[發(fā)明專利]面向通江湖泊生態(tài)需水的水情監(jiān)測與分析系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710030683.9
• 申請(qǐng)日: 2017-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN106871876B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張培培;戴會(huì)超;毛勁喬;徐點(diǎn)點(diǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C13/00
• 分類號(hào): G01C13/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

本發(fā)明公開了一種面向通江湖泊生態(tài)需水的水情監(jiān)測與分析系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括與控制維護(hù)模塊分別連接的需水計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、分析對(duì)比模塊和顯示輸出模塊，需水計(jì)算模塊包括湖區(qū)生態(tài)需水計(jì)算單元、出湖生態(tài)需水計(jì)算單元和入湖生態(tài)需水計(jì)算單元，實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊包括入湖流量監(jiān)測單元、出湖流量監(jiān)測單元和湖區(qū)狀態(tài)監(jiān)測單元，分析對(duì)比模塊接收來自實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊和需水計(jì)算模塊的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析和比較，顯示輸出模塊將分析對(duì)比模塊得到的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來并提取輸出。本發(fā)明解決了通江湖泊生態(tài)需水滿足情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測問題，能夠分別測出湖泊的湖區(qū)生態(tài)需水滿足率、出湖生態(tài)需水滿足率和入湖生態(tài)需水滿足率，并直觀動(dòng)態(tài)地顯示出來。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及水利工程及水資源保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種面向通江湖泊生態(tài)需水的水情監(jiān)測與分析系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

生態(tài)系統(tǒng)是人類生存和發(fā)展的基本自然條件，水是維持生態(tài)系統(tǒng)的控制性因素之一。然而在很長的時(shí)期內(nèi)，人類對(duì)水資源的開發(fā)和利用主要面向人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，忽略了生態(tài)環(huán)境的需求。水利工程的建設(shè)和發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)提供了重要保障，但由此造成的河流和湖泊水資源數(shù)量和狀態(tài)的改變，也對(duì)河流和湖泊的生態(tài)系統(tǒng)造成了一定的影響。對(duì)水資源合理地開發(fā)利用，應(yīng)以考慮生態(tài)系統(tǒng)的需水為前提，平衡人類和生態(tài)系統(tǒng)的需水，以保證資源的可持續(xù)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

通江湖泊是指直接與江河連通并能夠自由進(jìn)行水量交換的湖泊，在調(diào)蓄洪水、緩解干旱、提供周圍用水、維持漁業(yè)發(fā)展和保護(hù)物種多樣性等方面發(fā)揮著重要作用。一般而言，水從通江湖泊上游的入湖河流入湖，經(jīng)湖泊的調(diào)蓄作用后，從湖泊與江河連通出的江湖交匯口出湖，有時(shí)水也會(huì)從江湖交匯口入湖。由于直接與河流連通，通江湖泊的水文水質(zhì)條件直接受到河流水流條件的影響，尤其在江河上游修建了水利工程的情況下，下游的水流條件發(fā)生了較大變化，如果不對(duì)通江湖泊的生態(tài)需水滿足情況進(jìn)行充分的研究并提供合理的保障，湖泊的生態(tài)系統(tǒng)很可能會(huì)受到嚴(yán)重威脅。近年來通江湖泊的干旱問題也多次發(fā)生，使得面向通江湖泊生態(tài)需水的水情檢測迫在眉睫。

生態(tài)需水研究是近年來國內(nèi)外廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)，國內(nèi)外對(duì)于“生態(tài)需水”的研究，主要集中在河流的生態(tài)環(huán)境需水方面。湖泊的生態(tài)需水量是維持湖泊系統(tǒng)和諧與穩(wěn)定所必須消耗的水量，生態(tài)需水滿足率是指湖泊當(dāng)前水量能夠滿足湖泊生態(tài)需水量的程度。通江湖泊屬于吞吐型湖泊，其生態(tài)需水包括入湖生態(tài)需水、湖區(qū)生態(tài)需水和出湖生態(tài)需水。然而當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ谏鷳B(tài)需水的研究大多屬于分析階段，尤其對(duì)于通江湖泊，目前并沒有一種有效的手段能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測通江湖泊生態(tài)需水的滿足情況。

利用有效的方法計(jì)算出通江湖泊的生態(tài)需水，然后通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析通江湖泊的水情，從而得出通江湖泊生態(tài)需水滿足率，能夠在一定程度上顯示通江湖泊的健康狀態(tài)，為保護(hù)通江湖泊生態(tài)系統(tǒng)，以及為上游水利工程的綜合運(yùn)行提供關(guān)鍵的參考。在生態(tài)環(huán)境日益受到關(guān)注、通江湖泊健康面臨眾多問題的背景下，面向通江湖泊的生態(tài)需水的水情監(jiān)測和分析，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和水利工程的調(diào)度都具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，針對(duì)通江湖泊生態(tài)環(huán)境面臨的威脅，彌補(bǔ)目前湖泊生態(tài)需水滿足情況監(jiān)測的缺乏，提供一種面向通江湖泊生態(tài)需水的水情監(jiān)測與分析系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測通江湖泊的生態(tài)需水滿足情況，從而為湖泊的生態(tài)系統(tǒng)維持提供一定的參考標(biāo)準(zhǔn)，為上游水利工程的運(yùn)行和調(diào)控提供重要的參考依據(jù)，預(yù)防和避免通江湖泊生態(tài)系統(tǒng)的退化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

面向通江湖泊生態(tài)需水的水情監(jiān)測與分析系統(tǒng)，包括與控制維護(hù)模塊分別連接的需水計(jì)算模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)測模塊、分析對(duì)比模塊和顯示輸出模塊，所述需水計(jì)算模塊包括湖區(qū)生態(tài)需水計(jì)算單元、出湖生態(tài)需水計(jì)算單元和入湖生態(tài)需水計(jì)算單元，此模塊運(yùn)行時(shí)，需要輸入通江湖泊的歷史水文資料，包括湖泊水位、湖泊面積、湖區(qū)的降雨率(單位時(shí)間的降雨量)、湖區(qū)的蒸發(fā)率(單位時(shí)間的蒸發(fā)量)，以及通江湖泊出口河道所需的出湖流量，一般是指江湖交匯口處所需的出湖流量，還有通江湖泊入湖；完成計(jì)算后，需水計(jì)算模塊將湖區(qū)生態(tài)需水、出湖生態(tài)需水和入湖生態(tài)需水的數(shù)據(jù)輸出到對(duì)比分析模塊；