[發(fā)明專(zhuān)利]一種構(gòu)造河流生態(tài)流量隸屬度函數(shù)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010058526.0
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111241469A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李繼清;黃婧;孫鳳玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/15
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/15
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種構(gòu)造河流生態(tài)流量隸屬度函數(shù)的方法，步驟1、假定河道流態(tài)為明渠均勻流，并且流速為河道過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄魉伲捎蒙鷳B(tài)水力半徑法，依據(jù)過(guò)水?dāng)嗝嫠?shù)與曼寧公式，確定出河道任意地點(diǎn)生態(tài)流速與生態(tài)流量間的關(guān)系函數(shù)，過(guò)水?dāng)嗝嫠?shù)包括：水力半徑、水力坡度、河道糙率、濕周等；步驟2、采用模糊數(shù)法得到生態(tài)流速的隸屬度函數(shù)α(v)，在確定的河道過(guò)水?dāng)嗝妫鷳B(tài)流量Q與生態(tài)流速v是一一映射，則生態(tài)流速由v＝f(Q)^?1表示，則對(duì)應(yīng)的河道過(guò)水?dāng)嗝嫔鷳B(tài)流量隸屬度函數(shù)為α(f(Q)^?1)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)與資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種構(gòu)造河流生態(tài)流量隸屬度函數(shù)的方法。

背景技術(shù)

河流是一個(gè)兼具自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)功能的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。人類(lèi)對(duì)于河流不適當(dāng)?shù)拈_(kāi)發(fā)利用會(huì)引起其理化性質(zhì)、泥沙淤積規(guī)律、水系連通性等性質(zhì)的改變，進(jìn)而造成河道水質(zhì)惡化、河漫灘植被衰退、生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性下降等問(wèn)題。水庫(kù)作為對(duì)河流影響最大的水工建筑物，其調(diào)度運(yùn)行方式既可以為生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)消極作用，也可以起到修復(fù)和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的積極作用。目前，各國(guó)政府普遍要求各個(gè)水庫(kù)泄放生態(tài)流量來(lái)保障河流生態(tài)功能。河道生態(tài)流量主要由以下四類(lèi)方法確定：

水文學(xué)法

(1)Tennant法，也稱(chēng)蒙大拿法。Don Tennant以美國(guó)內(nèi)布拉斯加州、蒙大拿州和懷俄明州10多年現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料為依據(jù)，分析棲息地生態(tài)環(huán)境與河道流量間的相關(guān)關(guān)系后，于1976年提出的生態(tài)流量確定方法^[1]，具體見(jiàn)表1。

表1 Tennant法(蒙大拿法)

2011年，陳敏等人將Tennant法應(yīng)用于港口灣水庫(kù)修建前后的水文情勢(shì)變化分析及評(píng)價(jià)中，發(fā)現(xiàn)由于修建水庫(kù)，下游徑流量呈秋冬增加、春夏減少、年內(nèi)分配更均勻的變化趨勢(shì)，且部分月份的月平均流量小于適宜生態(tài)徑流值^[2]。2015年，秦民為突出個(gè)別年份和流量，以典型年徑流代替多年平均流量，結(jié)合金沙江實(shí)際情況引入輸沙影響因子對(duì)Tennant法進(jìn)行改進(jìn)^[3]。2019年，黃顯峰等人將物元分析法與Tennant法相結(jié)合提出ME-Tennant河流生態(tài)流量過(guò)程評(píng)價(jià)模型，并對(duì)湖南省劉家坪水電站生態(tài)流量過(guò)程進(jìn)行計(jì)算及評(píng)價(jià)^[4]。

(2)逐月最小生態(tài)流量法，依據(jù)河流各月多年平均徑流系列制定生態(tài)流量過(guò)程的方法^[5]。2013年，潘扎榮等人在逐月最小生態(tài)流量法的基礎(chǔ)上，以河流天然徑流過(guò)程的特征變量量化同期均值比，結(jié)合多年月平均徑流過(guò)程推求河道基本生態(tài)需水量的年內(nèi)過(guò)程，提出年內(nèi)展布法^[6]。

(3)7Q10法，采用90％保證率下連續(xù)7日的最枯平均流量作為河流最小流量設(shè)計(jì)值。該方法在引入我國(guó)時(shí)，已根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及徑流地區(qū)分配不均的情況修改為：一般河流采用近10年或90％保證率的最枯月平均流量作為河流環(huán)境用水^[7]。

(4)Texas法，是在Tennant法基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮河流水文因素的季節(jié)變化規(guī)律，通過(guò)計(jì)算各月流量頻率曲線(xiàn)，在50％保證率的月流量基礎(chǔ)上，依據(jù)研究區(qū)典型植物、水生生物的水量需求設(shè)定特定百分率作為最小生態(tài)流量^[8]。2018年，侯昕玥等人采用多種水文學(xué)方法對(duì)小清河濟(jì)南段生態(tài)流量進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)SPSS軟件分析，認(rèn)為T(mén)exas法計(jì)算得出的生態(tài)流量適用性最好^[9]。

水力學(xué)法

(1)濕周法，是以濕周為棲息地質(zhì)量指標(biāo)，繪制棲息地臨界濕周與流量關(guān)系曲線(xiàn)，將曲線(xiàn)中的發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折處所對(duì)應(yīng)的流量作為生態(tài)流量^[10]。