一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法技术

本发明专利技术涉及一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法，通过无人机航测形成库区的遥感图片，无人机遥感具有数据采集灵活，图像分辨率高等特点，十分适合分析景观尺度湖泊水库河流不同植被覆盖类型、覆盖度的动态监测。对每个库区伊乐藻逆向改造水深阈值和流速阈值进行实时采集，从而可以针对每个库区不同生长环境的伊乐藻进行针对性的逆向改造，最大程度的提高了改造效率，降低了改造成本，阈值实时采集后，通过加大上游水库出水量Q或下游水库开闸放水或进行局部地形改造即可塑造不利于伊乐藻生长的水文条件，在伊乐藻繁殖和生长初期即进行有效抑制，从而有效抑制伊乐藻的繁殖和生长。长。长。

【技术实现步骤摘要】
一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法


[0001]本专利技术涉及河流生态治理
，具体涉及一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法。

技术介绍

[0002]伊乐藻(Elodeanuttallii)是一种原产南美的向阳、速生沉水植物，被引入我国用于改善湖库水质、辅助水产养殖，但由于缺乏天敌，在大面积水域中容易控制不善、生长过度、规模扩大，带来新的生态危害、甚至是工程危害。以汉江丹江口水库以下王甫洲、崔家营等水库为例，因水库淤积、水动力减弱、含沙量减小，其伊乐藻疯狂生长，产生的不利影响主要有：(1)影响防洪安全。大量水草生长和聚集，阻碍水流，洪涝期间影响泄洪，不利于防洪；(2)影响通航安全。大量水草生长会阻塞航道，使船舶的螺旋桨被缠绕而难以航行；(3)阻碍水力发电设备正常运行。水草聚集在水电站坝前，影响水力发电设备正常运行，严重时会导致发电机组故障，停止运转或损坏；(4)影响水生态健康。水草覆盖水面，导致到达水体的阳光不足，间接影响水生生态系统的群落分布，水草死亡后不易分解的残体积累在水底，会加速湖泊、水库的沼泽化；(5)引起水环境恶化，严重影响用水安全。水草阻碍大气对水体的复氧作用，导致水中溶解氧不足，大量水草死亡沉落水中腐烂、分解，在生长期吸收的营养盐等物质又释放回水体，成为水体内源污染源，导致水质恶化，降低水资源使用价值等。
[0003]以汉江王甫洲水电站为例，库区伊乐藻生物量非常大，形成了“水下森林”，在水量大时被连根拔起，冲到王甫洲水电站区域，在拦污栅外大量堆积，严重影响电站行洪与发电功能。2017年和2019年草灾造成年发电损失5100万度和2400万度，直接经济损失分别为2040万元和960万元，并且水草灾害严重影响了库区水生态环境安全。
[0004]目前，国内外对水草控制技术主要有物理、化学和生物3类方法。其中化学方法主要是采用除草剂等化学药物，该方法操作方便、见效快，但是化学药物容易对水环境产生次生污染，且湖库通常是水源地，所以一般不能使用化学方法；生物方法主要包括利用鱼类、水禽等生物的摄食进行控制，该方法成本低、效果持久、安全性较高，但是生物方法需要开展长时间的试验研究和论证、管理难度大，且容易引入新的优势物种或对水生态环境产生不利影响，因此该方法的使用通常较为慎重；物理方法主要有收割、物理阻隔等，这些技术相对简单，对环境影响较小且见效快，但难以根治、属于“治标”、需要常态化维持，成本亦较高，因此目前多在小范围内起作用，且难以从根本上消除危害。物理方法总体上不会带来次生环境、生态问题，但是针对伊乐藻也没有有效的治理办法，所以发展“治本”的伊乐藻治理方法势在必行。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法，可有效解决保障湖库水生态环境健康的情况下，对以伊乐藻为代表的水草灾害进行有效治理。
[0006]本专利技术解决的技术方案是：
[0007]一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1，利用无人机航测形成库区的遥感图片，通过遥感图片提取库区植被覆盖的区域，得到含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片；
[0009]步骤S2，根据库区实测水下地形和调查期水位，得到库区的水深等值线图；
[0010]步骤S3，建立库区平面二维水流数学模型，导入实测水下地形作为底部边界，水库入口流量和坝前水位作为上下游计算条件，即可计算得到流速场，通过库区流速场绘制得到库区的流速等值线图；
[0011]步骤S4，将含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片与水深等值线图进行同坐标叠加，得到伊乐藻/水体分界线所在的水深，取水深最大值作为伊乐藻逆向改造水深阈值h；
