[发明专利]一种基于分布式水节点的流域雨洪可利用性指标测算方法

权利要求书

1.一种基于分布式水节点的流域雨洪可利用性指标测算方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)建立研究区分布式水文模型，进行子流域划分，根据流域水系格局并考虑雨洪利用的调控工程，确定流域分布式水节点；

2)利用分布式水文模型对研究区水节点流域进行天然径流还原计算，选择典型节点，基于熵权法改进Fisher最优分割法，并划定汛期雨洪时段；

3)以划定的汛期雨洪时段为基础，开展水节点河段最小下泄水量计算；

4)定义雨洪可利用性指标，构建基于水节点的流域雨洪可利用性指标测算原理及方法，所述的雨洪可利用性指标包括雨洪资源量、雨洪利用量、雨洪可利用量、雨洪利用潜力及雨洪利用率，定义雨洪可利用性指标的步骤包括：

4.1)将全流域共划分为n个子流域，设定每个子流域对应的出口水节点为G_j，j＝1,2,…,n，设定研究期为汛期T，共包含m个时段，每个时段代表一次雨洪过程，设定分别代表每次雨洪过程的起止时刻，将第j个水节点在i时段，i＝1,2,…,m的雨洪资源量记为在i+1时段内的雨洪资源量记为则定义汛期雨洪资源量为：

式中：为水节点流域j的汛期雨洪资源量，为汛期i时段内t时刻流域天然产水量，为汛期i时段内t时刻流域入境水量；

4.2)将雨洪利用量定义为在雨洪调控能力x下，通过雨洪调控作用，引起流域汛期水资源的蓄变量，包括水节点以上流域汛期用水量及向流域外调水量

式中：表示调控能力x下水节点汛期下泄或出境水量；

若调控能力x取现状调控能力x₀，则表示现状雨洪利用量，亦称现状雨洪利用能力；若取水节点汛期实际下泄或出境水量则表示实际雨洪利用量，

为真实反映流域现状雨洪利用水平，采用下式计算水节点以上流域现状雨洪利用能力；

式中：表示水节点汛期第k年实际雨洪利用量；

4.3)将雨洪可利用量定义为在水节点流域雨洪调控能力x下，满足河道必要需水可被利用的雨洪量

式中：为水节点流域汛期受调控能力x限制“不能够被利用”的雨洪量，为水节点汛期最小下泄水量；

若x表示现状调控能力x₀，则流域雨洪现状可利用量：即采用下式计算水节点流域现状雨洪可利用量，

若对x→+∞取极限，即随调控能力x→+∞，不能被利用的雨洪量将成立，那么此时为雨洪可利用极值量即采用下式计算雨洪可利用极值量，

4.4)将雨洪利用潜力定义为雨洪调控利用能力提高到x，满足河道必要需水条件下相比实际利用所增加的雨洪利用量

若表明水节点以上流域存在过度开发现象，此时雨洪利用潜力为0；

若已知流域在现状调控能力x₀条件下“不能够被利用”的雨洪量，则定义现状雨洪利用潜力为

若流域雨洪调控工程趋于完善，即对x→+∞取极限，即“不能够被利用”水量为0，则即此时为雨洪利用极值潜力

4.5)定义雨洪利用率r为现状雨洪实际利用量与雨洪可利用极值量的比值，表征雨洪利用程度，如下式：

式中，表示雨洪实际利用量；表示雨洪可利用极值量；

5)制定分布式协调计算原则，对分布式水节点流域计算雨洪可利用性指标，并结合ArcGIS绘图平台，绘制雨洪可利用性指标分布图。

2.根据权利要求1所述的基于分布式水节点的流域雨洪可利用性指标测算方法，其特征在于：所述步骤1)中建立研究区分布式水文模型的具体步骤包括：

1.1)依据研究区域地形地貌数据生成水系、划分子流域；

1.2)基于地形地貌、土地利用及土壤类型数据生成水文响应单元，从而建立具有物理机制的分布式SWAT水文模型结构；

1.3)采用LH-OAT敏感性分析技术进行重要敏感参数筛选；

1.4)通过SUFI-2算法进行敏感参数确定，从而获得满足计算要求的分布式水文模型。