[发明专利]一种像元尺度上流域水资源可获取性方法

说明书

本发明公开了一种像元尺度上流域水资源可获取性方法，包含如下步骤：区域水资源基础数据采集、区域自然水系提取、自然水系提取验证、区域水资源可获取性模型建立、区域水资源可获取性数据分析；本发明的有益效果在于，通过考虑自然水系、空间格元，得到研究区像元尺度的水资源可获取性难易程度，能直观地表现出流域内水资源可获取性的空间差异。像元尺度的水资源可获取性可以推动农业精细化管理，如农田灌溉、引水规划，以及为居民用水管理等提供更有参考价值的基础数据，为微观决策者实践和管理决策提供科学依据。

技术领域

本发明涉及地理领域，尤其涉及一种像元尺度上流域水资源可获取性 方法。

背景技术

水资源的供需、开发利用与水环境保护的矛盾日益突出，制约着流域 水资源利用的可持续发展。因此，亟需对流域水资源利用开展有效评价。 前期研究多围绕承载力、脆弱性、压力和稀缺性等方面，对区域水资源可 持续利用开展评价研究，然而流域水资源空间配置尚未得到有效解决。部 分研究使用分布式水文模型，揭示流域水资源运移过程和空间格局，但是 对水资源利用空间信息的反映不够精确。

目前，有学者提出水资源可获取性概念，指在不考虑水循环和水资源 利用目的的条件下，流域任一格元水资源获取的难易程度。通过分析水可 获取性的影响因素，如径流、取水距离和高差等，建立水资源可获取性评 价模型，计算流域内任意像元的取水难易程度。得到小尺度上精确的水资 源空间分布信息，为流域水资源精细管理和利用提供科学依据。然而，水 可获取性模型对于特定的河流系统存在区域差异，且在时空尺度上变化较大，只有针对性分析径流产生过程和水文体系变化来识别特定流域的有效 水资源可获取性。

发明内容

本发明的目的：提供一种像元尺度上流域水资源可获取性方法，以解 决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种像元尺度上流域水资 源可获取性方法，包括如下步骤：

步骤1，区域水资源基础数据采集：从官方数据库采集区域的数字高 程模型(DEM)；

步骤2，区域自然水系提取：根据数字高程模型(DEM)提取区域自 然水系的栅格河网；

步骤3，自然水系提取验证：根据区域内汇流累积量确定集水面积阈 值，以此拟合自然水系趋势线，并与实际水利日志数据进行比较以验证水 系的栅格河网数据可靠性；

步骤4，区域水资源可获取性模型建立：根据空间中水的坡度、相对 高度、年径流量和距河道距离数据，并对参数进行标准化处理，建立区域 的水资源可获取性模型；

步骤5，区域水资源可获取性数据分析：根据步骤3建立的水资源可 获取性模型，计算区域内每个栅格点的水资源可获取性。

优选的是，步骤2包括如下步骤：

步骤2.1，生成区域内无洼地数字高程模型(DEM)；

步骤2.2，根据无洼地数字高程模型(DEM)计算区域内水流方向和 汇流累积量；

步骤2.3，根据不同的汇流累积量提取区域内的自然水系。

优选的是，所述的水资源可获取性模型：

其中，W为水资源可获取性综合指数，W_i(i＝1,2,3,4)分别为S、H、R和D引起的水资源可获取性分量；β为区域拟合系数，S为坡度，H为 单元点跟河流的相对高差，R为河流径流量，D为单元点到河流的距离， β₁，β₂，β₃，β₄分别为S，H，R，D的区域拟合系数。

优选的是，所述的河流径流量采用如下公式：