[发明专利]一种基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法。

背景技术

河川是流域水文过程的空间集成器，河川径流不仅是陆地水循环与水量平衡的重要组成部分，也是最有价值和易于开发利用的水资源，地表水资源的数量主要取决于河川径流量。水文水资源学家把径流量分为天然和实测径流量。天然径流量反映了河川径流的供水能力，是ー种潜在的水资源量，同时也是区域特别是闭合流域降水及产汇流条件的综合反映。因此，天然径流量受到人们的重视并成为水科学研究的重要内容之一。径流站天然径流量计算成果是区域水资源量评价的基础，其计算精度能够直接影响区域水资源量评价成果质量，河流径流量计算成果的合理性在水资源评价工作中至关重要。

由于时段内径流具有方向性，针对同一河流的不同径流站多年平均径流量简单加和求均值难以体现空间范围内的径流量流向特征，计算得到的河流多年平均径流量也存在一定误差。河流多年平均径流量并不能靠不同径流站流量简单加和得到。

目前河流多年平均径流量计算方法面向整条河流各段不同径流方向，难以解决流量矢量化问题。考虑不同径流站所在位置水流方向不一致问题，提出基于向量投影的河流多年平均径流量分析技术，对流域水资源评价及水资源配置具有显著实际意义。

发明内容

本发明设计了一种基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法，其解决的技术问题包括：(1)由于不同径流站多年平均径流量简单加和求均值难以体现空间范围内的径流量分布特征，计算得到的河流多年平均径流量也存在一定误差。(2)目前河流多年平均径流量计算方法面向整条河流各段不同径流方向，难以解决流量矢量化问题。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法，包括以下步骤：

步骤1、确定一条河流不同径流站的多年平均径流量Q_n；

步骤2、将各径流站的多年平均径流量根据经纬线方向进行投影，可得到各径流站的多年平均径流量的经纬线投影方向分量；

步骤3、分别将经纬线方向的径流量投影方向分量加和取平均值，得到该河流多年平均径流量的经纬线方向投影；

步骤4、该河流多年平均径流量的经纬线方向投影进行矢量加和得到河流多年平均径流量的矢量值。

进一步，步骤2中将一条河流内存在的有效径流站设为s个，Q_n为第n个径流站的多年平均径流量，θ为径流方向与纬线在东偏北方向上的夹角，Q_n在纬线、经线方向上的分量可采用以下公式(1)和公式(2)进行计算：

Q_xn＝Q_n·cosθ (1)

Q_yn＝Q_n·sinθ (2)

n为自然数，并且不大于s；

Q_xn表示第n个径流站在纬线方向上多年平均径流量的投影分量；

Q_yn表示第n个径流站在经线方向上多年平均径流量的投影分量。

进一步，步骤3中将步骤2得到的不同测站在经纬线方向上多年平均径流量的投影分量加和平均，分别得到河流多年平均径流量的纬线和经线方向投影，计算方法如公式(3)、公式(4)：

式中：Q_x表示河流多年平均径流量的纬线方向分量，Q_y表示河流多年平均径流量的经线方向分量。

进一步，步骤4中根据步骤3所得河流多年平均径流量的经纬线方向投影，以北方作为经线方向正方向，东方作为纬线方向正方向，确定河流多年平均径流量的大小及方向，计算见公式(4)：

式中：表示Q表示河流多年平均径流量，方向为东偏北

一种基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法的应用，其特征在于：依据步骤4所得的河流多年平均径流量的矢量值确定流量低于该均值的河段进行补充、高于该均值的河段进行引流。

该基于经纬线投影的河流多年平均径流量分析方法具有以下有益效果：

(1)本发明避免了传统河流多年平均径流量计算的无矢量性问题，为研究河流整体运移方向提供科学合理的方法支持。

(2)本发明明确了各河段在经纬线方向对河流多年平均径流量的贡献量，为流域水资源评价提供切实可靠的数据支持。