[发明专利]气候变化和人类活动对水文干旱影响的综合评估方法、装置及系统

权利要求书

1.一种气候变化和人类活动对水文干旱影响的综合评估方法，其特征在于：包括

获取设定的水文气象数据，所述水文气象数据包括：降水、气温和径流；

基于所述水文气象数据中的径流数据建立年径流时间序列，对所述年径流时间序列进行趋势分析，并确定出年径流时间序列的突变点，定义突变点之前的时期为基准期，突变点之后的时期为变化期；

利用基准期的水文气象数据对水文模型进行参数率定，再利用全时段的水文气象数据重建模拟径流序列；

分别从基准期的实测和模拟径流中提取相应的阈值和概率分布参数，结合相应的变动阈值方法和基于参数移植的标准化径流指数方法，对变化期的实测和模拟径流进行干旱识别；

通过计算变化期内实测径流与模拟径流的干旱识别结果的差值，定量分离出气候变化和人类活动对水文干旱的相对影响大小，完成气候变化和人类活动对水文干旱影响的综合评估；

所述分别从基准期的实测和模拟径流中提取相应的阈值和概率分布参数，结合相应的变动阈值方法和基于参数移植的标准化径流指数方法，对变化期的实测和模拟径流过程进行干旱识别，具体包括以下子步骤：

(1)从基准期的实测和模拟经流中提取相应的阈值，结合变动阈值方法，对变化期的干旱识别过程进行识别，具体包括以下步骤：

(1.1)分别从预处理后的基准期的模拟和实测月径流序列中提取出1至12月各月份设定的分位数对应的月径流值组成变动阈值序列，其中，模拟径流序列中提取的变动阈值序列记为T_sim，实测径流序列中提取的变动阈值序列记为T_obs；

(1.2)使用T_sim对变化期的模拟径流进行干旱识别，低于变动阈值序列T_sim的，认为发生干旱，否则不发生干旱；同样的，使用变动阈值序列T_obs对变化期的实测径流进行干旱识别，识别过程与前述过程相同；识别过程中，分别统计干旱事件场次，每场干旱的历时和水分亏缺量作为干旱特征值；

(2)从基准期的实测和模拟经流中提取相应的概率分布参数，结合基于参数移植的标准化径流指数方法，对变化期的干旱过程进行识别，具体包括以下步骤：

(2.1)选取广义极值分布函数分别拟合基准期的模拟和实测径流序列：

其概率密度函数为；

其累积概率函数为：

式中：x为径流样本数据的时间序列；μ∈R，代表位置参数；v＞0，尺度参数；ω∈R，代表形状参数；

(2.2)保持模拟和实测径流序列相应的概率分布参数不变，模拟径流序列对应的概率分布参数为P_sim，实测径流序列对应的概率分布参数为P_obs；继续采用广义极值分布函数，结合概率分布参数P_sim对变化期的模拟径流序列进行拟合计算，得到F_sim(x)序列，再结合概率分布参数P_obs对变化期的实测径流序列进行拟合计算，得到F_obs(x)序列；

(2.3)将F_sim(x)和F_obs(x)两组序列进行标准正态化，模拟径流序列对应的标准化径流指数序列用SRI_r表示，实测径流序列的用SRI_t表示，计算公式为：

式中：C₀、C₁、C₂、d₁、d₂、d₃均为常数；

根据干旱划分原则，当SRI设定阈值时，认为发生干旱，否则不发生干旱；识别过程中，分别统计干旱事件场次、每场干旱事件的干旱历时和每场干旱事件的干旱严重程度用作干旱特征值。