[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

权利要求书

1.一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法，其特征在于，包括如下步骤：

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；

步骤(2)根据径流演变特征划分研究时期；

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；

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；

步骤(5)对实测径流演变逐时段、逐片区、逐因子滚动式归因；

所述步骤(4)具体为：

步骤(41)对天然径流演变逐时段、逐子流域、逐因子滚动式归因：将全流域共划分为n个子流域，研究期共包含m个时段，重要影响因子集中共有n_F个因子，将第j个子流域，j＝1,2,…,n，在第i个时段，i＝1,2,…,m-1，内的天然径流量记为在第i+1个时段，i＝1,2,…,m-1，内的天然径流量记为令第i个时段重要影响因子集中其他n_F-1个影响因子保持不变，将影响因子F替换为第i+1个时段的相应数值，输入流域SWAT模型模拟天然径流，将得到的模拟径流量记为则计算第j个子流域从第i个时段到第i+1个时段的天然径流变化量影响因子F对天然径流变化的贡献

第j个子流域从第i个时段到第i+1个时段的天然径流变化程度影响因子F变化引起天然径流变化程度为：

各时段内的流域径流特性存在空间差异，各子流域的径流量分属不同的大小级别，各级别的径流在时段间演变时所受各影响因子的影响不尽相同，展开不同大小级别的径流演变归因分析，设在第i个时段，i＝1,2,…,m-1，内各子流域的径流特性共分为Z类，各类之间的区别在于径流量大小不同，对Z类径流分别进行演变格局中所呈现特征的归因分析，以受影响因子F贡献最大的子流域的面积和为度量指标，确定影响因子F对其影响程度，计算公式如下：

其中，

式中，为第i时段内第z类大小级别的径流在接下来的径流演变过程中受F因子主导的比例；A_j为第j个子流域的面积；n为流域内子流域的个数；m为研究期内包含的时段数；Z为第i个时段内基于径流大小级别的子流域聚类数目；

各时段间的流域径流演变特性也存在空间差异，各子流域的径流变化程度分属不同级别，各变化程度的径流在演变时所受各影响因子的影响不尽相同，展开不同变化程度的径流演变归因分析；设从第i个时段到第i+1个时段，i＝1,2,…,m-1，各子流域的径流变化特性共分为G类，各类之间的区别在于径流量变化程度的不同；对G类径流分别进行演变格局中所呈现特征的归因分析，以受影响因子F贡献最大的子流域的面积和为度量指标，确定影响因子F对其影响程度，计算公式如：

其中：

式中，为从第i时段到第i+1时段第g类变化程度的径流在其演变过程中受影响因子F主导的比例；A_j为第j个子流域的面积；n为流域内子流域的个数；m为研究期内包含的时段数；G为从第i时段到第i+1时段基于径流变化程度的子流域聚类数目。

2.根据权利要求1所述的一种考虑径流演变时空异质性的分布式归因方法，其特征在于：所述步骤(1)具体包括如下步骤：

步骤(11)依据研究区域地形地貌数据生成水系，划分子流域；

步骤(12)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；

步骤(13)输入数据试运行模型；

步骤(14)采用LatinHypercube 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；

步骤(15)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。