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申请/专利权人：河海大学

摘要：本发明公开了一种基于过流潜力与受阻强度的环状河网功能连通性评价方法，首先，基于实际环状河网水系构建反映结构特征的网络模型，定义网络节点和网络边等网络构成要素，计算各条边的连通性权重与通过概率；其次，搜寻所有节点对之间的过流潜力以及受阻强度，计算出节点对之间的连通性；最后，将所有节点对之间的连通性汇总，形成连通性矩阵，计算每个节点与其他所有节点之间连通性的均值，作为该节点的连通能力；统计各节点连通能力的平均值，统计得到河网的整体连通性‑HydraulicCapacityConnectivityIndexHCCI。本发明解决了多连通路径水系的功能连通性评价难题，易于在具有同类水系结构特征地区的连通性评价研究中推广应用。

主权项：1.一种基于过流潜力与受阻强度的环状河网功能连通性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将实际环状河网概化为网络模型，河流的源头、出口以及交汇处概化为网络节点，节点数为n，河流概化为网络边，边数为m，各条边的权重w1、w2、……wm用流量表征，代表河流的过流能力；（2）在网络模型中任意选取两个节点，搜索这两个节点间的所有网络路径，在不超出每条边过流能力的约束条件下，计算网络模型中任意节点对之间的最大流量，作为该节点对的过流潜力；（3）定义相邻节点对的受阻强度为对应网络边流量的倒数，将受阻强度类比为电阻，按照电路串联与并联电阻公式计算任意节点对的受阻强度；（4）将节点对的过流潜力除以水流受阻强度，作为衡量该节点对连通能力的表征；（5）重复步骤（2）~（4），计算网络模型所有节点对的连通能力，汇总形成河网连通性矩阵；（6）统计某一节点与其他所有节点之间的连通能力均值，即为该节点的连通能力，统计所有节点连通能力的平均值，作为该河网水系的整体连通性；所述步骤（1）中，将环状河网概化为网络模型；将河流断面面积、水力半径、河床坡度及糙率代入曼宁公式，计算各条河道的过流能力，作为网络边的权重，计算公式为： 式中：Q为河道过流能力；A为河流断面面积；n为曼宁糙率；R为河流水力半径；𝑆为河床坡度；所述步骤（1）中河流上有闸、坝水利设施，其过流能力考虑水流的通过概率，计算公式为：Qb＝pQ------2式中：𝑄𝑏为受阻河流的过流能力；p是水流通过概率；所述步骤（2）中，任意节点i与j之间的过流潜力Maxflowi,j包含i与j之间的所有连通路径，并且每条路径上的流量受该路径的最小过流能力的限制；所述步骤（3）中，将河流网络类比为电阻网络，水流受阻强度Ri,j定义为节点i与j之间的等效电阻，即单位电流在节点i与j之间所有路径流动所产生的电势差；所述步骤（4）中任意节点i与j之间的连通性为过流能力与水流受阻强度的比值；计算公式为： 式中：Ci,j为任意节点i与j之间的连通性；Maxflowi,j为任意节点i与j之间的过流潜力；Ri,j为任意节点i与j之间的水流受阻强度；所述步骤（5）中，对节点对之间的连通性汇总成连通矩阵，连通矩阵形式为： 节点连通能力为连通矩阵所在行或列节点对的连通性均值排除0，计算公式为： 式中：Ci为节点i的连通能力；Ci,j为节点i与节点j之间的连通能力；n-1为处节点i以外剩余节点数量。

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