[发明专利]一种定量求解径流的流域水储量变化弹性系数的方法

说明书

本发明涉及一种定量求解径流的流域水储量变化弹性系数的方法，将考虑流域水储量变化的水量平衡方程基础中的有效降水分解成降水和流域水储量变化之差，并在此基础通过进一步求导从而找到径流的水储量变化弹性系数的方法。本发明采用上述技术方案，当有历史时期观测的降水、潜在蒸散发、流域水储量变化以及蒸发时，就能定量求出径流对流域水储量变化的敏感性(即径流的水储量弹性系数)。径流的敏感性是相对稳定的一个特性，这样可以通过历史时期求得的径流的水储量弹性系数预估未来气候变化或者地下水开采等人类活动情况下，由于水储量变化所引起的径流变化速率，为全面评估变化环境下的水资源量的响应提供技术保障。

技术领域

本发明属于水文学与水资源技术领域，尤其涉及一种定量求解径流的流域水储量变化弹性系数的方法。

背景技术

流域水储量变化(ΔS)主要包括流域的地下水储量变化、土壤含水量变化以及地表水储量变化。它是流域水量平衡中的关键要素之一，是流域降水总量与径流和蒸发之差。是影响流域径流的关键因子。近年来，随着人类对地下水资源的开采以及极端气候事件频发，使得流域水储量变化越来越明显，从而对流域径流的影响也越来越大。

弹性系数是量化流域径流的敏感性对其影响因子变化的重要技术手段之一。目前，很多研究已给出了定量求解径流的降水弹性系数和潜在蒸散发弹性系数的方法。然而，几乎没有研究给出直接的定量求解水储量变化的弹性系数。本发明就是针对这一空白点，提出了定量求解水储量变化的弹性系数方法。

发明内容

本发明拟针对定量求解径流对流域水储量变化的弹性系数方法比较缺乏这一空白点，提出一种定量求解其的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种定量求解径流的流域水储量变化弹性系数的方法，包括以下具体步骤：

考虑水储量变化的水量平衡方程(Tang et al.,2017)：

其中，E是蒸发，P是降水，ΔS是流域水储量变化，E_p是潜在蒸散发，φ_s是反应季节性的参数，α_s是反应流域下垫面情况的参数；

弹性系数为因变量变化率与自变量变化率的比值，径流的弹性系数是指径流的变化率与驱动因子的变化率之比：

其中，Q是径流，ΔS是指某一驱动因子，如降水等；

考虑流域水储量变化的水量平衡方程，结合弹性系数的基本定义以及年水量平衡方程(Q＝P-E-ΔS)，推求径流对流域水储量变化的弹性系数：

与现有技术相比，本发明将考虑流域水储量变化的水量平衡方程基础中的有效降水分解成降水和流域水储量变化之差，并在此基础通过进一步求导从而找到径流的水储量变化弹性系数的方法。本发明采用上述技术方案，当有历史时期观测的降水、潜在蒸散发、流域水储量变化以及蒸发时，就能定量求出径流对流域水储量变化的敏感性(即径流的水储量弹性系数)。径流的敏感性是相对稳定的一个特性，这样可以通过历史时期求得的径流的水储量弹性系数预估未来气候变化或者地下水开采等人类活动情况下，由于水储量变化所引起的径流变化速率，为全面评估变化环境下的水资源量的响应提供技术保障。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

一种定量求解径流的流域水储量变化弹性系数的方法，包括以下具体步骤：

考虑水储量变化的水量平衡方程(Tang et al.,2017)：