[发明专利]一种基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法

权利要求书

1.一种基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、以干流等流量区间对支流湖出口的水位、流量数据进行分组，构建各分组中湖泊出口的水位-流量关系曲线；

S2、计算湖泊出口系列水位-流量关系曲线中各相邻两条线间的平均距离，提取干流水文条件变化导致的支流湖同流量下的水位变化；

S3、基于遥感影像解译湖泊水域分布面积，与实测水位数据构建湖泊水位-面积关系曲线；

S4、结合湖泊水位-面积关系曲线计算S2中湖泊出口水位变化对应的湖泊蓄水量变化，以其表征支流湖通过改变其对干流的补给能力对干流水情产生的影响。

2.如权利要求1所述的基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，步骤S1中，以干流等流量区间对支流湖出口的水位、流量数据进行分组，构建各分组中湖泊出口的水位-流量关系曲线具体为：计算江(河)湖交汇河道附近的干流关键水文站多年日均流量序列，在其有效值域内设定合理步长，将该序列划分为n个等流量间隔区间，并以此为限制条件对湖泊出口的水位、流量观测数据进行分组，获得干流不同流量条件下的湖泊出口水位、流量观测数据；

对于各分组内的湖泊出口水位、流量数据，采用以下方程拟合其水位-流量关系曲线：

其中，H_lake为湖泊出口水文站水位数据，单位为m；Q_lake为湖泊出口水文站流量数据，单位为m³/s，i为根据干流流量区间划分的湖泊水文数据分组编号；a，b为拟合参数。

3.如权利要求2所述的基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，干流等流量区间划分过程中，所述n值(组别数)至少大于10，并根据计算精度与干流流量取值范围进一步加大；流量区间的分割步长根据n值与干流流量取值范围确定，取值约等于

4.如权利要求1所述的基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，步骤S2中，计算湖泊出口系列水位-流量关系曲线中各相邻两条线间的平均距离，提取干流水文条件变化导致的支流湖同流量下的水位变化具体为：求解如下方程组，计算湖泊出口的系列水位-流量关系曲线中每组邻近曲线在有效取值范围内的平均距离，即因干流流量条件变化引起的支流湖水位变化：

其中，H_lake与Q_lake分别为湖泊出口水文站的水位(m)和流量数据(m³/s)，i为分组编号，a，b为拟合参数，d_i为第i条与第(i+1)条水位-流量关系曲线的平均距离，即干流流量在第i区间上升至第(i+1)区间后引起的湖泊出口同流量下的水位变幅。

5.如权利要求1所述的基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，步骤S3中，基于遥感影像解译湖泊水域分布面积，与实测水位数据构建湖泊水位-面积关系曲线具体为：对覆盖湖区的Landsat影像进行归一化水体指数(Normalized Difference Water Index，NDWI)计算，公式为：

NDWI＝(p(Green)-p(NIR))/(p(Green)+p(NIR))，

其中，NDWI为归一化水体指数，p(Green)与p(NIR)分别为遥感影像的绿波段与近红外波段像元值；

然后，选择NDWI的合理阈值(如NDWI0)提取湖泊水域范围，统计其总面积，并将其与遥感影像观测日期的湖泊出口水位数据一一对应，建立湖泊水位-面积关系曲线S(h)。

6.如权利要求1所述的基于湖泊水位-流量与水位-面积关系的江湖交汇河道江湖交互作用量化方法，其特征在于，步骤S4中，结合湖泊水位-面积关系曲线计算S2中湖泊出口水位变化对应的湖泊蓄水量变化，以其表征支流湖通过改变其对干流的补给能力对干流水情产生的影响具体为：根据湖泊水位-面积关系曲线，计算S2中干流流量变化引起的湖泊水位变化所对应的湖泊蓄水量变化：

其中，V指湖泊蓄水量变化量，h_a与h_b分别为湖泊水位变幅d_i的起始值和终点值(即d_i＝h_b-h_a)，S(h)为S3中建立的湖泊水位-面积关系曲线。