[发明专利]一种流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法

说明书

本发明公开一种流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法，其特征在于，包括步骤：对流域DEM数据、坡度、土地利用类型、土壤类型和土壤有效深度进行空间展布和标准化处理，确定棕色基础设施调蓄能力的基本评价单元；利用土壤水分特征指标，结合土壤有效深度，计算各评价单元的“土壤水库”的特征库容；以特征库容为背景值，根据面积权重，计算各类基础设施的调蓄能力，获得各评价单元的棕色基础设施总调蓄能力；统计求和，定量化流域尺度棕色基础设施调蓄能力。本发明提出了一种流域尺度棕色基础设施调蓄能力评估的新思路，满足当前海绵流域建设和旱涝灾害应对的实践需求。

技术领域

本发明属于海绵流域建设中基础设施调蓄能力评价领域，具体涉及一种棕色基础设施调蓄能力评估的统计算法。

背景技术

气候变化和人类活动影响下，流域水循环及其伴生过程发生极大改变，稳定性下降，原有的自然变化节律被改变，一致性假设被打破，极端事件发生频率大幅增加，由此而引发的旱涝灾害日益加重。为此，需要充分发挥流域自然调节能力，整体提升流域的综合调节性能，以应对水循环的“极值化”态势。

土壤作为一种由无数具有蓄水作用的团粒和微粒结构组成的，持水孔隙占土体30％的疏松多孔体，具有存蓄和调节水分的功能，是流域最大的“蓄水体”。降水落到地面后，大部分被土壤截留蓄存形成土壤水。以土壤为载体，坡改梯工程、坡垄沟建设、“土质改良”措施、耕作管理和城市低影响开发等棕色基础设施建设，可大幅提升流域有效降水的蓄存量，具有“坦化极值，蓄丰补枯”的作用。

截止到目前，相关学者就土壤对水资源的调蓄作用进行了大量研究。然而，人为扰动后，棕色基础设施对水资源的调蓄作用仍鲜有报道，缺乏定量化指标。针对以上不足，建立流域尺度棕色基础设施对水资源调蓄能力的量化评价方法，成为发明人拟解决的问题。

发明内容

本发明提供一种流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法，可以简单、快捷的定量化计算流域尺度棕色基础设施对水资源的调蓄能力，为海绵流域和水生态文明建设提供数据支撑。

本发明采用的技术方案为：

一种流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法，包括步骤：

S1：对流域DEM数据、坡度、土地利用类型、土壤类型和土壤有效深度进行空间展布和标准化处理，确定棕色基础设施调蓄能力的基本评价单元；

S2：利用土壤水分特征指标，结合土壤有效深度，计算各评价单元的“土壤水库”的特征库容；

S3：以特征库容为背景值，根据面积权重，计算各类基础设施的调蓄能力，获得各评价单元的棕色基础设施总调蓄能力；

S4：统计求和，定量化流域尺度棕色基础设施调蓄能力。

进一步，所述流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法中所述S1的具体步骤为：将包括流域DEM数据、坡度、土地利用类型、土壤类型和土壤有效深度的数据进行重分类，并进行空间融合；在空间融合之后，将坡度、土地利用、土壤类型和土壤有效深度相同的区域作为一个基本评价单元。

进一步，所述流域棕色基础设施现状调蓄能力评估方法中所述S2的具体步骤为：

S21：根据土壤特性参数，利用SPAW模型工具计算获得土壤水分特征指标；

S22：基于研究区土肥站和实验观测结果，利用ARCGIS对土壤有效深度数据进行空间展布，获得各评价单元的土壤有效深度值；

S23：计算各评价单元的“土壤水库”的特征库容。

其中，所述土壤特性参数包括土壤颗粒组成和有机质含量；所述土壤水分特征指标包括饱和含水量、田间持水量和凋萎含水量。