[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

说明书

本发明涉及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，包括建立分布式水文模型，进行子流域划分，确定流域分布式水节点；对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，划定汛期雨洪时段；开展水节点河段最小下泄水量计算；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；对分布式水节点流域计算雨洪可利用性指标，绘制雨洪可利用性指标分布图等步骤。本发明考虑了各子流域间的水系连通关系，协调了下游河道汛期必要的生产、生活、生态环境需水，在合理安全的约束阈值条件下开展雨洪可利用性指标计算，获得的测算结果可充分反映流域现状雨洪利用水平及未来可挖掘空间。

技术领域

本发明属于水文水资源分析研究领域，涉及流域水资源评价，尤其涉及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，适用于流域雨洪资源可利用量、雨洪资源利用潜力的测算和评估。

背景技术

自20世纪末以来，伴随人口、社会经济的快速增长，加之降水径流的时空分布差异，水资源供需矛盾日益激烈。为缓解水资源供需矛盾，世界各国在雨洪资源利用若干方面进行了探索和实践。我国亦对雨洪的认识开始从“防御”向“管理”转变，经历了理论开发、工程实践及效应评价三个研究阶段，旨在采取技术措施对雨洪进行有效调控和决策管理。由于我国国土面积辽阔，受区域气候条件差异限制及挖掘水资源潜力的需求驱动，雨洪资源利用模式与手段日益多样化。如以陕西、山西为代表的西部干旱半干旱区，常以雨水集流、节水灌溉等传统雨洪利用技术为主；以淮河流域为代表的华北湿润半湿润区，不仅利用水库、行蓄洪区，开展了“蓄、泄、补、灌、调、配”等雨洪利用模式，还将多余洪水回灌引蓄地下，提出雨洪资源与地下水联合调度技术，比如专利号为CN107916708A，专利名称为“雨洪资源利用方法”的发明专利就是对城市开发建设区域内的下切绿地、渗透性地面增深设施、地下集水设施降水所产生的径流采取集、蓄、渗后，用于家庭、绿地、洗车、生态非饮用水利用；南方湿润区则广泛结合水库、湖泊、坑塘等地表蓄水工程，通过洪水实时预报、动态汛限水位、水库群联合调度、水库预泄与河网联调等技术手段，最大限度的将汛期洪水转化为非汛期供水，从而实现洪水资源化。

在雨洪资源利用实践中，我国雨洪开发利用模式正日趋成熟，但其相应的可利用性评价理论还处于探索阶段。虽然不少学者提出雨洪可利用性分析方法，囊括洪水资源量、可利用量、利用潜力等相关概念，以指导区域雨洪资源有效利用。但由于研究目的、角度和研究区的差异，不仅概念有所不同，分析手段不系统，且分析对象多为单一流域，尚未协调考虑分布式子流域间的关联性，雨洪可利用量及潜力的评估体系还不够完整。如何对流域雨洪可利用量及潜力等可利用性指标进行系统化和有效性的测算，并绘制雨洪可利用性指标分布图，是流域雨洪资源利用实践的基础，也是有效指导并制定水资源管理适应性对策的基本依据。

发明内容

本发明针对传统雨洪资源可利用性评价分析对象多为单一流域，尚未协调考虑分布式子流域间的关联性，雨洪可利用量及潜力的评估体系还不够完整的问题，提出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。

为了达到目的，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及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，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；

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。