[發明專利]一種面向過渡區功能發揮的河湖生態需水整體核算方法

有效

• 申請號: 202110411408.8
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN112989628B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 楊薇;付顯婷;崔保山;楊志峰;王烜;劉丹
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/0639
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 韓迎之

本發明公開了一種面向過渡區功能發揮的河湖生態需水整體核算方法，涉及生態需水技術領域，具體步驟如下：確定過渡區邊界，獲取分界結果；結合所述分界結果計算所述過渡區的生態需水指數；對所述過渡區的食物網結構進行定量化計算；根據所述過渡區的生態需水指數與所述過渡區的食物網結構的響應關系，得到響應曲線；通過所述響應曲線的極大值確定所述過渡區生態需水指數范圍，進而得到河流流量和湖泊水位。使用本發明進行生態需水整體核算可以協同解決河流湖泊水系生態需水整體核算中的流量水位不兼顧、水文生態不匹配、水量水質不耦合的問題。

技術領域

本發明涉及生態需水技術領域，更具體的說是涉及一種面向過渡區功能發揮的河湖生態需水整體核算方法。

背景技術

河流、湖泊、沼澤之間存在密切的水文和生態聯系，形成完整連續的河湖沼系統，目前生態需水系統核算方法多針對河流、湖泊、沼澤等個體單元獨立核算并進行簡單加減，忽略河湖沼之間水文、生態的耦合和交互作用，系統整體性薄弱，難以在實踐上指導河湖沼水系網絡優化調控和系統生態修復。本發明聚焦河湖沼過渡區的關鍵通道和紐帶作用，闡明了河湖沼系統的分區分類，發展了基于過渡區內涵特征的河湖沼生態需水指數，以保障過渡區生態功能的發揮為目標，構建了河湖沼系統生態需水整體核算模型，可為河湖沼系統生態需水定量化核算、保障與調控提供科學技術支撐。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種面向過渡區功能發揮的河湖生態需水整體核算方法，協同解決河流湖泊水系生態需水整體核算中的流量水位不兼顧、水文生態不匹配、水量水質不耦合的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種面向過渡區功能發揮的河湖生態需水整體核算方法，具體步驟如下：

確定過渡區邊界，獲取分界結果；

結合所述分界結果計算所述過渡區的生態需水指數；

對所述過渡區的食物網結構進行定量化計算；

根據所述過渡區的生態需水指數與所述過渡區的食物網結構的響應關系，得到響應曲線；

通過所述響應曲線的極大值確定所述過渡區生態需水指數范圍，進而得到河流流量和湖泊水位。

通過采用上述技術方案，具有以下有益的技術效果：聚焦河湖沼過渡區的關鍵通道和紐帶作用，發展了基于過渡區內涵特征的河湖沼生態需水指數，以保障過渡區生態功能的發揮為目標，構建了河湖沼系統生態需水整體核算模型方法框架。

優選的，所述過渡區邊界通過水動力和水質沿縱向梯度的變化特征確定，公式如下：

其中，s為水動力指標或者水質指標，C_v為所述水動力指標、所述水質指標的梯度臨界閾值。

優選的，所述過渡區的生態需水指數的計算公式為；

其中，E_DD為所述過渡區下邊界的總能量，E_TU為所述過渡區上邊界的總能量，m為水體質量，v_U為所述過渡區上邊界的斷面平均流速，h_U為所述過渡區的上邊界水位。

優選的，所述過渡區的食物網結構通過食物網拓撲學指數得到，包括消費者營養級數TL、功能群數S、鏈接數L、鏈接密度LD、連通度C、食物鏈長度FCL，計算公式如下：

TL＝[(δ¹⁵N_consumer-δ¹⁵N_{primary?consumer})/TEF]+2；

LD＝L/S；

C＝L/S²；