[发明专利]一种江河源区生态保护修复的水资源效应定量评估方法

摘要

本发明提供了一种江河源区生态保护修复的水资源效应定量评估方法，包括以下步骤：通过原型生态水文观测试验获取土壤水文特性参数；构建研究区分布式生态水文模拟；最后根据前期获得的水文特性参数以及构建的分布式生态水文模型设定情景方案，将各情景方案模拟得到的生态水文过程与采取措施之前进行对比，定量分析不同生态保护措施后的水资源效应。该方法解决了现有生态水文模型在解决大尺度、高寒高海拔江河源头区对生态水文过程模拟中面临的适用性问题，同时将试验观测数据与模型参数进行直接对比，对于定量分析大规模的生态保护与修复措施产生的水源涵养及河川径流效应提供科学依据。

主权项

1.一种江河源区生态保护修复的水资源效应定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基于江河源区原型生态水文观测试验，获取土壤水文特性参数；(2)采集流域空间地理信息库信息，根据所述信息构建分布式水文模型，该模型对地表积雪融雪过程、土壤水冻融过程和植被生长过程进行分布式模拟；所述信息包括土地利用信息、土壤类型信息、气象站点的空间分布信息；其中，采用分布式水文模型对地表积雪融雪过程进行模拟的具体方法为根据能量和质量平衡规律计算积雪和融雪过程，模拟公式为：式中，C_s是冰的比热，单位为J/(kg·℃)；ρ_w是水的密度，值为10³kg/m³；W是表层积雪的雪水当量，单位为m；T_s是表层温度，单位为℃；Q_r是净辐射，单位为KJ/(m²·day)；Q_s是感热通量，单位为KJ/(m²·day)；Q_e是潜热通量，单位为KJ/(m²·day)；Q_p是经由降雨和降雪提供给积雪层的能量，单位为KJ/(m²·day)；Q_m是液态水结冰时向积雪层释放的能量或融化时从积雪层吸收的能量，单位为KJ/(m²·day)；采用分布式水文模型对土壤水冻融过程进行模拟的具体方法为通过以下公式进行模拟：式中：FS_i为第i层土壤水冻结量，单位为mm；θ_i为第i层土壤的含水量；θ_stat,i为当层土壤饱和含水量；采用分布式水文模型对植被生长过程进行模拟的具体方法为对光合作用和呼吸作用进行模拟，光合作用通过公式(1)进行模拟，呼吸作用通过公式(2)进行模拟：式中：GPP为植被总初级生产力，单位为g·C/(m²·d)；ε为光转化因子，无量纲；PAR为大气上界的光合有效辐射，单位为MJ/(m²·d)；FPAR为植被对入射光合有效辐射的吸收比例；a，b为经验系数；DL为理论日照时长，单位为h；n为实际日照时数，单位为h；为T₀温度时的光呼吸系数；T_day为日平均气温，单位为℃；RG为植物生长呼吸消耗量，单位为kg C/(m²·d)；R_g为生长呼吸系数；RM为维持呼吸消耗量，单位为g C/(m²·d)；T₀为作物呼吸的最适温度，单位为℃；为T₀温度时的维持呼吸系数；Q₁₀为呼吸作用的温度系数；(3)根据所述分布式水文模型，以生态保护与修复措施为基础设定情景方案，根据所述土壤水文特性参数设定基准方案，将各情景方案模拟得到的生态水文过程与基准方案进行对比，评估生态保护与修复措施的水资源效应。