[发明专利]一种人类活动对河川径流过程显著影响期的判断方法

说明书

技术领域

本发明涉及水文水资源应用领域，具体涉及一种人类活动对河川径流过程显著影响期的判断方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，许多流域修建了大量的水利工程、交通工程等，同时城镇化率的不断提升、流域下垫面发生的显著变化，直接影响了流域的产汇流规律，以及蓄水、用水和耗水条件。在全球变暖背景下，各地气温也有不同程度的升高，不同地区的降水也呈现出或增或减的趋势性变化。受气候变化和下垫面环境变化等多种因素的影响，自20世纪80年代以来，中国多数河流实测径流呈现出减少趋势，特别是北方河流，减少更为显著。环境变化对中国水资源的可持续开发利用带来了巨大压力，准确把握人类活动对江河径流量显著影响的起始年份，是科学评估人类活动对区域水资源影响的重要基础工作，也是实现变化环境下水资源管理、水资源优化配置和水资源可持续性开发利用、保障社会经济快速稳定发展等方面的重要科学支撑。

水文时间序列也会发生从一种状态过渡到另一种状态的变化特性，即表现出变异性(也称跳跃)。突变是跳跃的一种特殊形式，是瞬间行为，突变发生后，水文序列一般又保持原来的特性。水文序列的变异性研究一直是水文学研究热点，目前水文变异分析中，应用较多的方法包括：有序聚类分析法、游程检验法、秩和检验法、Man-Kendall突变检验法、R/S法以及逐时段滑动分割模型等。然而，水文序列是受人类活动和气候要素等多方面综合影响的，上述传统的水文变异分析方法诊断的突变结果也未必是人类活动单一要素引起的，气候要素变异也可能引起水文序列的变异，因此，传统数理统计分析诊断方法就很难满足人类活动的水文效应分析评估的需要。另外，水文序列变异也可以通过大规模调研流域内的人类活动状况进而做出判断，然而，以大量野外调研的途径需要大量的人力、物力和财力支持，是一种较为费时费力的途径。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种人类活动对河川径流过程显著影响期的判断方法，能有效地避免因气候要素变异对水文序列影响带来的误判，更方便、快捷、直观、科学地给出由人类活动引起的水文序列显著影响时期判断结果，进而更好地为科学评估流域内人类活动影响提供支撑。

技术方案：本发明提供了一种人类活动对河川径流过程显著影响期的判断方法，包括以下步骤：

(1)收集研究流域内长序列逐月降水量、气温、水面蒸发量以及流域出口断面逐月实测河川径流量；

(2)绘制流域年降水量及年径流量过程，初步判断人类活动对年径流量显著影响而变化的年份；

(3)筛选适合于研究流域的水文模型，利用人类活动影响之前的水文气象资料，以NSC系数和相对误差RE为目标率定模型参数，如果NSC系数大于70％且相对误差RE小于5％则认为模型合格；

(4)利用构建的水文模型模拟全系列径流过程，统计每个年份对年径流量的模拟误差标准量SRE_i，计算逐年模拟误差标准量的累积值其中i表示年份，一共有n年，从第1年开始计算；

(5)绘制模拟误差标准量的逐年过程，根据过程偏离横轴的情况判断人类活动对河川径流过程显著影响期。

进一步，所述步骤(4)中计算每个年份对年径流量的模拟误差标准量SRE_i，即反映了模拟误差方向，同时有效避免了个别年份模拟误差偏大对诊断结果的影响：