一种湿地生态层次化需水量分析方法技术

本发明专利技术提供一种湿地生态层次化需水量分析方法，所述分析方法包括如下步骤：步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。根据本发明专利技术实施例的湿地生态层次化需水量分析方法，通过将湿地生态需水分为刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，对于不同层次有不同的计算方法，能够实现对于湿地生态需水计算，进而提高用水效率，节约水资源。

【技术实现步骤摘要】
一种湿地生态层次化需水量分析方法
本专利技术涉及水资源需求预测领域，尤其涉及一种湿地生态层次化需水量分析方法。
技术介绍
湿地生态需水属于特殊生态类型的需水问题，与内陆河干旱区平原生态类似，在性质上都属于由径流支撑的非地带性生态系统。但湿地具有泛区域特点：地表水体出现低水径流时水生态系统随之变化，径流量下降导致水生态系统退化，直至河道断流、生态消亡，这是一个普遍性的原理，其根本原因是径流量减少，导致水文连接度的退缩、断裂以及消失。依附于地表水体如河流湖泊等的水生态系统随地表水发生变化，这是一个泛区域的普遍性问题，无论水循环特点如何，水生态系统在低水情况下都有一个临界的变化特性，无论在哪种区域，这个问题总是或多或少、或轻或重地存在。因此，湿地的水循环规律和机理存在着普遍性，与所处的区域无关。湿地生态需水问题之所以倍受重视，是因为水量锐减，导致湿地生态功能出现严重退化，湿地生态水文结构不稳定，最终导致出现不可逆转的生态灾难事件。其中，两种状态最为关键：一是生态链被破坏，生物量和物种大规模减少，直至消亡，也即湿地活动区消失；二是水体自身消失，即湿地中心区消失。所谓生态需水，需要避免出现上述生态灾难。首先需要研究这种临界状态的水分条件，最重要的特征应该反映本质(机理)、概念清晰、又能够满足实际操作(管理、规划)。因此，湿地生态需水要考虑两个临界点：一是水体自我生存条件；二是生物完整性，即生物生存和繁衍条件。当前湿地生态需水计算有很多种方法，各种方法各有优缺点，目前尚无统一接受的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种湿地生态层次化需水量分析方法，能够实现工业企业不同层次需水量的合理计算和调控，有效缓解工业企业用水的区域供需矛盾，提高用水效率，节约水资源。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种湿地生态层次化需水量分析方法，包括以下步骤：步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。进一步地，所述湿地生态层次化需水量包括：刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，所述刚性湿地生态需水为最小生态需水量，所述最小生态需水量为维持所述湿地中心区的水量；所述弹性湿地生态需水为适宜生态需水量与所述最小生态需水量的差，所述适宜生态需水量为维持所述湿地活动区的水体生物完整性的需水量，弹性湿地生态需水与刚性湿地生态需水共同构成合理湿地生态需水；所述奢侈湿地生态需水为超过所述适宜生态需水量的水量。进一步地，所述步骤S2中，在所述湿地中心区和活动区的范围内，所述适宜生态需水量采用下式进行计算：WE＝Ww+Wp+Wh式中：WE为所述适宜生态需水量；Ww为湿地水面蒸发消耗需水量，Wp为湿地植被需水量；Wh为生物栖息地需水量，其中，所述湿地水面蒸发消耗需水表示所述刚性湿地生态需水，所述湿地植被需水与所述生物栖息地需水之和表示所述弹性湿地生态需水，超出所述刚性湿地生态需水和所述弹性湿地生态需水之和部分表示所述奢侈湿地生态需水。进一步地，所述湿地水面蒸发消耗需水采用下式进行计算：Ww＝A(E–P)·103其中，E表示因水面蒸发量，单位为mm；P为降水量，单位为mm；A为所述湿地中心区的水面面积，单位为km2。进一步地，所述湿地植被需水采用下式进行计算：Wp＝Ap(Ep–Pe)·103其中，Ep为湿地植被蒸散发量，单位为mm；Pe为湿地植被降水量，单位为mm；A为所述湿地活动区扣除所述湿地中心区的面积，单位为km2。进一步地，所述湿地植被蒸散发量包括植物叶面蒸腾和棵间土壤蒸发的水量之和。进一步地，所述湿地植被蒸散发量采用彭曼-蒙特斯公式进行计算。进一步地，所述生物栖息地需水是保持生物对栖息和繁殖栖息地规模质量要求所需要的基本水量，所述生物栖息地需水采用下式进行计算，Wh＝AhHh其中，Ah湿地淹水面积；Hh湿地地表平均水深。进一步地，在所述步骤S2中，对于湖泊型湿地，以最小生态水位表达所述最小生态需水，以适宜生态水面面积表达所述合理湿地生态需水，以多年平均补水量减去常年最大生态水面面积对应的需水量作为所述奢侈湿地生态需水。进一步地，在所述步骤S1包括：获取所述湿地的图像；通过遥感影像及地理信息系统分析，获取所述湿地中心区和活动区的面积。本专利技术的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：根据本专利技术实施例中的湿地生态层次化需水量分析方法，通过将湿地生态需水分为刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，对于不同层次有不同的计算方法，能够实现对于湿地生态需水计算，通过对湿地生态层次化需水量进行分析，能够实现湿地生态不同层次需水量的合理计算和调控，提高用水效率，节约水资源。附图说明图1为本专利技术实施例的湿地生态层次化需水量分析方法的湿地生态水文结构的示意图；图2为本专利技术实施例的湿地生态层次化需水量分析方法的流程图；图3为本专利技术实施例的湿地生态层次化需水量分析方法的步骤S1的流程图。附图标记：湿地生态水文结构100。具体实施方式下面将结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。根据湿地径流与生物多样性的相互作用机理，分离出湿地生态水文结构，由反映径流运动特征的湿地中心区和反映生物多样性分布特征的湿地活动区组成。按水域活动特点和生物特点，湿地径流场由两部分组成：(1)湿地中心区：水分长期潴留的区域，在不同的水文条件下都保存水，犹如湿地心脏；基本功能是维持湿地最基本的水分条件，是保证湿地生存的前提；湿地中心区大小范围的决定性因素是水文与地形地貌条件；维持湿地中心区范围的水分条件为汛后期临界生态流量；(2)湿地活动区：不同的水文条件下水分进退的径流活动区域；此处分布湿地独有的生物生境，是生物多样性丰富区域。生物多样性场随径流场的改变而调整和适应；湿地这种生物多样性结构提供了确定湿地活动区合理范围的生物学依据；维持湿地活动区范围的水分条件为汛前期临界生态流量。其中，湿地生态水文结构100如图1所示，其相关指标描述如表1所示。表1如图2所示，本专利技术实施例的湿地生态层次化需水量分析方法，包括以下步骤：步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。根据本专利技术的一个实施例，所述湿地生态层次化需水量包括：刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，所述刚性湿地生态需水为最小生态需水量，所述最小生态需水为维持所述湿地中心区的水量，所述弹性湿地生态需水为适宜生态需水量与所述最小生态需水量的差，所述适宜生态需水量为维持所述湿地活动区的水体生物完整性的需水量，弹性湿地生态需水与刚性湿地生态需水共同构成合理湿地生态需水，所述奢侈湿地生态需水为超过所述适宜生态需水量的水量。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤S2中，在所述湿地中心区和活动区的范围内，为维持湿地生态水文结构，适宜生态需水量包括湿地水面蒸发消耗需水、湿地植被需水和生物栖息地需水，所述适宜生态需水量采用下式进行计算：WE＝Ww+Wp+Wh(1),式(1)中：WE为所述适宜生态需水量；Ww为湿地水面蒸发消耗需水量，Wp为湿地植被需水量；Wh为生物栖息地需水量。其中，所述湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿地生态层次化需水量分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。

