一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，包括如下步骤：(1)选择相应的进行近自然状况评价的河流；(2)参考点选取；(3)指标选取；(4)数据标准化；(5)权重的确定；(6)评分标准的确定；(7)河流近自然状况判断。本发明专利技术采用统计学方法确定指标层权重，确定方法较为客观、简便，既兼顾可持续发展和生态保护，又降低专家打分或技术人员经验可能带来的结果偏差，与我国水环境分区分级管理的理念一致。本发明专利技术通过直接在目标层设定河流近自然状况评价标准，简化了评价方法，便于环境管理者迅速建立不同水体的评分标准体系，扩大了方法的适用范围。

A method for assessing near natural condition of river based on water ecological function zoning

The invention discloses a near natural condition assessment method based on water ecological function zoning of the river, which comprises the following steps: (1) select the near natural conditions evaluation of rivers; (2) the selected reference point; (3) index; (4) data standardization; (5) to determine the weight of the right; (6) to determine the standard for evaluation; (7) the river near natural condition. The invention adopts the statistical method to determine the index weight determination method, more objective and simple, taking into account both sustainable development and ecological protection, and reduce the experts or technical personnel experience may lead to deviation of results, consistent with China's water environment zoning classification management. The present invention by directly in the target setting river near natural conditions evaluation standard, simplified the evaluation method for environmental managers to quickly establish different water standard for evaluation system, expand the scope of application of the method.

【技术实现步骤摘要】
一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法
本专利技术涉及一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法。
技术介绍
河流生态退化已成为全球性的环境问题，受到国内外的普遍关注。我国是一个江河众多的国家，却有2/3以上的河流受到不同程度的人类活动干扰。随着社会经济的迅速发展及国民环保意识的提高，人们对退化河流生态系统进行生态修复或恢复的要求越来越迫切。传统的河流治理工程多以防洪抗旱为前提，导致河流横向和纵向连通性变差，进而影响了河流的生态系统健康，使得河流的自净能力、自我恢复能力及生态服务功能降低，反过来阻碍人类社会的可持续发展。如何科学合理地评价河流生态环境现状，恢复河流的生态系统功能，是当前亟需解决的重要环境问题之一。河流近自然状况评价已然成为河流生态恢复目标设定与方案选择的基石，河流近自然概念的提出至今已20余年，其内涵及评价方法主要来自于生态系统健康研究，国际上河流生态系统健康评价方法学不断发展，形成了一系列各具特色的评价方法，大致可分为水文评估方法、水质评估方法、栖息地评估方法、生物评估方法和综合评估方法。相对来说，国内河流生态系统健康评价研究起步较晚，但也逐渐形成了一些评价体系，如黄河、海河(包括京郊河溪)、长江及珠江等河流健康评价体系。我国正处于经济高速发展时期，对于水资源的可持续利用是社会经济可持续发展的保障，片面强调开发或者单纯地保护都不足取。因此，完全照搬传统的河流生态系统健康评价方法，会在一定程度上忽略了人类社会可持续发展的需要，不足以体现“近自然”的内涵，且与河流生态恢复现实目标的衔接性不强。此外，我国目前相对成熟的近自然评价体系主要适用于小型河溪，无法满足我国众多河流近自然状况评价的需要。故此，本专利技术引入水生态功能分区结果指导评价体系的权重赋分，从科学性、普适性、简洁性及有效性等角度选取评价指标，简化评价流程，为实现我国地表水环境的分区分级差异化管理及优化受损水体的生态恢复目标打下坚实的基础。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，本方法的目的在于克服传统意义上的河流近自然状况评价方法在兼顾可持续发展和生态保护理念上的不足，在保证科学性的前提下，简化评价方法流程，提供一种基于生态功能分区的河流近自然状况评价方法。该方法在坚持可持续发展的前提下，通过分析我国河流生态系统健康状况，提炼科学合理的生态学指标，构建适用于河流的近自然状况评价方法,为实现我国地表水环境的分区分级差异化管理及优化受损水体的生态恢复目标打下坚实的基础。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，包括如下步骤：(1)选择相应的进行近自然状况评价的河流，该处河流指的是除水库、湖泊、池塘以外的所有地表水体，根据环保部《全国流域水生态功能区划手册》，将评价河流划分为不同的评价单元；(2)参考点选取：选取同一区域范围内现有最佳状态，即区域内最佳的样板河段；(3)指标选取：综合国内外最新研究成果，在科学性、目标性、系统性、独立性、操作性等指标选取原则的基础上，从水文水质、地貌、生态特征等方面挑选相互独立、易于获取的定量指标；(4)数据标准化：采用离差标准化方法即min-max标准化(Min-maxnormalization)，对原始数据进行线性变换，将所有指标结果落到[0,1]区间；(5)权重的确定：指目标层采用熵权综合指数法计算各指标的权重，准则层的权重则基于河流的水生态功能分区结果确定。目标层分值为准则层各类指标的加权和；(6)评分标准的确定：根据实际情况，将评价水体自然状况分为4级，即自然状态、近自然状态、退化自然状态及退化状态，采用频率分布法设定自然状况等级的评分标准；(7)河流近自然状况判断：根据评分标准步骤(6)确定的评分标准，结合评价水体目标层分值，判断其近自然状况。优选地，所述步骤(1)中的近自然河流是指符合可持续发展要求的生态系统结构和功能较为稳定的河流。优选地，所述步骤(1)中的水生态功能区指的是根据水生态功能分区的三级分区结果。优选地，所述步骤(2)中的区域内最佳的样板河段可为同一条河流生态状况良好的河段作为参考，也可为同一地区选择自然、经济和社会条件类似的生态状况良好的河流的某个河段。优选地，所述步骤(3)中的定量指标可以为连续性的数值，也可以为描述性的非连续数值。优选地，所述步骤(4)中的离差标准化的计算公式为：①当指标越大越好时，②当指标越小越好时，其中，Yi是转换后的值，Xi为转换前的值，Xmax和Xmin为样本中的最大值和最小值。根据权利要求1所述的基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，其特征在于：所述步骤(5)中目标层为“河流近自然状况评价”，“准则层”为地貌、生态、水文水质等3个独立指标层集合，“指标层”指具体的地貌、生态及水文水质参数。“熵权综合指数法”的计算步骤如下：(1)以各分区指标数据为列向量，构造i×j的矩阵；(2)由式(1-1)计算第j个指标第i个测值的特征比重(pij)：(3)根据式(1-2)由特征比重计算得到各指标的熵值：(4)最后根据式(1-3)确定各指标权重：优选地，所述步骤(6)中“采用频率分布法设定自然状况等级的评分标准”，即根据参考点的目标层分值，取其下5％设定为退化状态，下5％～50％的为退化自然状态，50％～75％的为近自然状态,上75％的为自然状态。本专利技术的优点和积极效果是：(一)本专利技术将水生态功能分区理念引入河流近自然状况评价体系，通过评价水体的生态功能三级分区结果，对目标层的各类指标赋予不同的权重。同时，采用统计学方法确定指标层权重，确定方法较为客观、简便，既兼顾可持续发展和生态保护，又降低专家打分或技术人员经验可能带来的结果偏差，与我国水环境分区分级管理的理念一致。(二)本专利技术通过直接在目标层设定河流近自然状况评价标准，舍弃了传统河流健康评价中各个指标设立赋分标准的方法，简化了评价方法，便于环境管理者迅速建立不同水体的评分标准体系，扩大了方法的适用范围。表1为梧桐河干流河段监测点经纬度表2为梧桐河干流河段近自然河道评价指标及分值具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求和摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，包括如下步骤：(1)选择相应的进行近自然状况评价的河流，该处河流指的是除水库、湖泊、池塘以外的所有地表水体，根据环保部《全国流域水生态功能区划手册》，将评价河流划分为不同的评价单元；(2)参考点选取：选取同一区域范围内现有最佳状态，即区域内最佳的样板河段；(3)指标选取：综合国内外最新研究成果，在科学性、目标性、系统性、独立性、操作性等指标选取原则的基础上，从水文水质、地貌、生态特征等方面挑选相互独立、易于获取的定量指标；(4)数据标准化：采用离差标准化方法即min-max标准化(Min-maxnormalization)，对原始数据进行线性变换，将所有指标结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，包括如下步骤：(1)选择相应的进行近自然状况评价的河流；(2)参考点选取：选取同一区域范围内现有最佳状态，即区域内最佳的样板河段；(3)指标选取：综合国内外最新研究成果，在科学性、目标性、系统性、独立性、操作性等指标选取原则的基础上，从水文水质、地貌、生态特征等方面挑选相互独立、易于获取的定量指标；(4)数据标准化：采用离差标准化方法即min‑max标准化(Min‑max normalization)，对原始数据进行线性变换，将所有指标结果落到[0,1]区间；(5)权重的确定：指目标层采用熵权综合指数法计算各指标的权重，准则层的权重则基于河流水生态功能分区结果确定。目标层分值为准则层各类指标的加权和；(6)评分标准的确定：根据实际情况，将评价水体自然状况分为4级，即自然状态、近自然状态、退化自然状态及退化状态，采用频率分布法设定自然状况等级的评分标准；(7)河流近自然状况判断：根据评分标准步骤(6)确定的评分标准，结合评价水体目标层分值，判断其近自然状况。

