素變異對水文序列影響帶來的誤 判，更方便、快捷、直觀、科學(xué)地給出由人類活動引起的水文序列顯著影響時期判斷結(jié)果，進(jìn) 而更好地為科學(xué)評估流域內(nèi)人類活動影響提供支撐。
[0005] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法， 包括以下步驟：
[0006] (1)收集研究流域內(nèi)長序列逐月降水量、氣溫、水面蒸發(fā)量以及流域出口斷面逐月 實(shí)測河川徑流量；
[0007] (2)繪制流域年降水量及年徑流量過程，初步判斷人類活動對年徑流量顯著影響 而變化的年份；
[0008] (3)篩選適合于研究流域的水文模型，利用人類活動影響之前的水文氣象資料，以 NSC系數(shù)和相對誤差RE為目標(biāo)率定模型參數(shù)，如果NSC系數(shù)大于70 %且相對誤差RE小于 5%則認(rèn)為模型合格；
[0009] (4)利用構(gòu)建的水文模型模擬全系列徑流過程，統(tǒng)計(jì)每個年份對年徑流量的模擬 誤差標(biāo)準(zhǔn)量SREp計(jì)算逐年模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量的累積值

【權(quán)利要求】
1. 一種人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法，其特征在于：包括以下步 驟： (1) 收集研究流域內(nèi)長序列逐月降水量、氣溫、水面蒸發(fā)量以及流域出口斷面逐月實(shí)測 河川徑流量； (2) 繪制流域年降水量及年徑流量過程，初步判斷人類活動對年徑流量顯著影響而變 化的年份； (3) 篩選適合于研究流域的水文模型，利用人類活動影響之前的水文氣象資料，以NSC 系數(shù)和相對誤差RE為目標(biāo)率定模型參數(shù)，如果NSC系數(shù)大于70%且相對誤差RE小于5% 則認(rèn)為模型合格； (4) 利用構(gòu)建的水文模型模擬全系列徑流過程，統(tǒng)計(jì)每個年份對年徑流量的模擬誤差 標(biāo)準(zhǔn)量SREp計(jì)算逐年模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量的累積值
，其中i表示年份，一共有n年，從 第1年開始計(jì)算； (5) 繪制模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量?的逐年過程，根據(jù)過程偏離橫軸的情況判斷 i=l 1=1 人類活動對河川徑流過程顯著影響期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人類活動對河川徑流過程顯著影響期的判斷方法，其特征在 于：所述步驟（4)中計(jì)算每個年份對年徑流量的模擬誤差標(biāo)準(zhǔn)量SREi和逐年模擬誤差標(biāo)準(zhǔn) 量的累積值: i=\
式中，QSIMi為模擬的年徑流量，QKEi為實(shí)測的年徑流量，N為整個徑流量系列的長度即總 年數(shù)。
【文檔編號】G06F19/00GK104281776SQ201410491734
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】王國慶, 張建云, 金君良, 劉翠善, 劉艷麗, 賀瑞敏, 鮑振鑫, 王小軍, 萬思成 申請人:水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院