[發明專利]基于分區貢獻法的河流生態需水分析技術

無效

• 申請號: 200910170087.6
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101645114A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 楊志峰;張遠;孫濤
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01C13/00;E02B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，尤其涉及一種基于分區貢獻法的河流生態需水分析技術，解決因上下游河流生態需水存在兼容性而造成的河流生態需水總量難以確定的問題。

背景技術

河流生態需水是指為保障河流生態系統健康所需要的徑流量。近些年來，在社會經濟快速發展過程中，由于不合理地開發和利用水資源造成了河流生態系統需水短缺以及日益嚴重的生態退化問題，并已成為區域社會經濟可持續發展的關鍵制約因素。面向生產、生活及生態用水協調配置的河流生態需水分析是當前實現生態環境保護與社會經濟可持續發展的重要難題。

由于生態系統類型結構和功能間的差異性，目前生態需水計算方法一般針對不同類型、空間區域生態系統的特點分別展開。研究方法包括了Tennant法為代表的水文學方法，濕周法為代表的水力學方法，IFIM為代表的生境模擬法以及以BBM為代表的整體法(Tharme，2003)。不同類型生態需水計算方法分別從維護特定生態保護目標的角度分析生態需水量。水文學方法是在自然狀態河流多年水文數據的基礎上，根據簡單的水文指標來確定河流生態系統需水量的方法。其中Tennant法是以預先確定的年平均流量百分數作為河流推薦流量，其中10％是最小生態需水量，而60％～100％則是最優生態需水量。月保證率法采用90％保證率下最枯連續7天的平均水量，作為滿足河流所需流量，我國一般河流采用近10年最枯月平均流量或90％保證率最枯月平均流量。水文學方法適用于水資源規劃的需要對生態需水量的初步估算。水力學方法主要從保護河流水生生物棲息地水力學要素出發，通過建立流量與河道水力參數之間的關系，確定河流生態需水量。濕周法將濕周作為某個河流棲息地質量指標，通過濕周隨流量增加所表現出的增長變化點確定河流推薦流量。濕周法適用于寬淺型和拋物線型河道，且要求河床形狀穩定(Gippel?et?al.，1998)。水力學方法由于只考慮河道形態而忽視了生物的需求，目前應用較少。生境模擬法著重考慮河道典型斷面河流生物物種的保護，通過建立生物、生態及環境要素與流量間的定量關系來確定河流流量，計算得到流量范圍不能滿足整個河流的管理要求(Scatena，2004)。功能整合生態需水方法主要考慮一定空間范圍內生態系統不同生態服務功能綜合性要求確定需水量。澳大利亞和南非提出的整體法也主要強調河流生態系統不同功能目標生態需水的綜合，通過不同專業專家小組意見的綜合，使得推薦的河道流量滿足區域內不同生態保護目標(King?et?al.，2003)。

河流水文過程的連續性特征，使得部分水量在滿足上游河流生態需水要求后，同時也可以滿足下游河流生態系統需水要求。由此造成具有上下游關系的不同區間河流生態需水必然存在一定的重復計算量。面向水資源管理與配置的河流生態需水總量并不能由不同區間河流生態需水累計得到。目前不同類型河流生態需水計算方法主要針對局部空間位置和范圍內河流不同生態服務功能需水要求提出，相關分析計算方法難以為河流整體生態需水分析計算提供支持的不足。考慮河流上、下游區間生態需水的重復計算問題，提出解決上下游區間河流生態需水重復計算的分析技術，對實現水資源規劃與合理配置具有重要現實意義。

發明內容

本發明針對目前不同類型河流生態需水計算方法難以為河流整體生態需水分析計算提供支持的不足，提供了一種基于分區貢獻量的河流生態需水分析技術，通過分析計算不同河流區間上下游斷面需水量，有效解決不同分區河流生態系統需水總量計算中不同區域生態需水間的兼容性問題。

本發明的特征在于明確區域河流上、下控制斷面需水量的基礎上，采用區間上斷面與下斷面河道需水量之差求得不同區間的需水貢獻量，進而計算河流區間總的生態需水，有效解決河流生態需水總量計算中，不同空間位置河流生態系統需水量間的兼容性問題，為河流生態需水配置提供切實的數據支持。

本發明的主要目的在于解決不同分區河流生態需水總量計算問題，與現有技術相比本專利技術具有以下優點：

1)明確河流需水量在流域內不同區間的分配，有效解決河流需水量計算中的上下游、干支流之間的重復計算問題。

2)避免傳統不同空間河流生態需水計算方法成果難以直接應用于河流水資源分配的不足，為實施流域水資源合理配置提供方便快捷的技術方法支持。

附圖說明

附圖為上下斷面控制確定分區貢獻量示意圖

具體實施方式

河流分區需水量的計算步驟為：(1)確定不同河段生態環境功能，計算相應的河流需水量；(2)計算不同分區生態需水分區貢獻量；(3)計算河流生態需水總量。