【技术特征摘要】
1.一种基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，包括如下步骤：(1)选择相应的进行近自然状况评价的河流；(2)参考点选取：选取同一区域范围内现有最佳状态，即区域内最佳的样板河段；(3)指标选取：综合国内外最新研究成果，在科学性、目标性、系统性、独立性、操作性等指标选取原则的基础上，从水文水质、地貌、生态特征等方面挑选相互独立、易于获取的定量指标；(4)数据标准化：采用离差标准化方法即min-max标准化(Min-maxnormalization)，对原始数据进行线性变换，将所有指标结果落到[0,1]区间；(5)权重的确定：指目标层采用熵权综合指数法计算各指标的权重，准则层的权重则基于河流水生态功能分区结果确定。目标层分值为准则层各类指标的加权和；(6)评分标准的确定：根据实际情况，将评价水体自然状况分为4级，即自然状态、近自然状态、退化自然状态及退化状态，采用频率分布法设定自然状况等级的评分标准；(7)河流近自然状况判断：根据评分标准步骤(6)确定的评分标准，结合评价水体目标层分值，判断其近自然状况。2.根据权利要求1所述的基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的近自然河流是指符合可持续发展要求的生态系统结构和功能较为稳定的河流。3.根据权利要求1所述的基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水生态功能区指的是根据水生态功能分区的三级分区结果。4.根据权利要求1所述的基于水生态功能分区的河流近自然状况评价方法，其特征在于：所述步骤(2)中的区域内最佳的样板河段可为同一条河流生态状况良好的河段作为参考，也可为同一地区选择自然、经济和社会条件类似的生态状况良好的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡文倩，刘录三，刘云龙，王瑜，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11