【技术特征摘要】
1.一种湿地生态层次化需水量分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1、获取湿地中心区和活动区的面积；步骤S2、根据所述湿地中心区和活动区的面积，计算所述湿地生态层次化需水量。2.根据权利要求1所述的湿地生态层次化需水量分析方法，其特征在于，所述湿地生态层次化需水量包括：刚性湿地生态需水、弹性湿地生态需水和奢侈湿地生态需水三个层次，所述刚性湿地生态需水为最小生态需水量，所述最小生态需水量为维持所述湿地中心区的水量；所述弹性湿地生态需水为适宜生态需水量与所述最小生态需水量的差，所述适宜生态需水量为维持所述湿地活动区的水体生物完整性的需水量，弹性湿地生态需水与刚性湿地生态需水共同构成合理湿地生态需水；所述奢侈湿地生态需水为超过所述适宜生态需水量的水量。3.根据权利要求2所述的湿地生态层次化需水量分析方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述湿地中心区和活动区的范围内，所述适宜生态需水量采用下式进行计算：WE＝Ww+Wp+Wh式中：WE为所述适宜生态需水量；Ww为湿地水面蒸发消耗需水量，Wp为湿地植被需水量；Wh为生物栖息地需水量，其中，所述湿地水面蒸发消耗需水表示所述刚性湿地生态需水，所述湿地植被需水与所述生物栖息地需水之和表示所述弹性湿地生态需水，超出所述刚性湿地生态需水和所述弹性湿地生态需水之和部分表示所述奢侈湿地生态需水。4.根据权利要求3所述的湿地生态层次化需水量分析方法，其特征在于，所述湿地水面蒸发消耗需水采用下式进行计算：Ww＝A(E–P)·103...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯保灯，王高旭，肖伟华，占许珠，王建华，赵勇，严登华，吴永祥，田文凯，杨瑞祥，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11