[發明專利]一種平原城市河網水力調控對河流生境影響的評價方法

在審

• 申請號: 201811523737.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109615238A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 陳求穩;王麗;張勁;陳誠;莫康樂;林育青;王駿
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種平原城市河網水力調控對河流生境影響的評價方法，其特征在于該方法包括：

(1)分析平原城市河網水環境生態現狀及突出性生態問題，識別表征河流生態健康的指示物種及影響平原城市河網生態健康的關鍵水環境因子；

(2)通過室內脅迫實驗及野外調查，建立指示物種對關鍵水環境因子的定量響應關系曲線；

(3)建立平原城市河網水動力水質模型，并模擬得到平原城市河網不同水力調控模式下河道水動力水質變化過程，再結合指示物種對關鍵水環境因子的定量響應關系曲線，采用模糊數學原理建立平原城市河網生境評價模型；

(4)對于城市河網水力調控技術，根據平原城市河網生境評價模型，分析評價水力調控后的河流生境適宜度及河流生態健康狀況。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)具體包括：

(1-1)指示物種篩選：監測河流生態數據，并根據監測的生態數據與收集的基礎資料，鑒別主要水域生態系統組成與生境，篩選出反映河流健康的關鍵指示物種；

(1-2)關鍵環境因子識別：開展研究區域水環境生態現狀調查，分析平原城市河網的水環境生態現狀及突出性問題，識別影響平原城市河網生態健康的關鍵水環境因子。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)具體包括：

(2-1)對于具有毒理效應的關鍵水環境因子的脅迫實驗采用96h半靜水水生生物急性毒性試驗法，對于水動力因子的脅迫實驗采用實驗室水槽實驗；

(2-2)獲取不同關鍵環境因子的脅迫實驗中指示物種的出現頻率，建立指示物種對關鍵水環境因子的定量響應關系。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(3)具體包括：

(3-1)收集研究區域的水文、水質、地形及氣象基礎數據，建立平原城市河網一維水動力水質模型，模擬城市河網不同水力調控模式下河道水動力水質變化過程，所述水動力水質模型具體如下：

水動力模型連續方程：

水動力模型運動方程：

水質模型：

式中：Q為流量，單位m³/s；A為斷面面積，單位m²；H為水位，單位m；t表示時間，單位s；x表示水平方向；g為重力加速度，單位m/s²；B為河面總寬度，單位m；q為旁側入流流量，單位m²/s；V_x為旁側入流在水流方向上的流速分量，單位m/s；α為動量修正系數：v為流速，單位m/s，為斷面平均流速，單位m/s；K為流量模數，C為謝才系數，單位m^1/2/s，；R為水力半徑，單位m；C_m為水流輸送的水質變量濃度，單位mg/L；D為擴散系數，單位m²/s，S為源/匯項濃度，單位為mg/L；

(3-2)建立平原城市河網生境評價模型，所述平原城市河網生境評價模型根據平原城市河網一維水動力水質模型的模擬結果，利用指示物種對關鍵水環境因子的定量響應關系曲線建立隸屬度函數及規則庫，然后進行模糊推理，解模糊化后得到河流生境適宜度的空間分布，進而得到河流生境與水動力水質的動態響應關系。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(4)具體包括：

結合城市河網閘泵工程、流速、水位、水量智能聯合調度技術，根據河流生境與水動力水質的動態響應關系，分析不同水力調控情景下的平均棲息地適宜指數，評價水力調控后的河流生境適宜度及平原河網生態健康狀況；其中：

平均棲息地適宜指數AHSI：

其中，A_i為對研究區域劃分出的網格計算單元i的面積，m²；HSI_i為計算單元i的棲息地適宜性指數；N為計算單元數量。