[发明专利]一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法

说明书

本发明公开了一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法，包括如下步骤：建立分布式水文模型，对研究区域按子流域进行天然径流还原计算；根据径流演变特征划分研究时期；分析天然径流时空分布与影响因子相关性，构建重要影响因子集；对天然径流演变逐时段、逐子流域、逐因子滚动式归因；对实测径流演变逐时段、逐片区、逐因子滚动式归因。本发明根据径流演变的时程特征，将研究时期细分为多段，根据空间地形地貌特征将研究区域细分到子流域，分别从天然和实测径流入手，将径流演变在时间和空间的维度上归因到影响因子，获得的归因结果充分考虑了径流演变的时空异质性。

技术领域

本发明设计水利工程领域中的径流演变归因技术，特别涉及一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法。

背景技术

径流是水文循环中最重要的组成部分之一，在当前的变化环境下，理解径流的产生、变化及变化的潜在原因，对进行高效的水资源管理有着重要意义。径流过程与大气环流、气候变化、流域内下垫面和人类社会经济等诸多要素密切相关，径流变化是这些要素共同作用、交织影响的综合结果，从而显示出复杂多变、难以预测的特征。伴随人口的快速增长，水资源的供需矛盾日益激烈，厘清气候变化和人类活动等诸多因子分别对径流的影响作用，对预测未来水资源情势、水资源管理适应性决策有着至关重要的作用。

径流演变的归因技术旨在定量分析径流时空变化的成因，为预测未来径流、制定水资源管理的适应性对策提供依据，针对不同的成因和影响程度做出具有针对性、便于操作的适应性调控决策。国内外变化环境下径流变化的归因研究取得了长足的发展，但从当前见诸文献的成果看，目前的归因技术通常将研究时期分为天然期和变化期两段，给出整个研究区域的归因结果，对径流演变的时空异质性考虑尚显不足。

发明内容

发明目的：提供一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法，包括以下步骤：

步骤(1)建立分布式水文模型，对研究区域按子流域进行天然径流还原计算；具体为:

依据研究区域地形地貌数据生成水系、划分子流域，基于地形地貌数据、土地利用覆被数据、土壤类型数据生成水文响应单元，从而建立起分布式物理水文模型SWAT模型结构。采用LH-OAT(Latin Hypercube One-factor-at-a-time)敏感性分析技术，在模型众多参数中选出重要敏感的参数。通过率定敏感参数，获得满足评价要求的模型，进行天然径流还原计算。

步骤(2)根据径流演变特征划分研究时期；具体为:

初始的长时间序列往往是由多段具有明显变化特征的中短时间序列组合而成，而总体的时程演变规律并不明显。因此，在传统分析的基础上对初始时间序列进行分段，将其划分为若干个径流子序列，然后分段分析各径流序列的时程演变特征。

步骤(3)分析天然径流时间、空间分布与影响因子时间、空间分布相关性，构建重要影响因子集；具体为:

根据气象站气象因子时间序列计算子流域气象因子面平均序列；从土地利用/覆被资料中提取子流域的土地利用类型面积。对各个时段，分析影响因子绝对值与变化值的空间分布状况，采用独立性检验的方法评价天然径流时空变化与影响因子的相关程度。参照独立性检验的结果，确定径流时空分布与影响因子之间的相关性程度，选取高相关性的因子组成重要影响因子集。

步骤(4)对天然径流演变逐时段、逐子流域、逐因子滚动式归因；具体为: