[发明专利]一种基于物元分析的河道生态径流过程评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于物元分析的河道生态径流过程评价方法，属于水资源管理与保护领域。

背景技术

引水式水电站一般建于坡降较大的中小型山区河流，利用管道或渠道将水流引至可形成较大落差的下游。其修建导致局部河段的径流量急剧减小，使坝址到电站厂房尾水间形成减脱水河段，对河道水文情势及生态质量造成负面影响。2016年，国家能源局发布《水电发展“十三五”规划》，要求对因水电开发造成环境保护、水土流失问题相对突出的中小型流域进行生态修复；同年2月，水利部印发《农村水电增效扩容改造河流生态修复指导意见》，提出在进行农村水电增效扩容改造时应科学确定河道生态流量及下泄措施，为河流生态功能自然修复创造条件。

河流生态系统保护及修复的一个重要组成部分是研究河流生态径流过程。目前，国内外学者多采用几种方法计算生态径流过程，综合分析后确定符合研究河域特征的方法。石永强使用四种水文学法并根据生态需求确定襄阳市主要河流的生态基流(石永强,左其亭.基于多种水文学法的襄阳市主要河流生态基流估算[J].中国农村水利水电,2017,(2):50-54+59.)；于松延采用六种方法计算渭河关中段生态基流量，结合径流年内分布特点进行分析确定Tennant法最优，Texas法其次(于松延,徐宗学,武玮.基于多种水文学方法估算渭河关中段生态基流[J].北京师范大学学报(自然科学版),2013,(Z1):175-179.)。

河流生态径流过程计算方法已取得较多研究成果，但不同河流适用的生态径流计算方法可能不同，目前在其方法选择上的主观因素较大，且多侧重于定性说明，没有明确的评价方法。因此提出一种生态径流过程评价方法，客观评价不同生态径流过程计算方法得到的结果，对河道生态径流过程的确定具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，客观评价不同方法计算出来的生态径流过程，进而确定河道生态径流过程，将物元分析法(Matter Element Analysis)与Tennant法耦合，提出了一种基于物元分析的河流生态径流过程评价方法。

所述物元分析法(Matter Element Analysis)是基于物元分析理论，其思想是将任一事物均用“事物的名称N、事物的特征C、该特征对应的量值X”三个要素来描述，并组成有序三元组的基本元，即物元，表示为R＝(N,C,X)。物元分析法应用于事物的评价中时，根据事物特征选取多个特征量实测值，建立相应的待评物元R，根据对事物的评价等级确定经典域物元R_j和节域物元R_p，确定各评价指标的权重后计算各评价指标对各评价等级的关联度K_j(x_i)及各评价等级的综合关联度K_j(P₀)，并根据综合关联度确定评价等级。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于物元分析的河道生态径流过程评价方法，具体步骤如下：

一种基于物元分析的河道生态径流过程评价方法，具体步骤如下：

步骤一：获取待研究流域水文资料，使用多种已有的方法计算各月生态流量，并以此组成不同的生态径流过程；

步骤二：基于Tennant法并结合研究流域具体特征确定生态径流过程评价标准；

步骤三：根据步骤一中得到的各月生态流量，采用物元分析法构建待评物元R，根据步骤二确定的生态径流过程评价标准构建经典域物元R_j和节域物元R_p；

步骤四：采用模糊层次分析法确定各评价指标的权重ω_i，i＝1,2,3…,12；

步骤五：确定各评价指标对各评价等级的关联度K_j(x_i)，考虑权重后计算各评价等级的综合关联度K_j(P₀)，根据综合关联度确定评价等级；

步骤六：根据步骤五确定的不同生态径流过程的评价等级，结合待研究流域的生态需水要求，综合确定生态径流过程。