[发明专利]流域绿色基础设施对地表径流调蓄能力的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及海绵流域建设中海绵体调蓄能力的评价领域，具体涉及一种流域绿色基础设施对地表径流调蓄能力的评价方法。

背景技术

气候变化和人类社会的快速发展改变了流域水循环及其伴生过程，产生了严重的水资源、水环境和水生态问题；因此，开展生态海绵流域建设，降低自然水循环的极值过程，减少社会水循环过程对自然水循环的干扰，既是流域综合治理的需要，也是人类文明发展的必然趋势。

林地、草地和湿地等绿色基础设施作为主要的海绵体，影响流域径流过程，在流域暴雨-径流过程中，绿色基础设施一般可作为地表调蓄设施，用于调节流域水循环的极值过程。

图2示意性的给出了植被变化影响流域水文过程，图3示意性的给出了湿地作为重要的水文单元影响流域水文过程；目前，生态海绵流域的研究正处于萌芽阶段，缺乏海绵体调蓄能力的标准值的问题；因此提出绿色基础设施对暴雨-径流过程调蓄能力的标准值，可为生态海绵流域绿色基础设施的选取和布设提供依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种更科学、更合理地计算单位面积绿色基础设施调洪能力、为生态海绵流域绿色基础设施的选取和布设提供依据的流域绿色基础设施对地表径流调蓄能力的评价方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：提供一种流域绿色基础设施对地表径流调蓄能力的评价方法，其包括：

S1：将流域内绿色基础设施进行标准化处理，得到绿色基础设施单元；获取流域内的高程数字模型，将高程数字模型单元格上坡度为15°、郁闭度或植被覆盖率为1的绿色基础设施作为绿色基础设施单元；

S2：确定暴雨频率下、类型为绿色基础设施和为裸地的坡面斑块的流域洪水过程线；

S3：根据流域洪水过程线分析确立绿色基础设施的调洪库容；

S4：对调洪库容和绿色基础设施单元进行分析计算，得到单位面积绿色基础设施调蓄地表径流的标准值。

优选地，流域绿色基础设施为林地或草地。

进一步地，S2的具体步骤为：通过遥感和GIS技术获得流域内暴雨频率下、类型为绿色基础设施或裸地的坡面斑块；

设定坡面斑块类型为绿色基础设施，根据流域分布式水文模型确定暴雨频率下的流域洪水过程线；

设定坡面斑块类型为裸地，根据流域分布式水文模型确定与绿色基础设施相对应的暴雨频率下的流域洪水过程线。

进一步地，S3的具体步骤为：将绿色基础设施和裸地条件下流域洪水过程线间的阴影部分面积作为绿色基础设施的调洪库容；

绿色基础设施调洪库容的计算公式为：

进一步地，S4的具体步骤为：根据面积统计算式统计流域内绿色基础设施单元的总面积，根据调洪库容和流域内绿色基础设施单元的总面积，通过调蓄能力算式获得单位面积绿色基础设施调蓄地表径流的标准值；

面积统计算式为：

其中，A_G为流域内绿色基础设施单元的总面积，A_G标为绿色基础设施单元的单元面积，为第i个高程数字模型单元格的坡度与绿色基础设施单元坡度的面积比；β_i为第i个高程数字模型单元格的植被覆盖度或郁闭度与绿色基础设施单元的植被覆盖度或郁闭度下的面积比；

调蓄能力算式为：

其中，V_G为单位面积绿色基础设施调蓄地表径流量的标准值；V_调为绿色基础设施的调洪库容；A_G为流域内绿色基础设施单元的总面积。

优选地，流域绿色基础设施为湿地。

进一步地，S2的具体步骤为：通过遥感和GIS技术获得湿地这一流域绿色基础设施或其它坡面斑块类型；

保持流域内含有湿地的坡面斑块类型，根据流域分布式水文模型确定暴雨频率下的流域洪水过程线；

将流域内湿地坡面斑块类型设置为裸地，根据流域分布式水文模型确定与湿地这一绿色基础设施的相对应的暴雨频率下的流域洪水过程线。

进一步地，S3的具体步骤为：将绿色基础设施和裸地条件下流域洪水过程线间的阴影部分面积作为绿色基础设施的调洪库容；

绿色基础设施调洪库容的计算公式为：

进一步地，S4的具体步骤为：统计流域内湿地这一绿色基础设施单元的总面积，根据调洪库容和流域内绿色基础设施单元的总面积，通过调蓄能力算式获得单位面积绿色基础设施调蓄地表径流的标准值；

调蓄能力算式为：