[發明專利]一種對河流系統健康狀態進行預警的方法

有效

• 申請號: 202110219123.4
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113269384B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 吳龍華;石教智;楊校禮;方陳卓;胡成;楊建貴
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明提供了一種對河流系統健康狀態進行預警的方法。該方法通過構建河流系統健康警兆指標體系、河流系統健康警情指標與各警兆指標的警度與警限并設置相應的預警信號系統，對河流系統健康進行評估并發出相應預警信號；然后在構建河流系統健康警源指標體系的基礎上，對影響河流系統健康的警源進行查證分析；最后通過對各警兆指標分別進行預測并結合河流系統的健康評估和預警信號系統，對河流系統未來一定時間內的健康狀況進行預警分析。本發明綜合考慮了在一個河流系統中人類及其自身發展水平、人類的社會活動與河流自然生態環境之間的相互作用、相互影響，使得計算結果更加符合實際情況。

技術領域

本發明涉及水利工程建設與管理技術研究領域，具體為河流系統健康狀態預警的方法。

背景技術

隨著人類社會經濟和科學技術水平飛速發展，人類活動對河流的影響以及改造的范圍和強度都日益加劇，嚴重的甚至已經超越了河流生態系統自身的調節能力，造成河流生態系統的退化或崩潰。為了更好地維護河流的可持續發展、促進人水和諧，人們提出了河流健康的理念，并利用不同的方法對河流的健康狀態進行評估。河流健康的評估方法主要有三種：一是以水質的好壞程度來判斷河流的健康程度；二是通過對河流生態環境中某些代表性生物的評價來描述河流的健康程度；三是通過建立河流健康的評價指標體系，然后利用數學方法建立評價模型對河流的健康狀況進行評估，這也是目前大部分河流健康評價的方法。楊文慧還進一步提出了利用主因分析模型對誘發河流病變的因素進行定量的查證分析。

目前，對河流健康的評估絕大多數采用的都是多指標的綜合評價法。該方法一般是根據事先設定的評價標準對能夠代表河流特征的一系列指標進行打分評判，然后通過一定的數學算法構建評價模型，利用評價模型的計算結果作為評價河流健康狀況的依據。最初構建的河流健康綜合評價指標體系，大多數是從河流的生物、化學以及形態特征等河流的自然生態環境方面選取指標并進行打分，其中最具代表性的是澳大利亞建立的 ISC河流評價方法。ISC方法構建了包括河流水文特征、物理構造特征、河岸帶狀況、水質參數、水生生物5個方面，總共l9項指標的評價指標體系。國內對河流健康進行評估時，為表征河流提供社會服務的能力，指標體系中除了包含河流的自然生態環境指標外又增加了反映河流社會服務功能的指標。在多指標評價法中如果選取的河流表征因子足夠全面細致的話，構建的指標體系就能夠反映河流的健康狀況。

目前國內外在對河流健康進行評估時，現有的評價方法只能對河流健康狀況進行評估，屬于靜態的評價分析，無法及時、準確、動態地反映河流健康狀態未來的變化趨勢。同時，現有評價方法也不能對河流健康狀況在可能脅迫下的發展變化趨勢做出準確預測，從而無法對可能造成河流不健康的各種脅迫提前發出預警信號、并為河流管理者提供前瞻性的科學決策依據。另外，現有的河流健康評價只是針對于河流本身，而忽略了流域內的人類社會自身發展水平對河流的影響。

發明內容

為了克服當前河流健康評價中存在的不足，提出一種對河流系統健康狀態進行預警的方法，該方法綜合體現了在一個河流系統中人類及其自身發展水平、人類的社會活動與河流自然生態環境之間的相互作用、相互影響，使得計算結果更加符合實際情況，也有利于進一步推進對河流的健康管理，促進人與河流的和諧發展。本發明所述的河流系統是指在河流流域內，由自然要素和社會要素組成并通過人類活動結合在一起的、相互關聯、具有一定動態平衡能力、等級結構、功能和有序的、復雜的、開放的有機整體。其中人是河流系統中的主體，而河流的自然生態系統是其中的客體，河流的各項社會服務功能(即人類社會活動)則是聯系主體和客體的紐帶。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種對河流系統健康狀態進行預警的方法，包括以下步驟：

S1、構建多目標的模糊層次—模糊綜合評價模型對河流系統的健康狀況進行評估，具體包括：

S11、構建河流系統健康預警警情、警兆指標體系及其層次結構；

S12、確定各層級警情指標的警度及其警限，并設置相應的預警信號；