[发明专利]区域代表性水文关键要素点的快速识别方法

说明书

本发明公开了一种区域代表性水文关键要素点的快速识别方法，包括以下步骤，步骤a：确定研究区域，并确定水文关键要素及水文关键要素点；步骤b：监测、收集并记录步骤a确定出的每个水文关键要素点基于时间尺度的水文关键要素数据集；步骤c：在步骤b的基础上，对每个水文关键要素点的水文关键要素数据集进行统计分析，确定其水文关键要素在时间及空间的分布特征；步骤d：在步骤c的基础上，对每个水文关键要素点的时间稳定性进行分析，选出在时空具备时间稳定性的水文关键要素点；步骤e：在步骤d的基础上，利用相对差分和标准差确定最佳代表性水文关键要素点。本发明能快速评估水文关键要素。

技术领域

本发明属于快速识别方法技术领域，具体涉及区域代表性水文关键要素点的快速识别方法。

背景技术

时间稳定性的概念被定义为土壤性质的统计参数和空间位置之间不随时间变化的关联性，能够假设特定位置可以在一段时间内代表一个试验区的平均值。时间稳定性的概念最初被应用于确定区域时空变异性强烈的土壤水分代表性位置点来评估土壤水分的平均含量。

水文要素是构成某一地点或区域在某一时间的水文情势的主要因素。水文要素包括各种水文变量的水文现象。降水、蒸发和径流是水文循环的基本要素。同时，水位、流速、流量、水温、含沙量、水质和电导率等也列为水文要素。水文要素数据是基于时间尺度的长系列数据，具有一定的随机性和周期性。水文要素的变化情况是防汛抗旱、灌溉、农业生产和水利工程设计等重要依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种区域代表性水文关键要素点的快速识别方法，解决了现有技术中存在的评估水文关键要素效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，区域代表性水文关键要素点的快速识别方法，具体按照以下步骤实施：

步骤a：确定研究区域，并确定水文关键要素及水文关键要素点；

步骤b：监测、收集并记录步骤a确定出的每个水文关键要素点基于时间尺度的水文关键要素数据集；

步骤c：在步骤b的基础上，对每个水文关键要素点的水文关键要素数据集进行统计分析，确定其水文关键要素在时间及空间的分布特征；

步骤d：在步骤c的基础上，对每个水文关键要素点的时间稳定性进行分析，选出在时空具备时间稳定性的水文关键要素点；

步骤e：在步骤d的基础上，利用相对差分和标准差确定最佳代表性水文关键要素点。

本发明的特点还在于：

步骤d中，时间稳定性的分析方法采用Spearman秩相关系数法r_s，Spearman秩相关系数r_s表达式为：

式中，R_ij是水文关键要素点i在时间j的降水量的秩；R_ik是水文关键要素点i在时间k的水文关键要素值的秩；n是水文关键要素点总数。

步骤e中，相对差分的计算公式为：

式中，EC_ij是水文关键要素点i在时间j的水文关键要素值；是时间j时所有水文关键要素点的水文要素值的均值。

步骤e中，标准差，即SDRD的计算公式为：

式中，是相对差分在时间上的均值；m是测定的次数；

其中，即MRD的计算方法公式为：

步骤e中，确定最佳代表性水文关键要素点的方法为：