一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法技术方案

本发明专利技术公开了一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法，将指标体系设计为递阶层次结构，分为目标层、准则层和指标层，目标层是对湖泊健康评估指标体系的高度概括，用以反映湖泊健康状况的总体水平；准则层从不同侧面反映湖泊健康状况的属性和水平，包括水质、底泥、生物群落、湖岸带4个方面；指标层是在准则层下选择若干指标所组成，指标评价以定量为主，定性为辅。将影响湖泊水质健康的各种因素进行具体划分并赋值打分，采用层次分析法确定准则层和指标层的评价权重，最后根据计算结果评估湖泊的健康状况以及制定相应的修复对策措施。措施。

【技术实现步骤摘要】
一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法


[0001]本专利技术涉及湖泊水质管理
，具体涉及一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法。

技术介绍

[0002]随着国家“生态文明”战略的实施，环境污染治理以及自然环境生态保护方面得到了更高的关注，人民日益增长的美好生活需求也使人们对城市生态环境有了更高的要求。现代城市的发展倾向于“亲水城市”、“人水和谐”等城市模式，同时城市湖泊又是城市生态景观格局的重要组成要素，因此，营造城市湖泊风景区是城市建设的重点之一。在运维、管理、修复城市景观湖泊的过程中，都需要对城市景观湖泊水生态系统的健康状态进行评估，以便科学制定有效的对策措施，因此需要建立切实可行的城市景观湖泊水生态系统健康评价方法。
[0003]目前，我国湖泊生态系统健康评价仍处于起步和发展阶段，研究中常见的健康评价方法主要分为指示物种法和指标体系法。指示物种法主要是通过生态系统内单一或多种物种的生物量、生产力、某些功能和生理指标变化情况来诊断湖泊生态系统的健康状况；指标体系法则是考虑健康湖泊所需要的多方面特征而选定多个相关指标，目的是综合全面地反映湖泊生态系统结构、功能、服务能力等的变化，是目前较为常用的湖泊生态系统评价方法，本专利技术亦采用了指标体系法的方法进行健康评价。
[0004]尽管在本领域内有许多学者提出了各种各样的湖泊健康评价方法，但大多针对大型的自然湖泊建立，并不适用于城市景观湖泊的评价。大型自然湖泊的生态系统结构更为复杂，且大多位于人为干扰相对较少的郊野区域，这类湖泊是许多生物的宝贵栖息地，同时也可能是饮用水源。对这类湖泊进行评价时，需要重点关注其结构与功能是否改变，同时也需要有更严格的评价标准，维护其正常生态功能的发挥。而城市景观湖泊通常是人造湖泊，水面积远小于大型天然湖泊，且生态系统结构功能较简单，抗干扰能力较低，但由于其通常兼具蓄洪排涝、美化环境、休闲娱乐、环境自净等功能，其不可避免地长期及频繁地受到各种外来因素的干扰。城市景观湖泊是相对脆弱的生态系统，一旦外界干扰程度超出其可承受范围时，容易出现藻类爆发、水体黑臭、蚊虫滋生等问题，无法发挥其正常的服务功能。对于城市景观湖泊，需要更关注如何维持其正常的水环境状态，使其保持良好的感官效果。因此，对城市景观湖泊水生态系统进行评价时，需要关注到其自身结构与功能的局限性，同时关注如何尽可能提高其自净能力及生态系统稳定性，使其能够维持正常的感官效果以及实现应有的服务功能。
[0005]除此之外，目前已发表的湖泊健康评价方法许多无法提供具体且可执行的操作方法，比如指标评价标准不明确，或者采用过于复杂的数学模型，使其在实际中不能得到很好的推广与应用。同时，这些评价方法在对湖泊水生态系统健康状态进行评估后，无法提供如何改善湖泊水生态系统健康状态的修复思路。因此，亟需一种针对城市景观湖泊且更简单方便的健康评价方法为城市景观湖泊的管理、修复提供指导。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法。
