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摘要：本发明公开了一种跨流域调水工程调水遭遇洪水事件伴生水质风险分析方法，构建河湖空间关系的拓扑结构并对河流进行聚类，形成河湖系统；构建水质风险的风险因子序列及风险值序列；筛选关键风险因子，基于关键风险因子与风险值构建水质风险分析模型；设置风险情景集合并通过所述水质风险分析模型分析调水工程在调水时遭遇洪水事件的伴生水质风险，计算各二级河流分区的风险贡献率，选取一个风险事件，并选取风险事件发生过程中的一个时间段，计算各二级河流分区在该时间段内的风险贡献率变化情况。本发明可真实反映风险的区域特征、不确定性和多因子作用属性，兼具数据驱动模型和物理机制模型风险分析方法的优势，可提升风险定量分析的精度。

主权项：1.跨流域调水工程调水遭遇洪水事件伴生水质风险分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、采集空间地理与调水工程数据，获取并分析河湖水系与调水工程拓扑关系，对河流进行聚类，形成至少三级河湖系统；步骤S2、针对所述河湖系统构建水质风险的风险因子序列及风险值序列；步骤S3、从风险因子序列中筛选出关键风险因子，基于关键风险因子与风险值构建水质风险分析模型；步骤S4、设置风险事件集合并通过所述水质风险分析模型分析调水工程在调水时遭遇洪水事件的伴生水质风险，计算各二级河流分区的风险贡献率；步骤S5、从风险事件集合中选取一个风险事件，并选取风险事件发生过程中的一个时间段，通过所述水质风险分析模型分析调水工程在调水时遭遇洪水事件中在选取的时间段内的伴生水质风险，计算各二级河流分区在该时间段内的风险贡献率变化情况；所述步骤S1进一步为：步骤S11、分析河湖地理位置拓扑关系以及径流相关性；步骤S12、对河流进行聚类，构建虚拟河湖系统；步骤S13、收集流域水文数据，计算虚拟河流的流量时间序列，提取n个洪水过程；所述步骤S11进一步为：步骤S11a、分析河湖地理位置拓扑关系以及径流相关性；步骤S11b、构建湖泊、一、二、三级河流之间的拓扑关系，并对二级河流直接径流相关性指标进行综合计算得到综合相关性系数；所述步骤S12进一步为：步骤S12a、基于水流传播时间将所有三级河流的流量累加至与其具有直接隶属拓扑关系的二级河流；步骤S12b、对每条一级河流，读取与其具有直接隶属拓扑关系的二级河流，将综合相关性系数大于阈值的若干个二级河流聚类成一组；步骤S12c、重复步骤S12a-S12b，完成三级、二级河流聚类，构建成有R1条一级河流，R2个二级河流分区，1个湖泊的虚拟河湖系统，R1、R2为正整数；所述步骤S13进一步为：步骤S13a、收集流域水文数据，调用被聚类的河流实测流量，计算获得虚拟河流的流量时间序列；步骤S13b、以预定步长为条件将流量变化过程分割成m个时段，针对每一个时段，顺次使用M-K趋势分析法计算当前时段径流变化的M-K统计量和对应的显著度，采集洪水事件时段，并把该洪水事件时段的流量变化过程作为一次洪水，得到n场洪水过程，所述洪水事件时段为包含连续的不少于a个流量显著增加时段和连续的不少于b个流量显著减少时段的一段时间，其中a为不同类型洪水的起涨时间阈值，b为不同类型洪水的消落时间阈值；所述步骤S2进一步为：步骤S21、基于提取的n场洪水，构建长度为n的风险因子序列，所述风险因子包括描述洪水量特征的指标：洪水总量、洪峰流量；描述洪水时间特征指标：洪水历时、洪峰出现时间；描述洪水过程变化的指标：峰涨速率、峰落速率；描述洪水形态的指标：变异系数、偏态系数，共计8个指标；步骤S22、构建一二维耦合的水动力—水质模型，模拟n场洪水过程作用下湖泊的调水出口处污染物浓度值，基于污染物浓度值构建长度为n的风险值序列；所述步骤S22进一步为：步骤S22a、构建虚拟河湖的一二维耦合水动力水质模型，以各场次洪水流量过程、调水工程调入和调出调蓄湖泊流量、汛期流域污染源现状作为模型输入，模拟得到调水时各场次洪水作用下湖泊污染物浓度变化过程；步骤S22b、将调蓄湖泊调水出口处污染物浓度定为调水水质风险指标，分别提取各场洪水结束时调水出口处污染物浓度值，得到调水水质的风险值序列；所述步骤S4进一步为：步骤S41、构建调水水质风险事件集合，将Ⅳ类水、Ⅴ类水、劣Ⅴ类水区间的上下限值设置为调水水质风险事件发生的风险值指标，确定各个调水水质风险事件及其发生的风险值指标；步骤S42、逐次选取一个风险因子，保持另外x-1个风险因子不变，改变该风险因子取值，输入水质风险分析模型，输出风险事件的发生概率，依次对每个风险因子、每种不同强度的风险事件进行上述计算，得到不同强度调水水质风险发生概率随该风险因子的变化情况；步骤S43、针对每个风险因子和每个风险事件，逐次关闭一个二级河流分区的流量，再次计算对应的风险事件发生概率，计算关闭一个二级河流分区的流量后对应的风险事件发生概率与关闭前风险事件发生概率的概率差值，即为该二级河流分区的风险贡献；步骤S44、对各个二级河流分区依次计算风险贡献率，所述风险贡献率为该二级河流分区的贡献占所有二级河流分区风险贡献之和的比例。

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百度查询： 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所) 跨流域调水工程调水遭遇洪水事件伴生水质风险分析方法