[发明专利]一种基于径流情势、水质及生物多要素的环境流量过程调控方法

摘要

本发明公开了一种基于径流情势、水质及生物多要素的环境流量过程调控方法，包括以下步骤：步骤1、确定河流生态分区，识别影响生物群落的关键径流情势及水质要素；步骤2、构建径流情势、水质要素及生物多样性指数的量化关系；步骤3、考虑研究河流为自然河流或调控河流，如调控影响剧烈，则计算调控影响下生物多样性指数的变化率；如果研究河流受闸坝调控影响较小或为自然河流，直接进行步骤4；步骤4、完善并扩展河流健康的评价指标(包括径流情势、水质要素和生物多样性指数)和准则。基于实测日径流过程，得到不同水质健康级别下环境流量过程区间。为河流环境流量过程的确定，水利工程调控对生物群落的影响乃至河流生态系统保护提供了技术支撑。

主权项

1.一种基于径流情势、水质及生物多要素的环境流量过程调控方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)河流生态分区及关键径流情势和水质要素识别：1‑1.收集研究区河流的日径流数据、水质要素数据和生物要素数据；1‑2.基于生物要素数据计算河流生物多样性指数，利用多元统计分析方法识别研究区内生物多样性指数的空间分布差异，确定河流生态分区；1‑3.基于日径流数据计算径流情势指标，利用多元统计分析方法识别影响河流生物多样性指数变化的关键径流情势指标及水质要素指标；步骤2)构建径流情势、水质要素及生物多样性指数量化关系：利用多元统计分析方法或机理模型，基于步骤1)识别的关键径流情势和水质要素，构建径流情势、水质要素及生物多样性指数间的量化关系模型；步骤3)计算调控对生物多样性指数影响变化率：如果研究河流受闸坝调控影响剧烈，将构建考虑闸坝调度规则的流域分布式水文模型，模拟闸坝调控影响下的关键断面的径流过程；设置无闸坝调控情景，模拟无闸坝调控下的径流过程，确定相应的关键径流情势指标，根据步骤2)中构建的量化关系模型，得到无调控影响下的生物多样性指数，并计算调控影响下生物多样性指数的变化率；如果研究河流受闸坝调控影响较小或为自然河流，直接进行步骤4)；步骤4)完善河流健康准则及调控环境流量过程：4‑1.参考已有河流健康的生物多样性指数评价研究成果，结合研究区河流生物多样性指数范围，确定河流在不同健康等级下对应的生物多样性指数范围；4‑2.根据确定的河流不同健康等级下生物多样性指数范围，利用步骤2)构建的量化关系模型，确定生物多样性指数在不同健康等级下对应的关键径流情势指标及水质要素指标的取值范围；4‑3.设置关键水质要素处在不同健康等级，以保障河流生物多样性指数处于健康水平为目标，基于步骤2)的量化关系模型，获得不同水质等级下关键径流情势指标的取值范围；4‑4.利用4‑3步骤中获得的不同水质等级下关键径流情势指标的取值范围，调整实测日径流过程相应径流情势指标大小，得到满足河流生物多样性指数为健康等级的环境流量过程区间。