[發(fā)明專利]基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110087667.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112906313A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)新宇;楊青顏;伍艷;趙方正;武慶陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 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: 張華蒙

1.基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在水動(dòng)力學(xué)模型中輸入不同的流量條件Q_m，得到研究河段各斷面的流速、水深分布，將流速、水深分別帶入指示魚類流速適宜度曲線、水深適宜度曲線，得到各斷面的水深、適宜度指數(shù)；

步驟2，根據(jù)不同流量條件Q_m下各斷面的水深、適宜度指數(shù)，得到不同的初始流量條件Q_m對(duì)應(yīng)的綜合適宜度指數(shù)HSI；

步驟3，利用不同流量條件Q_m對(duì)應(yīng)的綜合適宜度指數(shù)HSI，計(jì)算對(duì)應(yīng)的有效棲息地面積WUA，以流量條件Q_m為橫坐標(biāo)，以有效棲息地面積WUA為縱坐標(biāo)，繪制流量-有效棲息地關(guān)系曲線，即Q_m-WUA關(guān)系曲線；

步驟4，根據(jù)生態(tài)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度計(jì)算結(jié)果，計(jì)算系統(tǒng)協(xié)調(diào)度和協(xié)同貢獻(xiàn)度置換率；將系統(tǒng)協(xié)調(diào)度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的生態(tài)流量作為協(xié)同最優(yōu)生態(tài)流量，當(dāng)協(xié)同最優(yōu)生態(tài)流量處于生態(tài)流量閾值區(qū)間時(shí)，即為最終的河流生態(tài)流量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，在所述的步驟1之前進(jìn)行各類指標(biāo)的獲取，包括如下內(nèi)容：

步驟1.1，確定研究河段和研究時(shí)段，收集魚類種群調(diào)查資料，根據(jù)魚類種群資料，選出指示魚類；

步驟1.2，棲息地適宜度指數(shù)是用來(lái)定量描述生物對(duì)生境的偏好程度與生境因子之間關(guān)系的方法；以適宜度指數(shù)為縱坐標(biāo)，以流速、水深為橫坐標(biāo)，根據(jù)指示魚類所喜好的流速、水深特性，分別繪制指示魚類的流速適宜度曲線、水深適宜度曲線；

步驟1.3，收集研究河段的斷面資料、逐日水位資料、逐日流量資料，利用這些資料構(gòu)建水動(dòng)力學(xué)模型，并率定水動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，所述的步驟4中，生態(tài)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度的計(jì)算方法如下：

步驟4.1)，將有效棲息地面積最大時(shí)對(duì)應(yīng)的流量作為最適宜生態(tài)流量，將流量-有效棲息地關(guān)系曲線的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)作為最小生態(tài)流量，將最適宜生態(tài)流量作為生態(tài)流量閾值上限，將最小生態(tài)流量作為生態(tài)流量閾值下限；

步驟4.2)，利用系統(tǒng)協(xié)同理論，把社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水量和河流生態(tài)流量看作一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，構(gòu)建基于系統(tǒng)協(xié)同理論的多目標(biāo)評(píng)價(jià)方法；

步驟4.3)，將有效棲息地面積作為衡量生態(tài)效益的效益指標(biāo)，每一個(gè)生態(tài)流量值對(duì)應(yīng)一個(gè)有效棲息地面積，并對(duì)應(yīng)一個(gè)生態(tài)效益值；

步驟4.4)，將區(qū)域供水量作為衡量社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的效益指標(biāo)，在河流水量總量一定的情況下，區(qū)域供水量等于河流水量總量減去生態(tài)流量，每一個(gè)生態(tài)流量值對(duì)應(yīng)一個(gè)區(qū)域供水量，并對(duì)應(yīng)一個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益值；

步驟4.5)，計(jì)算生態(tài)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同貢獻(xiàn)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟1中的流量條件Q_m選取公式為：

Q_m＝k×Q_p

其中，Q_m、Q_p分別為初始流量條件、多年平均徑流量；k為百分比，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟2中的的綜合適宜度指數(shù)HSI計(jì)算公式為：

HSI＝f(V)·f(D)

其中，HSI為斷面的綜合適宜度指數(shù)；f(V)、f(D)分別為斷面的流速、水深適宜度值，分別由對(duì)應(yīng)的適宜度曲線查得。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于系統(tǒng)協(xié)同理論的生態(tài)流量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟3中的有效棲息地面積WUA計(jì)算公式為：

其中，A_i為研究河段第i個(gè)斷面控制的水域面積；HSI_i為第i個(gè)斷面的綜合適宜度指數(shù)HSI。