【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生态环境与环保，尤其涉及量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，可为洪旱的成因分析、定量评估以及生态环境影响评估提供科学依据。
技术介绍
1、湖泊和与之连通的江、河形成大的江湖系统。江湖系统的地形走势决定了江湖关系和湖泊水情。受河流冲淤、人类活动等影响，江湖系统发生地形变化，引起湖泊水位抬升或下降，洪水或干旱风险加剧，进而导致蓄水量变化、水环境容量变化、生态系统变化等一系列问题。量化江湖地形变化对深刻理解湖泊洪旱成因、影响及制定相应政策具有重要意义。
2、评估江湖系统地形变化对湖泊水位的影响，主要方法是统计分析方法和水动力学模型。统计分析方法，依赖实测的长序列数据，但实测数据往往受水文、地形、水利工程调度等多种因素影响，往往很难剔除其他因素而单独得到地形变化的定量影响。完全依赖水动力学模型刻画江湖地形变化，江河和湖泊均需要完整的不同年代dem数据、系统边界水文数据等，数据需求多、工作量大，实际操作中很难实行。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供了一种量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，本专利技术将传统的水动力模型方法和水位—流量关系方法相结合，仅需要湖泊不同年代的dem和大江不同年代的水位、流量序列，即可量化江、湖均发生地形变化对湖泊水位的影响，为洪旱的成因分析、定量评估以及生态环境影响评估提供科学依据。
2、技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种量化
3、s1，获取考察年y和地形变化前年ypre的湖泊dem数据，所述考察年的湖泊dem数据选择离考察年y最近一次的湖泊dem数据，所述地形变化前年ypre的湖泊dem数据选择考察年y前一次的湖泊dem数据，且y-ypre>5；
4、s2，以考察年y和地形变化前年ypre的湖泊dem数据，分别构建考察年y和地形变化前年ypre的湖泊水动力模型；
5、s3，选择江湖系统中湖泊上游某一代表站流量表征大江来流量q，选择湖泊出湖口水位表征湖泊出口水位hout，并通过对数函数对湖泊出口水位hout与大江来流量q进行拟合，分别得到考察年y和地形变化前年ypre的水位流量关系函数；
6、s4，以考察年y的实测大江流量q作为输入量，并基于步骤s3的水位流量关系函数和湖泊水动力模型，分别计算得到江湖地形变化前后的湖泊水位，进而得到江湖系统地形变化前、后湖内水位差。
7、进一步的，步骤s2所述湖泊水动力模型如下式（1）所示，
8、 （1）
9、式中，为时间；，分别为笛卡尔坐标系下横纵坐标；、表示、方向上的沿水深平均流速；h为水位；h为总水深；f是科氏力系数，，是地球自转角速度，为当地纬度；g为重力加速度；为水体密度；为水体参考密度；为表面气压；，分别为、方向上的表面风应力；，分别为、方向上的底应力；，，分别为水平粘滞应力项的三个分量。
10、进一步的，步骤s3中所述考察年y和地形变化前年ypre的水位流量关系函数如下式（2）和（3）所示，
11、 （2）
12、 （3）
13、式中，qpre表示地形变化前年ypre的大江实测流量，q表示考察年y的大江实测流量，hout表示考察年y的湖泊出口水位，hout-pre表示地形变化前年ypre的湖泊出口水位，a1,a2,b1,b2均为拟合系数。
14、进一步的，以鄱阳湖为研究对象，以鄱阳湖上游的汉口流量作为代表站流量表征大江来流量q，考察年和地形变化前年分别为2010年和1998年，拟合后的水位流量关系函数如下所示，
15、。
16、进一步的，步骤s4江湖地形变化前后的湖泊水位的获得过程如下：
17、首先，以考察年y的实测大江流量q作为输入量，通过式（2）得到考察年的湖泊出湖口水位hout-pre，然后再通过江湖系统地形变化前的湖泊水动力模型，得到江湖系统地形变化前的湖泊内水位hin-pre；
18、然后，以考察年y的实测大江流量q作为输入量，通过式（3）得到考察年的湖泊出湖口水位hout，然后再通过江湖系统考察年y的湖泊水动力模型，得到江湖系统考察年y的湖泊内水位hin；
19、最后，以δh=hin-pre-hin作为江湖系统变化前后湖内水位差异。
20、有益效果：与现有技术相比，本专利技术基于水动力模型和水位-流量关系曲线，定量评估大江地形变化、湖泊地形变化两者叠加作用对湖泊水位的影响；本专利技术仅需要湖泊不同年代的dem和大江不同年代的水位、流量序列，即可量化江、湖均发生地形变化对湖泊水位的影响，为洪旱的成因分析、定量评估以及生态环境影响评估提供科学依据；本专利技术评估方法具有定量、客观、简洁、易于推广等优点。
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1.一种量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：步骤S2所述湖泊水动力模型如下式（1）所示，
3.根据权利要求1所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：步骤S3中所述考察年Y和地形变化前年Ypre的水位流量关系函数如下式（2）和（3）所示，
4.根据权利要求3所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：以鄱阳湖为研究对象，以鄱阳湖上游的汉口流量作为代表站流量表征大江来流量Q，考察年和地形变化前年分别为2010年和1998年，拟合后的水位流量关系函数如下所示，
5.根据权利要求3所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：步骤S4江湖地形变化前后的湖泊水位的获得过程如下：
【技术特征摘要】
1.一种量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：步骤s2所述湖泊水动力模型如下式（1）所示，
3.根据权利要求1所述量化江湖地形变化对湖泊水位叠加影响的评估方法，其特征在于：步骤s3中所述考察年y和地形变化前年ypre的水位流量关系函数如下式（2）和（3）所示，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚静，李云良，仝钰，万荣荣，
申请(专利权)人：中国科学院南京地理与湖泊研究所，
类型：发明
国别省市：
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