[發明專利]基于微生物P/R值評估河流減水河段環境流量的方法

有效

• 申請號: 202010178893.4
• 申請日: 2020-03-15
• 公開（公告）號: CN111461503B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 苗令占;侯俊;王沛芳;王超;邵國毅;尤國祥
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G01N33/18
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 嚴海晨

1.基于微生物P/R值評估河流減水河段環境流量的方法，包括以下步驟：

(1)斷面監測：對河流斷面的水體流速和斷面面積進行監測；

(2)樣品的采集與測定：河流沉積物樣品的原位采集，將樣品置于培養箱中培養，利用探頭測定黑箱和白箱DO變化；

(3)微生物P/R值與流量關系的建立：對微生物樣品P/R值的計算分析，建立底棲微生物P/R值與斷面流速間的關系，進而構建微生物P/R值與斷面環境流量的適應性范圍，底棲微生物P/R值是其初級生產力和呼吸速率的比值。

2.根據權利要求1所述的基于微生物P/R值評估河流減水河段環境流量的方法，其特征是所述步驟(1)斷面監測，具體包括對河流水體流速、河面寬度和水深進行測定，用流速監測設備對斷面平均流速進行測定分析，用超聲設備對河面寬度和水深完成測量，并計算出監測斷面的面積。

3.根據權利要求1所述的基于微生物P/R值評估河流減水河段環境流量的方法，其特征是所述步驟(2)樣品的采集與測定，具體包括以下步驟：

1)在河流監測斷面處，利用已消毒殺菌的樣品勺采集表層0～1cm處沉積物樣品30ml；

2)取10ml沉積物樣品置于3組準備好的水箱之中，培養水箱是可密封的透明的有機玻璃箱，規格為0.2m×0.2m×0.2m，注滿河水，注意不要有空氣留存在水箱內，水箱上蓋留有一小孔，將測水體溶解氧的儀器探頭插入水中；將透明水箱暴露于日光之下，連續一個小時每10分鐘測量一次溶解氧DO的數值；然后用遮光的口袋套住三個水箱，連續一個小時每隔10分鐘測量一次溶解氧DO的數值。

4.根據權利要求1所述的基于微生物P/R值評估河流減水河段環境流量的方法，其特征是所述步驟(3)微生物P/R值與環境流量間關系的建立，包括利用所測DO數據對微生物樣品GPP和CR值的計算分析，進而得到P/R值，建立微生物P/R值與斷面流量間的關系，進而構建微生物P/R值與河流環境流量的適應性范圍；具體包括以下步驟：

1)計算GPP與CR：

CR的單位是gO₂/(m³·d)，計算公式是：

式中C₀——開始遮光時的水箱中溶解氧濃度

C_b——遮光培養1小時后的水箱中溶解氧濃度

V——水箱的體積，V＝0.08m³

V′——加入單個水箱的底泥濃度；

NPP凈初級生產力的單位是gO₂/(m³·d)，計算公式：

式中C₀——開始時的水箱中溶解氧濃度，單位mg/L

C_b——光照培養1小時后的水箱中溶解氧濃度，單位mg/L

V——水箱的體積，V＝0.08m³

V′——加入單個水箱的底泥體積，單位mL；

初級生產力

GPP＝NPP+CR (3)

式中GPP——總初級生產力，簡稱初級生產力，單位gO₂/(m³·d)

2)計算P/R值：

式中P/R——無量綱數

3)根據流量梯度減少與微生物P/R值之間的響應關系，建立微生物P/R值與流量量化關系：

P/R＝a exp(ΔQ^b) (5)

4)構建微生物P/R值與流量之間的閾值關系，設定河流健康狀況與流量減少范圍的對應關系，結合基于微生物P/R值的健康評估標準，形成一種河流健康程度的環境流量的評估技術。