一种河湖生态健康智能诊断的方法技术

本发明专利技术公开了一种河湖生态健康智能诊断的方法，包括构建诊断指标集合，确定生态健康诊断指标的具体类型和个数；进行生态健康诊断指标计算；进行生态健康诊断指标评分；使用层次分析法，结合特尔菲法，确定权重；采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分进行生态健康诊断。本发明专利技术，通过层次分析法与指标体系法构建河湖生态健康诊断模型，同时将河湖生态健康智能诊断模型与地理信息系统相结合，实现数据的储存、更新、分析、评价结果及致病因素可视化，为河流管理提供最便捷的决策支持。为河流管理提供最便捷的决策支持。为河流管理提供最便捷的决策支持。

【技术实现步骤摘要】
一种河湖生态健康智能诊断的方法


[0001]本专利技术涉及水文
，特别涉及一种河湖生态健康智能诊断的方法。

技术介绍

[0002]人类在开发利用河流的过程中，由于保护不够或滥加利用，许多河流出现污染、断流等现象，河流生态系统退化，影响了河流的自然和社会功能，破坏了人类的生态环境。
[0003]面对日益严峻的河流问题,如何科学有效地诊断、恢复和维持一个健康的河流生态系统已经成为近年来流域河流管理的重要目标。河湖生态健康评价作为河流管理的一种新型评价工具和技术手段，从河流生态系统整体出发，对河流水文特征、物理结构稳定性、水质优劣性、生物多样性等情况进行综合诊断，评价人类活动对河流系统功能影响的贡献，同时根据诊断结果确定河流区段内的环境管理和生态修复目标，在河流生态系统恢复以及河流管理中所起的作用越来越重要，逐步成为水利、环境、生态等领域交叉研究的热点之一。
[0004]因此，根据现有的资料，建立一套完整科学的河湖生态健康诊断指标体系及诊断模型，判断导致河湖生态健康问题的主要原因，对河流的管理及保护均具有重要的理论与现实意义。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本专利技术可以解决，目前无法为河对河湖生态健康进行智能诊断，不利于对河流管理提供便捷的决策支持的难题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种河湖生态健康智能诊断的方法，具体包括以下步骤：
[0009]S1：构建诊断指标集合，确定生态健康诊断指标的具体类型和个数；
[0010]S2：进行生态健康诊断指标计算；
[0011]S3：进行生态健康诊断指标评分；
[0012]S4：使用层次分析法，结合特尔菲法，确定权重；
[0013]S5：采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分进行生态健康诊断。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述S1中，具体包括以下步骤：
[0015]S110，构建评价指标控制层，分别为控制层物理指标、控制层化学指标和控制层社会服务功能指标，编码为u
k
，则控制层物理指标、控制层化学指标和控制层社会服务功能指标的编码分别为u1、u2和u3；
[0016]S120，整理评价指标控制层，得到评价指标准则层，即为评价指标控制层各指标下的评价要素，并编码为u
km
；则整理控制层物理指标，获得自然状况评价要素u
11
和水文状况要素u
12
；整理控制层化学指标，获得水质状况评价要素u
21
；整理控制层社会服务功能指标，
获得防洪工程状况评价要素u
31
、岸线利用管理状况评价要素u
32
，公众满意状况评价要素u
33
和供水保证状况评价要素u
34
；
[0017]S130，整理评价指标准则层，得到评价指标的指标层，即为评价指标准则层各评价要素下的具体指标，并编码为则整理自然状况评价要素u
11
，获得河岸稳定性流动性和生态流量满足程度整理水文状况要素u
12
，获得岸坡植被结构完整性和河流生物多样性整理水质状况评价要素u
21
，获得河流水质综合指数整理防洪工程状况评价要素u
31
，获得防洪工程达标率整理岸线利用管理状况评价要素u
32
，获得岸线利用管理指标整理公众满意状况评价要素u
33
，获得公众满意度指标整理供水保证状况评价要素u
34
，获得供水水量保证率和水功能区达标率
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述S2中，具体包括以下步骤：
[0019]S210，进行控制层物理指标u1下，准则层自然状况评价要素u
11
下，指标层各指标的计算：
[0020]河岸稳定性计算，计算表达式如下：
[0021]BKS＝SN/S
ꢀꢀ①
[0022]①
式中，BKS为河岸稳定性，SN为无明显侵蚀的河岸线长度，S为河岸线总长度；
[0023]流动性计算，计算表达式如下：
[0024][0025]②
式中，RCr河流连通阻隔状况赋分，(DAMr)
i
为评估断面下游河段大坝阻隔赋分，(i＝1，NDam)，NDam为下游大坝座数，(GAMr)
j
为评估断面下游河段水闸阻隔赋分，(j＝1，NGate)，NGate为下游水闸座数；
[0026]生态流量满足程度计算，计算表达式如下：
[0027][0028][0029]③
和
④
式中，q
d
为评估年实测日经流量，为多年平均径流量，EF1为当年4月份到9月份日径流量占多年平均流量的最低百分比；EF2为当年10月份到次年3月份日径流量占多年平均流量的最低百分比；
[0030]S220，进行控制层物理指标u1下，准则层自然状况评价要素u
12
下，指标层各指标的计算：
[0031]岸坡植被结构完整性计算，计算表达式如下：
[0032]VEC＝F/A
ꢀꢀ⑤
[0033]⑤
式中，VEC为植被覆盖率，F为森林面积，A为流域面积，单位为km2；
