基于SWV-WBM模型的天然径流量变化定量归因方法和系统与流程

本发明涉及水文水动力技术，尤其是基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法和系统。

背景技术：

1、在全球气候变化和人类活动日益加剧的背景下，准确评估天然径流量变化及其驱动因素对水资源管理和生态环境保护具有重要意义。天然径流量作为流域水文循环的重要指标，其变化不仅反映了气候变化的影响，也体现了人类活动对水文过程的干扰。因此，开发基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，对于理解气候-人类-水文系统的相互作用机制，制定科学的水资源管理策略，以及评估气候变化适应性措施的效果都具有重要的理论和实践价值。

2、近年来，国内外学者在天然径流量变化归因方法方面进行了广泛研究。传统方法主要包括水文统计法、水文模型法和弹性系数法等。水文统计法通过分析径流量与气候因子的统计关系来评估气候变化的影响，但难以考虑人类活动的复杂影响。水文模型法通过构建流域水文模型，模拟不同情景下的径流过程，从而分离气候变化和人类活动的影响，但模型的不确定性和参数率定困难限制了其应用。弹性系数法基于budyko假说，通过计算径流对气候因子的弹性系数来评估气候变化的影响，但其适用性受到流域特征和时间尺度的限制。

3、尽管现有研究取得了一定进展，但在天然径流量变化定量归因方面仍然存在以下几个关键技术问题：如何准确描述气候变化和人类活动对水文过程的非线性影响，特别是在极端事件和干旱期；如何从不同时空尺度评估模型参数的重要性，并识别关键控制因素；如何量化归因结果的置信区间，并评估其统计显著性。

4、这些技术问题的解决对于提高天然径流量变化定量归因的准确性和可靠性至关重要，也是当前研究的重点和难点所在。

技术实现思路

1、发明目的，提供一种基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法和系统，以期能够解决现有技术存在的至少部分问题。

2、技术方案，根据本申请的一个方面，基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，包括如下步骤：

3、步骤s1、获取预定区域的基础数据并预处理，基于预处理的基础数据确定变异点，根据变异点划分基准期和变化期；所述基础数据包括遥感数据和地面观测数据；

4、步骤s2、构建swv-wbm模型，读取部分基础数据并调用预配置的算法率定swv-wbm模型的模型参数，计算纳什效率系数和相对误差，以验证swv-wbm模型，获得验证的swv-wbm模型；

5、步骤s3、调用已验证的swv-wbm模型，以变化期的数据作为输入数据进行模拟，获得变化期的模拟天然径流量序列；

6、步骤s4、从基础数据中读取基准期的实际天然径流量和变化时期的实测天然径流量序列，并结合变化期的模拟天然径流量序列，计算气候变化影响量、人类活动影响量、气候变化贡献率和人类活动贡献率，并评估归因结果的敏感性和不确定范围。

7、根据本申请的另一个方面，还提供一种基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因系统，包括：

8、至少一个处理器；以及，

9、与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

10、所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述任一项技术方案所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法。

11、有益效果，通过整合遥感数据和地面观测数据，提高了数据的全面性和可靠性。融合方法能够更好地捕捉水文系统的复杂性和动态变化。swv-wbm模型的构建考虑了水量平衡、水热耦合平衡和流域蓄泄等多个关键过程，提高了模型的物理基础和预测能力。通过多尺度分析方法，提高了变异点识别的准确性和可靠性。通过比较基准期和变化期的实际与模拟数据，实现了对气候变化和人类活动影响的精确量化。

技术特征：

1.基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：

3.如权利要求2所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：

4.如权利要求3所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s4中，计算气候变化影响量、人类活动影响量、气候变化贡献率和人类活动贡献率的过程，具体为：

5.如权利要求4所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s4中，评估归因结果的敏感性和不确定范围的过程，具体为：

6.如权利要求2所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s13中，调用预配置的方法，确定变异点，并根据变异点划分基准期和变化期的过程，具体为：

7.如权利要求2所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s136中，采用预配置的方法计算互信息距离，构建互信息距离矩阵，具体过程如下：

8.如权利要求3所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s22具体为：

9.如权利要求5所述的基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因方法，其特征在于，所述步骤s46中，全局敏感性分析，进一步为：

10.一种基于swv-wbm模型的天然径流量变化定量归因系统，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开一种基于SWV‑WBM模型的天然径流量变化定量归因方法和系统，基于预处理的基础数据确定变异点，根据变异点划分基准期和变化期；构建SWV‑WBM模型，读取部分基础数据并调用预配置的算法率定SWV‑WBM模型的模型参数，验证SWV‑WBM模型；调用已验证的SWV‑WBM模型，以变化期的数据作为输入数据进行模拟，获得变化期的模拟天然径流量序列；从基础数据中读取基准期的实际天然径流量和变化时期的实测天然径流量序列，并结合变化期的模拟天然径流量序列，计算气候变化影响量和人类活动影响量，并评估归因结果的敏感性和不确定范围。能够更好地捕捉水文系统的复杂性和动态变化，提高了模型的预测能力。技术研发人员：张野,侯方玲,牛凯杰,王磊之,苏鑫,李伶杰,刘勇,李曦亭,高锐,陈兆懿,王钦,卢开东受保护的技术使用者：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/16