[發明專利]一種受干擾平原區河網生態需水計算方法

有效

• 申請號: 201610080873.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105760665B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 夏霆;陳靜;狄文亮;陸雋
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇省水文水資源勘測局
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 周全,葛軍

技術領域

本發明涉及生態環境保護技術領域，尤其涉及一種基于附著硅藻指示特征來確定受擾平原河網區河流生態需水的計算方法。

背景技術

平原河網區地勢平坦，水網密布，河網相連，水體生態系統因連續性而具有共性特征；同時因河流比降小，水體自凈能力低，在人類干擾影響下，尤其是受水利工程調節因素影響，河道內水體流動情況雖與季節及河網內外其他相連通河流的水位差、流量變化等因素相關，但與自然狀態存在明顯差異；河網地區水生態系統往往受損嚴重，產生諸如因水流不暢而產生的水質惡化、藻類水華爆發等問題。為保護和恢復河流及河網生態健康，實踐中多需要采取增大河網流量和促進河網水體流動性的調水、補水等措施。為促進河網及河流水體生態健康恢復，同時為實踐中調水引流措施提供指導依據，為河網地區河流確定合理的生態流量目標至關重要。

受人類干擾影響的平原河網區水文條件及生態水文過程復雜，生態需水過程也極為復雜，但河道內水量等條件依然關鍵的影響了河道生態健康狀況。尋找并建立河道水流條件與生態系統健康的關系，依然是確定河網系統生態需水控制目標的基本途徑。

目前對河流生態健康的判定有多種方法，最為典型的是基于河流形態、水文、水質以及生物等要素的多指標綜合評估，但這種方法調查與評估過程復雜，并且難以與水流條件建立數據關系，難以適用于河網地區生態需水快速評估需要。基于生態需水的水循環、水平衡及其生態效應理論基礎，生物對水量具有適應性，當水量發生較大變化時，將會對物種數量和分布產生影響。由于受人類干擾，平原河網區水生態系統特征與自然狀態區別較大，水質差、受干預的水文條件，以及其他多種人類活動影響使得珍稀魚種、敏感性底棲生物等物種基本絕跡，使得難以基于這些敏感生物條件及其特征而確立生態需水目標。

發明內容

本發明針對以上問題，提供了一種基于附著硅藻指示特征的受擾平原區河網河流生態需水計算方法，以構建表征河網區河流生態健康狀況的附著硅藻生物完整性指數及其閾值區間為基礎，建立河道內流速與附著硅藻生物完整性指數之間的關系，據此確定與附著硅藻生物完整性指數不同閾值區間相對應的河道流速控制目標值，結合河道內多年平均逐月水位所確定的過流斷面面積，確定維持不同生態健康目標的河道內各月生態需水量控制值。

本發明的技術方案是：包括以下步驟：S1、確定調查點位置與調查頻率，進行水體附著硅藻與環境因子調查分析；

所述調查點包括河網內受干擾點和參照點，所述環境因子包括河道流量、水位、水質和橫斷面；

S2、確定河網地區附著硅藻完整性指數及其表征的不同生態系統健康等級閾值區間；

篩選附著硅藻生物完整性指數指標組成，確定完整性指數分值，并根據受干擾點與參照點的比較劃分完整性指數分值所對應“優”、“良”、“中”和“差”不同生態系統健康等級的閾值區間；

S3、依據實測數據資料，建立調查點斷面月均流速與硅藻完整性指數值之間的定量關系，并確定與附著硅藻生物完整性指數各閾值區間相對應的河道流速均值，作為維持不同生態健康目標的河道生態需水量的流速控制值；

S4、根據不同流速控制值以及河網內各河道多年平均逐月水位對應的斷面面積，確定對應不同生態健康目標的河道逐月生態流量控制值。

步驟S2包括以下步驟：

S2.1、確定硅藻生物指數參數候選范圍，包括硅藻屬總數、硅藻密度、硅藻商、敏感性硅藻百分比、曲殼藻百分比、橋彎藻百分比、菱形藻百分比、舟型藻百分比、極細微曲殼藻百分比、可運動硅藻百分比、豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數、硅藻耐污指數和硅藻屬指數；

S2.2、對候選硅藻生物指數進行敏感性分析和相關性分析，確定附著硅藻生物完整性指數指標體系；敏感性分析采用箱線圖法判斷法，按受干擾點和參照點兩類統計各候選生物指數值，比較候選參數在受干擾點和參照點在25％-75％分位數范圍內的重疊情況，從而進行賦值；

根據篩選賦值進行相關性分析，保留的參數作為附著硅藻生物完整性指數指標體系；

S2.3、采用四分法對最終確定的附著硅藻生物完整性指數的各參數進行賦分，對外界干擾強度增大、參數值減小的指標，對不同分位數的分布范圍進行不同的賦值；對外界干擾強度增大、參數值隨之增大的指標，對不同分位數的分布范圍進行不同的賦值；