[发明专利]一种确定河流生态系统对流量和水质需求的方法

权利要求书

1.一种确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)河段泛化；

2)确定生态流速和水质标准；

3)确定生态流量；

4)确定水环境容量。

2.根据权利要求1所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：

获得河段内排污口和支流汇入的流量和污染物浓度，以及各个汇入点与下游断面的距离，流量用O表示，浓度用J表示，距离用l表示，利用公式一进行排污口的泛化；

式中，i代表第i个排污口或支流，a为排污口和支流总数，L为泛化的排污口与下游断面的距离。

3.根据权利要求2所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：

根据河段内鱼类生存繁殖的需求确定河段内应保持的流速范围和污染物浓度范围，用R_d表示生态流速，R_min表示生态流速的最小阈值，R_max表示生态流速的最大阈值，R_d∈[R_min，R_max]；用J_d表示适宜的污染物浓度，J_min表示污染物浓度最小阈值，J_max表示污染物浓度的最大阈值，J_d∈[J_min，J_max]。

4.根据权利要求3所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤3)具体为：

根据改进的生态水力半径法，采用公式二计算生态流量，生态流量用O_d表示；

式中，n代表糙率，R代表水力半径，J代表水力坡度。

5.根据权利要求4所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤4)具体为：

根据一维水质模型和污染物平衡方程，采用公式三计算水环境容量，水环境容量用P表示；

式中，O₀、J₀代表上游断面的流量和污染物浓度，J₁代表任一断面的污染物浓度，o为上游断面到这一断面间输入的流量，l₁上游断面到这一断面的距离，k为污染物综合退化系数，R为两个断面间的平均流速。

6.根据权利要求5所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤4)中，由于生态流速R_d∈[R_min，R_max]，可计算出P∈[P_min，P_max]。

7.根据权利要求6所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤4)中，流速调节系数用a表示，污染物控制系数用b表示，P_s根据公式一、三计算得到，

8.根据权利要求7所述的确定河流生态系统对流量和水质需求的方法，其特征在于：所述步骤4)中，由于O_d、R_d、P相互影响，需要通过多次迭代计算，以R_d∈[R_min，R_max]，Jd∈[J_min，J_max]为控制条件得到a，b的取值范围a∈[a_min，a_max]、b∈[b_min，b_max]，根据实际情况选择a、b的取值进行河流生态调度。