[发明专利]分段链式城市河湖生态补水预测方法

说明书

本发明公开了一种分段链式城市河湖生态补水预测方法，其包括获取待研究城市河流矢量化的水系图层，并构建得到城市河流拓扑图；根据水系图层，确定城市河流拓扑图中每级河段的河段形状参数；设定每级河段的过水断面的流速；根据过水断面的流速和河段形状参数，计算每级河段逐日预期需水量、消耗量及补水量；计算每级河段一年的年补水量，及采用所有河段的年补水量得到待研究城市河流的年总补水量；计算待研究城市河流预设连续年度的年总补水量的平均值，并将其作为待研究城市河流下一年度的补水量初始值；获取待研究城市下一年度的规划用水增量及城市气象站预测的下一年度降雨变化量，并计算下一年度的预测补水量。

技术领域

本发明涉及用水资源规划技术，具体涉及一种分段链式城市河湖生态补水预测方法。

背景技术

我国北方地区普遍面临水资源紧缺的问题，经济社会发展大量挤占河湖生态用水，导致河段干涸、湖泊萎缩，水生态损害严重。随着生态文明建设的推进以及人民对良好生态环境需求的日益提高，恢复城市河湖水量是政府的重要工作之一。

维持河湖生态的水量往往来自外调水或者从经济社会需求中压缩的水量，成本较高，如果不准确预测城市河湖需要的补水量，不但带来经济上的损失，更是对宝贵资源的浪费。目前还没有普遍认可的专门计算城市河湖补水的方法，相关的研究多集中在河湖生态需水量的研究，生态补水和生态需水之间并不一致，并且生态需水的计算方法多针对降雨径流补给天然河流，这些河流往往有长系列的水文监测数据。

对于城市河湖来说，为满足常年有水的景观要求，除降雨补给外，更多的需要靠人为的补水来保证河段不断流。另外，城市河段的拓扑关系更为复杂，各水系相互连通，上下游河段存在重复水量。而且随着城市发展以及气候尤其是降水的不确定性，未来城市河湖生态补水量不确定性会增加。

因此，亟需一种能够研究城市河湖生态补水量的评估方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的分段链式城市河湖生态补水预测方法能够根据历史实测与未来预测数据，推算未来城市河湖生态补水量。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种分段链式城市河湖生态补水预测方法，其包括以下步骤：

S1、获取待研究城市河流矢量化的水系图层，并根据河流流向，采用格雷夫利厄斯河流分级法对待研究城市河流进行分级，构建得到城市河流拓扑图；

S2、根据水系图层，采用Arcgis软件确定城市河流拓扑图中每级河段的河段形状参数；根据城市景观需求，设定每级河段的过水断面的流速；

S3、根据过水断面的流速和河段形状参数，计算每级河段逐日预期需水量、消耗量及补水量；

S4、根据每级河段逐日预期需水量、消耗量及补水量，计算每级河段一年的年补水量，及采用所有河段的年补水量得到待研究城市河流的年总补水量；

S5、计算待研究城市河流预设连续年度的年总补水量的平均值，并将其作为待研究城市河流下一年度的补水量初始值；

S6、获取待研究城市下一年度的规划用水增量及城市气象站预测的下一年度降雨变化量，并计算下一年度的预测补水量：

ΔW_min城市≤ΔW_城市≤ΔW_max城市，ΔW_min降水≤ΔW_降水≤ΔW_max降水