[0012]步骤S5，将含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片与流速等值线图进行同坐标叠加，得到伊乐藻/水体分界线所在的流速，取流速最大值作为伊乐藻逆向改造流速阈值v；
[0013]步骤S6，基于水深阈值h和流速阈值v对库区水深和流速进行调整，通过调节库区水位和流量变化的过程来形成不利于伊乐藻生长的水动力条件，控制伊乐藻生长，形成水库库区伊乐藻生境逆向改造技术体系，具体调节方法如下：
[0014]A、上游水库加大出水量Q，从而抬高伊乐藻所在库区的蓄水位，使得伊乐藻覆盖区域的蓄水位大于水深阈值h；
[0015]B、当加大上游水库出水量Q已经无法满足库区伊乐藻覆盖区域的蓄水位大于水深阈值h时，下游开闸放水，使得伊乐藻覆盖区域的流速大于流速阈值v。
[0016]优选的，当上游水库无水可泄、伊乐藻所在水库水位亦已降至最低，其流速、水深仍小于对应阈值，则对伊乐藻所在的库区进行水下地形改造，即将滩岸附近的缓坡改成陡坡，同时对浅水区进行挖深，减少水深小于水深阈值h的区域。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0018]1、通过无人机航测形成库区的遥感图片，无人机遥感具有数据采集灵活，图像分辨率高等特点，十分适合分析景观尺度湖泊水库河流不同植被覆盖类型、覆盖度的动态监测。相比数码相机，高光谱仪价格昂贵、在水上作业风险较大、数据处理复杂，本专利技术采用配备数码相机的消费级无人机开展水库的水草覆盖度监测，很好的利用的伊乐藻颜色突出的特点，可以通过遥感图片快速提取库区植被覆盖的区域。
[0019]2、对每个库区伊乐藻逆向改造水深阈值和流速阈值进行实时采集，从而可以针对每个库区不同生长环境的伊乐藻进行针对性的逆向改造，最大程度的提高了改造效率，降低了改造成本。
[0020]3、本专利技术方法简单，阈值实时采集后，通过加大上游水库出水量Q或下游水库开闸放水或进行局部地形改造即可塑造不利于伊乐藻生长的水文条件，在伊乐藻繁殖和生长初期即进行有效抑制，从而有效抑制伊乐藻的繁殖和生长。
[0021]4、由于不在水体中增加其他生物物种和化学药剂，因此不会带来次生环境、生态灾害；
[0022]5、上游水库增大泄量，可使本级水库增加发电和供水效益，局部地形改造，缓坡改陡坎，则要产生一定的挖沙效益，在治理伊乐藻之外，可产生一定的经济效益，弥补治理工程的投入。
附图说明
[0023]图1为本专利技术方法流程框式图。
[0024]图2为本专利技术应用例伊乐藻重点分布区域的遥感图片。
[0025]图3为本专利技术应用例区域A的水深等值线图。
[0026]图4为本专利技术应用例区域A的流速等值线图。
[0027]图5为本专利技术应用例2021年春季2次生态调度试验期间王甫洲水库入库流量和水位过程统计图。
[0028]图6为本专利技术应用例区域A典型断面地形改造前后水深及流速对比图。
具体实施方式
[0029]以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0030]一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法，包括以下步骤：
[0031]步骤S1，利用无人机航测形成库区的遥感图片，通过遥感图片提取库区植被覆盖的区域，得到含有伊乐藻/水体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库库区伊乐藻生境逆向改造方法，包括以下步骤：步骤S1，利用无人机航测形成库区的遥感图片，通过遥感图片提取库区植被覆盖的区域，得到含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片；步骤S2，根据库区实测水下地形和调查期水位，得到库区的水深等值线图；步骤S3，建立库区平面二维水流数学模型，导入实测水下地形作为底部边界，水库入口流量和坝前水位作为上下游计算条件，即可计算得到流速场，通过库区流速场绘制得到库区的流速等值线图；步骤S4，将含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片与水深等值线图进行同坐标叠加，得到伊乐藻/水体分界线所在的水深，取水深最大值作为伊乐藻逆向改造水深阈值h；步骤S5，将含有伊乐藻/水体分界线的库区遥感图片与流速等值线图进行同坐标叠加，得到伊乐藻/水体分界线所在的流速，取流速最大值作为伊乐藻逆向改造流速阈值v；步骤S6，基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周银军，郭超，姚仕明，颜剑，熊斌，金中武，文雄飞，王传磊，李志晶，田晓敏，单敏尔，吴华莉，刘玉娇，刘昭希，朱帅，刘小斌，陈鹏，
申请(专利权)人：湖北汉江王甫洲水力发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：