[发明专利]一种河流生态需水计算系统及信息传输方法

权利要求书

1.一种河流生态需水计算系统，其特征在于，包括河流分区监测模块（1）、平均雨量预计模块（2）、河流径流量监测模块（3）、水深对比模块（4）、氧容量监测模块（5）、生物数量监测模块（6）、微量元素监测模块（7）和智慧终端处理系统（8）；

所述河流分区监测模块（1）根据河流底部的深度、河流长度、河宽参数，按比例创建河流模型，并且将河流模型划分为若干个参数监测区；

所述平均雨量预计模块（2）根据多年的雨水分布情况，划分出多年平均天然流量的丰水期和枯水期，分别统计每个参数监测区丰水期的多年平均天然流量，以及枯水期的多年平均天然流量；

所述河流径流量监测模块（3）用于统计单位时间内通过每个参数监测区过水断面的平均水量；

所述水深对比模块（4）分别监测不同参数监测区的水位，并且在每个参数监测区将水位参数实时对比，确定每个参数监测区的水位升降情况；

所述生物数量监测模块（6）用于取样监测每个参数监测区的生物数量，对应计算每个参数监测区生物体数量所需的理想溶解氧浓度和理想微量元素；

所述生物数量监测模块（6）监测每个参数监测区的生物数量，确定所需的理想溶解氧浓度和理想微量元素的具体方式为：

定时对每个参数监测区的水质取样，监测水质中含有的微生物浓度，根据微生物浓度判断对应参数监测区的生物数量；

根据每个参数监测区的生物数量，计算河流中供给生物所需的理想溶解氧浓度；

根据每个参数监测区的河水体积，计算每个参数监测区的营养盐合理浓度；

所述氧容量监测模块（5）用于实时监测河体内每个参数监测区的实际溶解氧浓度，并将实际溶解氧浓度与生物体所需理想溶解氧浓度实时对比；

所述微量元素监测模块（7）用于实时监测河水内的实际营养盐浓度，并将氮、磷、钾微量元素浓度与河流的理想微量元素浓度实时对比；

其中，所述智慧终端处理系统（8）根据水深对比模块（4）、氧容量监测模块（5）和微量元素监测模块（7）的数据，计算河流的水深分别与溶解氧浓度、微量元素浓度的函数关系，具体步骤为：

所述水深对比模块（4）实时监测每个参数监测区的水深，并且定时将水深数据发送到智慧终端处理系统（8），智慧终端处理系统（8）根据每个参数监测区的体积和水深参数，计算每个参数监测区的水容量；

所述氧容量监测模块（5）取样不同水深的河流水体，计算河流水体内的实际溶解氧浓度，所述微量元素监测模块（7）计算河流水体内的实际营养盐浓度；根据不同水容量、实际溶解氧浓度和实际营养盐浓度数据，分别计算水容量与实际溶解氧浓度之间的函数关系以及水深与实际营养盐浓度之间的函数关系；

将氧容量监测模块（5）的实际监测值与每个参数监测区的理想溶解氧浓度实时对比，根据氧容量的实际监测值以及水容量与溶解氧浓度的函数关系，确定每个参数监测区的理想水深；根据理想水深推导每个参数监测区的河流生态需水，选择河流生态需水的最大值作为第一标准河流径流量；

将微量元素监测模块（7）的实际监测值与每个参数监测区的营养盐合理浓度实时对比，根据微量元素的实际监测值以及水深与营养盐浓度的函数关系，确定每个参数监测区的理想水深；计算每个参数监测区的河流生态需水，选择河流生态需水的最大值作为第二标准河流径流量；

再次对比第一标准河流径流量和第二标准河流径流量的数据大小，选择最大值作为该参数监测区的最终河流径流量。

2.根据权利要求1所述的一种河流生态需水计算系统，其特征在于：所述河流径流量监测模块（3）在每个参数监测区的出水口计算经过该参数监测区的实时径流量，在丰水期间，通过河流径流量监测模块确定河流生态需水的步骤为：

提取平均雨量预计模块（2）中的多年丰水期数据，计算多年丰水期的平均天然流量；

利用蒙大拿法计算在丰水期的河流生态需水；

河流径流量监测模块（3）定时获取每个参数监测区的平均径流量，将平均径流量与蒙大拿法计算的河流生态需水相比，判断当前河道流量是否符合生态需水。

3.根据权利要求1所述的一种河流生态需水计算系统，其特征在于：在枯水期，所述智慧终端处理系统（8）将每个参数监测区测量的水深参数与瞬间河流径流量匹配对应，确定河流径流量与水深数据之间的函数关系，将水深对比模块的监测数据分为正常水深、不足水深和退化水深。