[發明專利]一種基于生態赤字指標的河流生態風險評估方法

在審

• 申請號: 202111296779.2
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114037248A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 郭曉明;張松;楊金標;郭彥;李新杰;周曼;胡挺;蘇磊
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26;G06F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于生態赤字指標的河流生態風險評估方法，屬于生態水文學領域，其IPC分類號為E02B1/00。該評估方法依據水文站逐年流量過程線，得到季生態赤字和年生態赤字。通過試評估計算確定劃分各風險等級的季生態赤字閾值和年生態赤字閾值，對歷年的季生態風險和年生態風險進行評估。本發明克服了現有僅限于月時間尺度生態風險評估方法的局限，將評估的時間尺度擴展到了季、年，為河流管理部門實施長短結合、分期評估、分級預警的生態風險管理提供方法支撐。

技術領域

本發明屬于水文學中的生態風險評估領域，具體涉及一種基于生態赤字指標的河流生態風險評估方法，屬于一般的水利方法，其IPC分類號為E02B 1/00。

背景技術

生態風險評估是評價河流生態系統健康狀況的一種重要途徑，可為河流管理部門實施生態修復提供科技支撐。基于生態赤字指標評估河流生態風險，是近年逐漸發展起來的一種新方法。該方法的細節見文獻[張松，郭曉明，周曼，胡挺.基于生態徑流指標的水文情勢變化評估新方法[J].水力發電學報，2021]，其提出了月時間尺度上的生態風險評估方法。然而，生態赤字具有年、季、月三種時間尺度，不同時間尺度的生態赤字可反映不同時間細節下的徑流減少程度，河流管理部門既需要掌握多種時間尺度上的生態赤字，也需要認識相應時間尺度的生態風險等級。但上述方法不能得到更大時間尺度(季節、年)的生態風險，無法在不同時間尺度上評價河流生態系統健康狀況，不能為河流管理部門全面評估生態風險、系統構建生態風險預警機制、科學實施風險管理提供有效支撐。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷，本發明提供了一種基于生態赤字指標的河流生態風險評估方法，用以解決現有技術中無法評估季節、年時間尺度上的河流生態風險。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于生態赤字指標的河流生態風險評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，收集所分析水文站的長序列逐年日流量數據，根據水文站上游水庫的正式開始運用時間，將時間序分列為建庫前、建庫后；

步驟2，確定下四分位數流量過程線；具體包括：

基于建庫前時期的日流量數據，從每年同一天的日流量數據中，計算得到當日的下四分位數流量，由每一天的下四分位數流量組成下四分位數流量過程線；

步驟3，按照春、夏、秋和冬四個季節，分別計算適應范圍最小季節徑流、適應范圍最小年徑流；具體包括：

根據下四分位數流量過程線，計算春、夏、秋、冬四個季節的徑流量，得到每個季節的適應范圍最小季節徑流；根據下四分位數流量過程線，計算全年徑流量，得到適應范圍最小年徑流。

步驟4，對于任意一年的流量過程線，計算每個季節低于下四分位數流量過程線的徑流量，其與該季節的適應范圍最小徑流之比，則為該季節的生態赤字；具體包括：

將任意一年的流量過程線與下四分位數流量過程線進行比較，按照下式計算每個季節的生態赤字，即：

式中，s代表季節，s＝1，2，3，4，分別表示春季、夏季、秋季、冬季；T₁為每個季節的天數，確定3月、4月、5月為春季，當s＝1時，T₁＝92；MinW_s為s季節的適應范圍最小徑流，單位為m³；ED_s為該年s季節的生態赤字；

步驟5，對于任意一年的流量過程線，計算全年低于下四分位數流量過程線的徑流量，其與適應范圍最小年徑流之比，為該年的生態赤字；具體包括：

將任意一年的流量過程線與下四分位數流量過程線進行比較，按照下式計算年生態赤字，即：