[发明专利]水资源短缺的定量评估方法

权利要求书

1.一种水资源短缺的定量评估方法，其特征在于包括，

采用数字高程模型将目标流域划分为具有水力联系的各个子流域；

基于水量平衡规律，对水量平衡方程进行变形获得SWAT初模型；采用SWAT初模型对每个子流域进行水文响应单元的划分；

将数据库中的实测水文数据对应水文响应单元划分为训练集和验证集；

采用训练集和验证集对SWAT初模型进行参数率定并进行验证，直到率定后模型的有效性满足预设阈值，将对应的率定后模型作为最终SWAT模型；

基于最终SWAT模型采用QSWAT程序按照水文响应单元的划分进行单元可用水量及单元水质计算；

按用水类型确定每种用水类型的需求水质及需求水量；

根据单元可用水量、单元水质、每种用水类型的需求水质及需求水量，分别进行水量型缺水量评估和水质型缺水量评估。

2.根据权利要求1所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，根据水量型缺水量评估结果和水质型缺水量评估结果进行综合缺水量的计算，并对综合缺水量按水资源稀缺程度分级。

3.根据权利要求2所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

采用SWAT初模型对每个子流域进行水文响应单元的划分包括：

采用SWAT初模型对每个子流域按照不同地理信息数据图的属性划分区域，将具有相同地理信息数据图属性组合的区域作为一类水文响应单元；所述不同地理信息数据图包括土地利用图、土壤类型图和坡度图。

4.根据权利要求3所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

获得最终SWAT模型的方法包括：

采用训练集对SWAT初模型进行参数率定，率定后模型再采用训练集运行的结果与验证集做比较，获得纳什系数、决定系数和相对误差，再评估率定后模型有效性，重复对SWAT初模型的参数率定，直到评估的有效性满足预设阈值，将对应的率定后模型作为最终SWAT模型。

5.根据权利要求4所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

所述用水类型包括生活用水、工业用水、农业用水和生态用水。

6.根据权利要求5所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

其中生活用水的需求水质为三类及以上水质，工业用水的需求水质为四类水质，农业用水的需求水质为五类水质，生态用水的需求水质为三类及以上水质。

7.根据权利要求6所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

由所述单元水质进行目标流域水质的计算：

式中S_i为目标流域第i项水质指标的水质，L_j为第j类水文响应单元的断面流域长度，L为目标流域长度，S_i,j为第j类水文响应单元的第i项水质指标的水质。

8.根据权利要求7所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

水量型缺水量评估方法包括：

式中W_p为水量型缺水量评估结果，D_I为第I个用水类型的需求水量；Q为由单元可用水量计算获得的目标流域总可用水量；EFR为环境要求流量。

9.根据权利要求8所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

水质型缺水量评估方法包括：

式中W_q为水质型缺水量评估结果，dq_I为第I个用水类型为获得可接受的水质而进行稀释所需的额外水量；

dq_I＝max(dq_I,i)，

式中dq_I,i为第I个用水类型根据第i项水质指标，为获得可接受的水质而进行稀释所需的额外水量；

式中C_i为第I个用水类型根据第i项水质指标所需的实际水质等级，为第I个用水类型根据第i项水质指标可接受的最大水质等级。

10.根据权利要求9所述的水资源短缺的定量评估方法，其特征在于，

综合缺水量W_b的计算方法包括：

W_b＝W_p+W_q，

根据综合缺水量W_b按水资源稀缺程度分级包括：

W_b1.0，为低等级；1.0≤W_b1.5时为中等等级；1.5≤W_b2.0时为显著等级，W_b≥2.0为严重等级。