[0007]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术采用的技术方案为：一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法，包括如下步骤：
[0008]利用层次分析法构建指标体系，其分为目标层、准则层和指标层，其中目标层表示城市景观湖泊水生态系统健康综合指数，准则层包括水质准则层、底泥准则层、生物群落准则层、湖岸带准则层；其中水质准则层对应的指标为常规水质要素、底层DO、TLI营养状态综合指数、氨氮指数；底泥准则层对应的指标为底泥pH、有机碳指数、总氮指数、总磷指数、重金属潜在生态风险系数；生物群落准则层对应的指标为浮游植物密度、浮游植物多样性、浮游植物群落均匀度、沉水植物覆盖度、沉水植物长势；湖岸带准则层对应湖岸带指标；
[0009]对各指标进行定量评价、赋值，各指标赋值情况如下：
[0010]常规水质要素：pH在6～9，电导率在3400μS/cm范围内1分，pH或电导率超出以上拟定的范围0分；
[0011]底层DO：DO≥5mg/L 1分，4mg/L≤DO＜5gmg/L 0.8分，3mg/L≤DO＜4mg/L 0.5分，2mg/L≤DO＜3mg/L 0.2分；DO＜2mg/L 0分；
[0012]水质TLI营养状态综合指数：TLI＜30 1分，30≤TLI≤50 0.8分；50＜TLI≤60 0.5分；60＜TLI≤70 0.2分；TLI＞70 0分；
[0013]氨氮指数：氨氮≤1mg/L 1分，1mg/L＜氨氮≤1.5mg/L 0.8分，1.5mg/L＜氨氮≤2mg/L 0.5分，2mg/L＜氨氮≤4mg/L 0.2分，氨氮＞4mg/L 0分；
[0014]底泥pH：pH在6～9 1分，pH超出拟定的范围0分；
[0015]有机碳指数：TOC＜2.6％ 1分，2.6％≤TOC≤3.9％ 0.5分，3.9％＜TOC≤5.2％ 0.2分，TOC＞5.2％ 0分；
[0016]总氮指数：TN＜1100mg/kg 1分，1100mg/kg≤TN≤1600mg/kg 0.5分，1600mg/kg＜TN≤2000mg/kg 0.2分，TN＞2000mg/kg 0分；
[0017]总磷指数：TP＜730mg/kg 1分，730mg/kg≤TP≤1100mg/kg 0.5分，1100mg/kg＜TP≤1500mg/kg 0.2分，TP＞1500mg/kg 0分；
[0018]底泥重金属潜在生态风险系数：RI＜50 1分，50≤RI＜150 0.8分；150≤RI＜300 0.6分，300≤RI＜600 0.4分，600≤RI＜800 0.2分，RI≥800 0分；
[0019]浮游植物密度：密度＜5.0*10^6个/L 1分，5.0*10^6个/L≤密度≤1.0*10^8个/L 0.5分，密度＞1.0*10^8个/L 0分；
[0020]浮游植物多样性：H
’
＞3 1分，2＜H
’
≤3 0.7分，1＜H
’
≤2 0.4分，H
’
≤1 0分；
[0021]浮游植物群落均匀度：J＞0.5 1分，0.4＜J≤0.5 0.7分，0.3＜J≤0.4 0.4分，J≤0.3 0分；
[0022]沉水植物覆盖度：覆盖率＞75％ 1分，50％＜覆盖率≤75％ 0.7分，25％＜覆盖率≤50％ 0.4分，覆盖率≤25％ 0分；
[0023]沉水植物长势：长势良好，表面无漂浮沉的植物残体1分，无沉水植物、沉水植物过度生长或难以种植成功、表面漂浮沉水植物残体0分；
[0024]湖岸带状况：湖岸为泥质或生态护岸、大部分被植物覆盖1分，湖岸为泥质或生态
