[发明专利]一种流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法

权利要求书

1.一种流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：构建耦合湿地模块的流域水文模型；

步骤二：根据所述流域水文模型开展不同湿地分布情境下的流域水文过程模拟，并基于不同的流域水文过程模拟结果来获得对应的河道径流量；

步骤三：根据洪水事件阈值以及所述不同湿地分布情境下对应的河道径流量来确定洪水事件；并根据所述洪水事件提取洪水特征；

步骤四：根据所述洪水特征来定量评估流域湿地洪水调蓄功能；

所述步骤一包括：

步骤11：根据流域出口水文站逐日流量资料、流域内逐日气象观测资料以及地理空间资料建立流域模型数据库；

步骤12：基于土地利用类型分布图，PHYSITE平台首先从土地利用类型中识别出湿地，然后基于连通度阈值划分孤立湿地和河滨湿地，并计算每个湿地类型对应的湿地参数和水文参数；将PHYSITEL平台获得的湿地参数和水文参数直接导入到HYDROTEL水文模型以模拟不同湿地分布情境下的流域水文过程；

所述湿地参数包括：水文响应单元面积；水文响应单元内湿地面积、湿地率；湿地正常/最大水位及对应的正常/最大面积、湿地蒸散发折算系数、湿地土壤水力传导度；河床饱和水力传导度、湿地基底饱和水力传导度；

所述水文参数包括：蒸散发优化系数、积雪模块参数、气温降水模块、不同土层深度、消光系数、退水系数和土壤湿度最大变异性；

步骤13：基于地理空间资料、流域出口水文站逐日流量资料以及逐日气象观测数据，首先开展参数的敏感分析，得到HYDROTEL模型最为敏感的湿地和水文参数；然后，对最为敏感的参数进行率定和模拟结果验证；

所述积雪模块参数包括：压实系数、最大积雪密度、落叶林积雪融化温度阈值、针叶林积雪融化温度阈值、开阔地积雪融化温度阈值、开阔地积雪融化率、落叶林积雪融化率、针叶林积雪融化率和积雪-土壤界面的积雪融化率；所述气温降水模块包括：降雨-降雪临界温度、降水垂直递减率和气温垂直递减率；

所述不同湿地分布情境包括：有湿地分布情景和无湿地分布情景。

2.根据权利要求1所述的流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，所述洪水特征包括：洪峰流量、平均流量、洪水持续时间和洪量。

3.根据权利要求1所述的流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，所述步骤四包括：

采用以下指数量化湿地对洪水的影响：

D_wet＝(R_wet-R₀)/R₀×100％ (1)

式中，D_wet为湿地对洪水的影响程度指数，D_wet为负值表明湿地对洪水的削减作用，反之则为对洪水的增强作用；D_wet的绝对值越大，表明其对洪水的影响程度越明显；R_wet为有湿地分布情景下模拟而得的所述洪水特征；R₀为无湿地分布情景下模拟而得的所述洪水特征。

4.根据权利要求1所述的流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，所述地理空间资料包括：流域内数字高程模型、土壤质地数据、数字化河网水系和土地利用数据。

5.根据权利要求1所述的流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，所述HYDROTEL水文模型由8个模块组成，分别为气温和降水插值模块、积雪累积和融化模块、冻土模块、潜在蒸散发模块、垂向水量收支平衡模块、陆面产汇流模块、河道径流模块和湿地模块。

6.根据权利要求1所述的流域湿地洪水调蓄功能量化评估方法，其特征在于，步骤12中，所述模拟不同湿地分布情境下的流域水文过程包括：

孤立湿地汇水区、孤立湿地和低地之间的产汇流过程；河滨湿地汇水区、河滨湿地和低地之间的产汇流过程。