[发明专利]基于贝叶斯层次模型的水文生态响应关系、生态流量确定方法及系统

权利要求书

1.基于贝叶斯层次模型的水文生态响应关系确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据水生生物的生长繁殖与流量以及水温的关系，采用研究区域河段内流量及水温来反映生物指标；根据研究区域水文水力特性划分河段，对研究区域内流量、温度、生物指标进行多次采样，获取样本信息；

步骤2：基于获取的样本信息，建立基于贝叶斯层次分析的水文-生态响应模型：

式中，y_ij是每个河段j内每个站点i的生物指标样本数据，Q_j和T_j分别是采样当天河段的流量和水温，θ_ij是生物指标样本数据的平均值，τ_c是该分布的方差，参数α_i是考虑流量和温度影响后的模拟生物指标样本均值的截距，参数β_i和γ_i分别是生物指标与流量、水温协变量的系数，将α_i、β_i、γ_i这3个参数在河段层面建模：

α_c,β_c,γ_c和τ_a,τ_β,τ_γ分别是相应参数的均值和方差，将这6个均值和方差在河流层次建模；

步骤3：设定模型的先验分布和后验分布，得到反映水文情况与生物指标关系的水文-生态响应预测模型；水文情况包括流量和水温。

2.根据权利要求1所述的基于贝叶斯层次模型的水文生态响应关系确定方法，其特征在于，还包括：

步骤4：采用水文-生态响应预测模型预测研究区域预定生物指标条件下的水文情况或者预定水文情况下的生物指标。

3.基于贝叶斯层次模型的生态流量确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据水生生物的生长繁殖与流量以及水温的关系，采用研究区域河段内流量及水温来反映生物指标；根据研究区域水文水力特性划分河段，对研究区域内流量、温度、生物指标进行多次采样，获取样本信息；

步骤2：基于获取的样本信息，建立基于贝叶斯层次分析的水文-生态响应模型：

式中，y_ij是每个河段j内每个站点i的生物指标样本数据，Q_j和T_j分别是采样当天河段的流量和水温，θ_ij是生物指标样本数据的平均值，τ_c是该分布的方差，参数α_i是考虑流量和温度影响后的模拟生物指标样本均值的截距，参数β_i和γ_i分别是生物指标与流量、水温协变量的系数，将α_i、β_i、γ_i这3个参数在河段层面建模：

α_c,β_c,γ_c和τ_a,τ_β,τ_γ分别是相应参数的均值和方差，将这6个均值和方差在河流层次建模；

步骤3：设定模型的先验分布和后验分布，得到反映水文情况与生物指标关系的水文-生态响应预测模型；水文情况包括流量和水温信息；

步骤4：采用水文-生态响应预测模型预测研究区域预定生物指标条件下的水文情况或者预定水文情况下的生物指标；

步骤5：根据满足期望生物指标的水文情况，确定河段的生态流量。

4.根据权利要求1所述的基于贝叶斯层次模型的水文生态响应关系确定方法或者权利要求3所述的基于贝叶斯层次模型的生态流量确定方法，其特征在于：

其中，在步骤2中，将6个均值和方差赋予模糊先验分布：(0,10000)区间上的无信息先验均匀分布。