[發明專利]一種河道內生態基流確定方法及系統

有效

• 申請號: 201910052903.7
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109635514B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 王煜;尚文繡;彭少明;鄭小康;方洪斌
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開一種河道內生態基流確定方法及系統。包括：獲取研究斷面的基礎資料，基礎資料包括研究斷面長系列天然日徑流數據、研究斷面所在河段的地形數據和水生生物物種分布及生態習性數據；根據研究斷面的基礎資料，確定擬保護的關鍵物種，采用棲息地模擬法，確定適宜關鍵物種生存的流量范圍；流量范圍包括適宜關鍵物種成體生存的第一流量范圍和適宜關鍵物種幼體生存的第二流量范圍；確定研究斷面的長系列天然日徑流數據中的最小流量值；根據第一流量范圍、第二流量范圍與研究斷面的長系列天然日徑流數據中的最小流量值，確定生態基流的范圍。本發明兼顧關鍵物種生存發育需求和所有土著物種基本生存需求，提升了生態基流確定的全面性和實用性。

技術領域

本發明涉及生態系統領域，特別是涉及一種河道內生態基流確定方法及系統。

背景技術

生態基流是生態流量的基本組成部分，其目的在于保障水生生物生存、空間連通等基本生態需求。全球范圍內生態流量的確定方法已經達到數百種，大致分為水文學法、水力學法、棲息地模擬法和整體分析法4類。其中水文學法和水力學法雖簡便易行，但缺乏水生生物和流量間的作用機理，生態保護效果不明確，正逐漸被具有明確物理機制的棲息地模擬法和整體分析法所取代。

棲息地模擬法一般選擇一種或幾種水生生物作為擬保護的關鍵物種，通過模擬流速、水深等理化條件來模擬關鍵物種的棲息地分布，建立流量與棲息地的關系，從而確定有利于關鍵物種棲息的流量范圍。但水生生物的生存繁衍受到流速、水深、水溫、水質、營養物質等多種因素的影響，目前無法對棲息環境進行全面模擬，導致棲息地模擬法存在失效的可能性；此外，關鍵物種并不能代表所有土著水生生物，對一種物種有利的棲息條件可能不適宜其它物種生存。

發明內容

本發明的目的是提供一種河道內生態基流確定方法及系統，以兼顧關鍵物種生存發育需求和所有土著物種基本生存需求，提升生態基流確定的全面性和實用性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種河道內生態基流確定方法，包括：

獲取研究斷面的基礎資料，所述基礎資料包括研究斷面長系列天然日徑流數據、研究斷面所在河段的地形數據和水生生物物種分布及生態習性數據；

根據所述研究斷面的基礎資料，確定擬保護的關鍵物種，采用棲息地模擬法，確定適宜關鍵物種生存的流量范圍；所述流量范圍包括適宜關鍵物種成體生存的第一流量范圍和適宜關鍵物種幼體生存的第二流量范圍；

確定所述研究斷面的長系列天然日徑流數據中的最小流量值；

根據所述第一流量范圍、所述第二流量范圍與所述研究斷面的長系列天然日徑流數據中的最小流量值，確定生態基流的范圍。

可選的，所述根據所述研究斷面的地形數據和長系列天然日徑流數據，采用棲息地模擬法，確定水生生物適宜生存的流量范圍，具體包括：

根據水生生物的生態價值和經濟價值，確定擬保護的關鍵物種；

確定所述關鍵物種生存發育所需的第一條件和第二條件；所述第一條件為所述關鍵物種成體生存發育所需的流速和水深條件，所述第二條件為所述關鍵物種幼體生存發育所需的流速和水深條件；

根據研究斷面的位置，確定擬模擬的河段范圍，建立擬模擬河段的二維水力學模型；所述二維水力學模型用來模擬不同流量下河段內的流速和水深分布；

根據所述二維水力學模型的模擬結果，統計不同流量下滿足所述關鍵物種生存發育所需的第一條件和第二條件分別對應的水域面積；

根據所述關鍵物種生存發育所需的第一條件對應的水域面積，繪制流量-棲息地面積第一曲線；根據所述關鍵物種生存發育所需的第二條件對應的水域面積，繪制流量-棲息地面積第二曲線；

根據所述流量-棲息地面積第一曲線確定適宜關鍵物種成體生存的第一流量范圍；