[發(fā)明專利]一種平原城市河網(wǎng)水力調(diào)控對河流生境影響的評價(jià)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811523737.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109615238A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳求穩(wěn);王麗;張勁;陳誠;莫康樂;林育青;王駿
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)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(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

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

(1)分析平原城市河網(wǎng)水環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀及突出性生態(tài)問題，識(shí)別表征河流生態(tài)健康的指示物種及影響平原城市河網(wǎng)生態(tài)健康的關(guān)鍵水環(huán)境因子；

(2)通過室內(nèi)脅迫實(shí)驗(yàn)及野外調(diào)查，建立指示物種對關(guān)鍵水環(huán)境因子的定量響應(yīng)關(guān)系曲線；

(3)建立平原城市河網(wǎng)水動(dòng)力水質(zhì)模型，并模擬得到平原城市河網(wǎng)不同水力調(diào)控模式下河道水動(dòng)力水質(zhì)變化過程，再結(jié)合指示物種對關(guān)鍵水環(huán)境因子的定量響應(yīng)關(guān)系曲線，采用模糊數(shù)學(xué)原理建立平原城市河網(wǎng)生境評價(jià)模型；

(4)對于城市河網(wǎng)水力調(diào)控技術(shù)，根據(jù)平原城市河網(wǎng)生境評價(jià)模型，分析評價(jià)水力調(diào)控后的河流生境適宜度及河流生態(tài)健康狀況。

2.根據(jù)權(quán)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(jiān)測河流生態(tài)數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)測的生態(tài)數(shù)據(jù)與收集的基礎(chǔ)資料，鑒別主要水域生態(tài)系統(tǒng)組成與生境，篩選出反映河流健康的關(guān)鍵指示物種；

(1-2)關(guān)鍵環(huán)境因子識(shí)別：開展研究區(qū)域水環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查，分析平原城市河網(wǎng)的水環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀及突出性問題，識(shí)別影響平原城市河網(wǎng)生態(tài)健康的關(guān)鍵水環(huán)境因子。

3.根據(jù)權(quán)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(yīng)的關(guān)鍵水環(huán)境因子的脅迫實(shí)驗(yàn)采用96h半靜水水生生物急性毒性試驗(yàn)法，對于水動(dòng)力因子的脅迫實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室水槽實(shí)驗(yàn)；

(2-2)獲取不同關(guān)鍵環(huán)境因子的脅迫實(shí)驗(yàn)中指示物種的出現(xiàn)頻率，建立指示物種對關(guān)鍵水環(huán)境因子的定量響應(yīng)關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)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(qū)域的水文、水質(zhì)、地形及氣象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立平原城市河網(wǎng)一維水動(dòng)力水質(zhì)模型，模擬城市河網(wǎng)不同水力調(diào)控模式下河道水動(dòng)力水質(zhì)變化過程，所述水動(dòng)力水質(zhì)模型具體如下：

水動(dòng)力模型連續(xù)方程：

水動(dòng)力模型運(yùn)動(dòng)方程：

水質(zhì)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(shí)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(cè)入流流量，單位m²/s；V_x為旁側(cè)入流在水流方向上的流速分量，單位m/s；α為動(dòng)量修正系數(shù)：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(shù)，C為謝才系數(shù)，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(zhì)變量濃度，單位mg/L；D為擴(kuò)散系數(shù)，單位m²/s，S為源/匯項(xiàng)濃度，單位為mg/L；

(3-2)建立平原城市河網(wǎng)生境評價(jià)模型，所述平原城市河網(wǎng)生境評價(jià)模型根據(jù)平原城市河網(wǎng)一維水動(dòng)力水質(zhì)模型的模擬結(jié)果，利用指示物種對關(guān)鍵水環(huán)境因子的定量響應(yīng)關(guān)系曲線建立隸屬度函數(shù)及規(guī)則庫，然后進(jìn)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(jìn)而得到河流生境與水動(dòng)力水質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(4)具體包括：

結(jié)合城市河網(wǎng)閘泵工程、流速、水位、水量智能聯(lián)合調(diào)度技術(shù)，根據(jù)河流生境與水動(dòng)力水質(zhì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系，分析不同水力調(diào)控情景下的平均棲息地適宜指數(shù)，評價(jià)水力調(diào)控后的河流生境適宜度及平原河網(wǎng)生態(tài)健康狀況；其中：

平均棲息地適宜指數(shù)AHSI：

其中，A_i為對研究區(qū)域劃分出的網(wǎng)格計(jì)算單元i的面積，m²；HSI_i為計(jì)算單元i的棲息地適宜性指數(shù)；N為計(jì)算單元數(shù)量。