[0034]河流生物多样性计算，计算表达式如下：
[0035]H＝-∑|(ni/N)ln(ni/N)|
ꢀꢀ⑥
[0036]⑥
式中，H为Shannon-Weiner生物多样性指数，ni表示第i种的个体数目，N表示群落中所有种的个体总数；
[0037]S230，进行控制层化学指标u2下，准则层水质状况评价要素u
21
下，指标层各指标的计算：
[0038]河流水质综合指数计算，选取对水环境质量影响最突出的水质参数作为指标，采用极差变化法、熵权法来确定河流水质综合指数；
[0039]S240，进行控制层社会服务功能指标u3下，准则层防洪工程状况评价要素u
31
下，指标层各指标的计算：
[0040]防洪工程达标率计算，计算表达式如下：
[0041]FLD＝RIVLn/RIVL
ꢀꢀ⑦
[0042]⑦
式中，FLD为防洪工程达标率，RIVLn为河流达标堤防长度，RIVL为河流堤防总长度；
[0043]S250，进行控制层社会服务功能指标u3下，准则层岸线利用管理状况评价要素u
32
下，指标层各指标的计算：
[0044]岸线利用管理指标计算：
[0045]CUR＝Su/S
ꢀꢀ⑧
[0046]⑧
式中，CUR为岸线利用管理指标，Su为已利用岸线长度，S为河岸线总长度；
[0047]S260，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河湖生态健康智能诊断的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：构建诊断指标集合，确定生态健康诊断指标的具体类型和个数；S2：进行生态健康诊断指标计算；S3：进行生态健康诊断指标评分；S4：使用层次分析法，结合特尔菲法，确定权重；S5：采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分进行生态健康诊断。2.根据权利要求1所述的一种河湖生态健康智能诊断的方法，其特征在于，所述S1中，具体包括以下步骤：S110，构建评价指标控制层，分别为控制层物理指标、控制层化学指标和控制层社会服务功能指标，编码为u
k
，则控制层物理指标、控制层化学指标和控制层社会服务功能指标的编码分别为u1、u2和u3；S120，整理评价指标控制层，得到评价指标准则层，即为评价指标控制层各指标下的评价要素，并编码为u
km
；则整理控制层物理指标，获得自然状况评价要素u
11
和水文状况要素u
12
；整理控制层化学指标，获得水质状况评价要素u
21
；整理控制层社会服务功能指标，获得防洪工程状况评价要素u
31
、岸线利用管理状况评价要素u
32
，公众满意状况评价要素u
33
和供水保证状况评价要素u
34
；S130，整理评价指标准则层，得到评价指标的指标层，即为评价指标准则层各评价要素下的具体指标，并编码为则整理自然状况评价要素u
11
，获得河岸稳定性流动性和生态流量满足程度整理水文状况要素u
12
，获得岸坡植被结构完整性和河流生物多样性整理水质状况评价要素u
21
，获得河流水质综合指数整理防洪工程状况评价要素u
31
，获得防洪工程达标率整理岸线利用管理状况评价要素u
32
，获得岸线利用管理指标整理公众满意状况评价要素u
33
，获得公众满意度指标整理供水保证状况评价要素u
34
，获得供水水量保证率和水功能区达标率3.根据权利要求2所述的一种河湖生态健康智能诊断的方法，其特征在于，所述S2中，具体包括以下步骤：S210，进行控制层物理指标u1下，准则层自然状况评价要素u
11
下，指标层各指标的计算：河岸稳定性计算，计算表达式如下：BKS＝SN/S
ꢀ①①
式中，BKS为河岸稳定性，SN为无明显侵蚀的河岸线长度，S为河岸线总长度；流动性计算，计算表达式如下：
②
式中，RCr河流连通阻隔状况赋分，(DAMr)
i
为评估断面下游河段大坝阻隔赋分，(i＝1，NDam)，NDam为下游大坝座数，(GAMr)
j
为评估断面下游河段水闸阻隔赋分，(j＝1，NGate)，NGate为下游水闸座数；
生态流量满足程度计算，计算表达式如下：计算，计算表达式如下：
③
和
④
式中，q
d
为评估年实测日经流量，为多年平均径流量，EF1为当年4月份到9月份日径流量占多年平均流量的最低百分比；EF2为当年10月份到次年3月份日径流量占多年平均流量的最低百分比；S220，进行控制层物理指标u1下，准则层自然状况评价要素u
12
下，指标层各指标的计算：岸坡植被结构完整性计算，计算表达式如下：VEC＝F/A
ꢀ⑤⑤
式中，VEC为植被覆盖率，F为森林面积，A为流域面积，单位为km2；河流生物多样性计算，计算表达式如下：H＝-∑|(ni/N)ln(ni/N)|
ꢀ⑥⑥
式中，H为Shannon-Weiner生物多样性指数，ni表示第i种的个体数目，N表示群落中所有种的个体总数；S230，进行控制层化学指标u2下，准则层水质状况评价要素u
21
下，指标层各指标的计算：河流水质综合指数计算，选取对水环境质量影响最突出的水质参数作为指标，采用极差变化法、熵权法来确定河流水质综合指数；S240，进行控制层社会服务功能指标u3下，准则层防洪工程状况评价要素u
31
下，指标层各指标的计算：防洪工程达标率计算，计算表达式如下：FLD＝RIVLn/RIVL
ꢀꢀꢀ⑦⑦
式中，FLD为防洪工程达标率，RIVLn为河流达标堤防长度，RIVL为河流堤防总长度；S250，进行控制层社会服务功能指标u3下，准则层岸线利用管理状况评价要素u
32
下，指标层各指标的计算：岸线利用管理指标计算：CUR＝Su/S

【专利技术属性】
技术研发人员：丛小飞，严雪亮，刘威风，左翔，
申请(专利权)人：南京中禹智慧水利研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：