[发明专利]水资源短缺的定量评估方法

说明书

一种水资源短缺的定量评估方法，属于水资源评价技术领域。本发明针对现有水资源短缺的评估方法仅考虑水量而忽视水质，造成评估结果准确性差的问题。包括：将目标流域划分为各个子流域；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，获得最终SWAT模型；计算单元可用水量及单元水质；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。本发明用于目标流域缺水量的评估。

技术领域

本发明涉及水资源短缺的定量评估方法，属于水资源评价技术领域。

背景技术

目前全世界约25亿人面临缺水或者严重缺水问题，缺水是挑战可持续发展的最严重威胁之一。水资源短缺主要分为两个方面：资源型缺水和水质型缺水；资源型缺水主要是由于水资源分布的地域性差异导致的局部区域水源分布较少而引起的缺水；水质型缺水则是由于区域内水资源的物理形态或水质恶化导致无法利用引起的缺水。随着城市化进程的推进，水资源的水体受到不同程度的污染，水质型缺水问题日益突出。因此，科学有效地定量评估资源型和水质型缺水程度，可为解决水资源问题提供重要的决策依据。

水资源的可用性一方面取决于充足的水量，另一方面取决于各类用水的水质需求。目前对水资源短缺的评估，常采用水资源压力指数评价法(淡水取用相对于可用淡水资源的比例)。这种评估方法仅仅考虑了流域的可用水量与各类用水需求量，忽视了水质不足对水资源可用性造成的重大影响。在流域水污染问题没有得到彻底改善之前，仅考虑水量而忽视水质，往往低估了其水资源短缺水平。传统评价方法由于没有考虑水质需求，使评估结果的准确性和应用范围受到限制。因此，建立一种能够克服传统水资源评价方法的不足，同时兼顾资源型缺水和水质型缺水的评估方法，成为流域水资源可持续发展的关键问题。

发明内容

针对现有水资源短缺的评估方法仅考虑水量而忽视水质，造成评估结果准确性差的问题，本发明提供一种水资源短缺的定量评估方法。

本发明的一种水资源短缺的定量评估方法，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。

根据本发明的水资源短缺的定量评估方法，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。

根据本发明的水资源短缺的定量评估方法，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。

根据本发明的水资源短缺的定量评估方法，获得最终SWAT模型的方法包括：