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专利号: 2024114880674
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种河段尺度人类活动用水量测算方法,其特征在于,具体包括如下步骤:S1,采用人口分布数据对现有居民生活用水数据集进行空间降尺度,在现有居民生活用水数据集的基础上,利用人口和气温空间分布模拟数据生成逐月时间尺度的居民生活用水量;

S2,采用电力消费空间分布数据对现有工业生产用水数据进行空间降尺度,在现有工业生产用水数据集的基础上,利用GDP空间分布模拟数据生成逐月时间尺度的工业生产用水量;

S3,对多个水文模型模拟农业灌溉用水量结果进行集成平均处理,测算逐月时间尺度农业灌溉用水量;

S4,考虑人类活动距河流的空间距离,将根据步骤S1 S3获取的格网尺度居民生活、工~业生产、农业灌溉用水量分配至各个河段,计算每条河段上的人类活动用水量总和;

步骤S1具体包括如下步骤:

S1.1,将研究区划分为5 km×5 km格网,通过区域统计分析,统计每个5 km格网内的人口数量总和;

S1.2,计算0.5°空间分辨率下的人口数量总和,获取每个5 km格网占其所属0.5°格网内的人口数量比例;

S1.3,在保证0.5°格网内居民生活用水总量不变的前提下,将0.5°格网内的居民生活用水量根据人口数量比例分配至5 km格网,居民生活用水降尺度方法的具体公式如下所示:;

式中, 为5 km格网内的居民生活用水量, 为0.5°格网内的居民生活用水量,代表每个5km格网内的人口数量总和, 为 所属0.5°格网内的人口数量总和;

S1.4,在已知基准年人均居民生活用水量的基础上,结合未来人口分布数据,测算未来研究区居民生活用水量,计算公式如下:;

式中, 为 年份的居民生活用水量,单位mm; 为人口数量, 为基期 年份的人均居民生活用水量,单位mm/month/person;为居民生活用水斜率,受研究区社会经济发展差异影响;

S1.5,对全球气候模式的气温模拟结果进行集成平均处理,再测算研究区逐月时间尺度、5 km格网尺度的居民生活用水量,计算公式如下:;

式中, 代表 年份内第 月的居民生活用水量,单位mm/month; 代表 年份在第 月的平均气温,单位℃; 、 、 分别为 年份的平均气温、最高温和最低温,单位℃;为调节系数,取值设置为0.29;

步骤S2具体包括如下步骤:

S2.1,将研究区划分为5 km×5 km格网,通过区域统计分析,统计每个5 km格网内的电力消费数量总和;

S2.2,计算0.5°空间分辨率下的电力消费总和,获取每个5 km格网占其所属0.5°格网内的电力消费比例;

S2.3,在保证0.5°格网内工业生产用水总量不变的前提下,将0.5°格网内的工业生产用水量根据电力消费比例分配至5 km格网,工业生产用水降尺度方法的具体公式如下所示:;

式中, 为5 km格网内的工业生产用水量, 为0.5°格网内的工业生产用水量, 代表5km格网内的电力消费总和, 为 所属0.5°格网内的电力消费总和;

S2.4,利用未来GDP空间分布模拟数据,在已知基准年工业生产用水强度的基础上,测算研究区未来逐年工业生产用水量,计算公式如下:;

式中, 为t年份的工业生产用水总量,单位mm;GDP为国内生产总值,单位为美元;

为基期t0年份的工业生产用水强度,单位mm/month/dollar,研究的基期t0年份为2010年;

为工业生产用水斜率,无单位,常设置为1.1%;

S2.5,将研究区未来逐年工业生产用水量平均分配至各个月度,生成逐月时间尺度、5 km格网尺度的工业生产用水量数据集;

步骤S3具体包括如下步骤:

S3.1,对多个水文模型模拟农业灌溉用水量结果进行计算平均值,测算区域逐月时间尺度、0.5°空间分辨率的农业灌溉用水量;

S3.2,将经过步骤S3.1得到的农业灌溉用水量在0.5°格网内平均分配,将原有的0.5°格网重采样至5 km,最终获得区域逐月时间尺度、5 km格网尺度的农业灌溉用水数据集;

步骤S4具体包括如下步骤:

S4.1,获取每个5 km格网的中心点,以中心点反映中心点所属的5 km格网,利用河网矢量空间数据中的河流网络位置信息,通过邻近分析,计算每个5 km格网i的中心点距离与中心点距离最近河段的空间距离,并获取距离格网i的最邻近河段ID;

S4.2,以河段为基本空间分析单元,计算每条河段j上的人类活动用水量总和,人类活动用水量=居民生活用水量+工业生产用水量+农业灌溉用水量。