护岸、部分有连续的植物覆盖0.8分，基本为混凝土或浆砌石护岸、部分有连续的植物覆盖0.5分，浆砌石护岸、砌石之间有植物生长0.2分，混凝土硬质化护岸、无植被生长0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种城市景观湖泊水生态系统健康评价及诊断方法，包括如下步骤：利用层次分析法构建指标体系，其分为目标层、准则层和指标层，其中目标层表示城市景观湖泊水生态系统健康综合指数，准则层包括水质准则层、底泥准则层、生物群落准则层、湖岸带准则层；其中水质准则层对应的指标为常规水质要素、底层DO、TLI营养状态综合指数、氨氮指数；底泥准则层对应的指标为底泥pH、有机碳指数、总氮指数、总磷指数、重金属潜在生态风险系数；生物群落准则层对应的指标为浮游植物密度、浮游植物多样性、浮游植物群落均匀度、沉水植物覆盖度、沉水植物长势；湖岸带准则层对应湖岸带指标；对各指标进行定量评价、赋值，各指标赋值情况如下：常规水质要素：pH在6～9，电导率在3400μS/cm范围内1分，pH或电导率超出以上拟定的范围0分；底层DO：DO≥5mg/L 1分，4mg/L≤DO＜5gmg/L 0.8分，3mg/L≤DO＜4mg/L 0.5分，2mg/L≤DO＜3mg/L 0.2分；DO＜2mg/L 0分；水质TLI营养状态综合指数：TLI＜30 1分，30≤TLI≤50 0.8分；50＜TLI≤60 0.5分；60＜TLI≤70 0.2分；TLI＞70 0分；氨氮指数：氨氮≤1mg/L 1分，1mg/L＜氨氮≤1.5mg/L 0.8分，1.5mg/L＜氨氮≤2mg/L 0.5分，2mg/L＜氨氮≤4mg/L 0.2分，氨氮＞4mg/L 0分；底泥pH：pH在6～9 1分，pH超出拟定的范围0分；有机碳指数：TOC＜2.6％1分，2.6％≤TOC≤3.9％0.5分，3.9％＜TOC≤5.2％0.2分，TOC＞5.2％0分；总氮指数：TN＜1100mg/kg 1分，1100mg/kg≤TN≤1600mg/kg 0.5分，1600mg/kg＜TN≤2000mg/kg 0.2分，TN＞2000mg/kg 0分；总磷指数：TP＜730mg/kg 1分，730mg/kg≤TP≤1100mg/kg 0.5分，1100mg/kg＜TP≤1500mg/kg 0.2分，TP＞1500mg/kg 0分；底泥重金属潜在生态风险系数：RI＜50 1分，50≤RI＜150 0.8分；150≤RI＜300 0.6分，300≤RI＜600 0.4分，600≤RI＜800 0.2分，RI≥800 0分；浮游植物密度：密度＜5.0*10^6个/L 1分，5.0*10^6个/L≤密度≤1.0*10^8个/L 0.5分，密度＞1.0*10^8个/L 0分；浮游植物多样性：H
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＞3 1分，2＜H
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≤3 0.7分，1＜H
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≤2 0.4分，H
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≤1 0分；浮游植物群落均匀度：J＞0.5 1分，0.4＜J≤0.5 0.7分，0.3＜J≤0.4 0.4分，J≤0.3 0分；沉水植物覆盖度：覆盖率＞75％1分，50％＜覆盖率≤75％0.7分，25％＜覆盖率≤50％0.4分，覆盖率≤25％0分；沉水植物长势：长势良好，表面无漂浮沉的植物残体1分，无沉水植物、沉水植物过度生长或难以种植成功、表面漂浮沉水植物残体0分；湖岸带状况：湖岸为泥质或生态护岸、大部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑航桅，黄宗亮，钟云娜，程晓薇，黄晓佳，潘伟斌，赵焱，孙国胜，
申请(专利权)人：华南理工大学哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：