一种河流分类环境流量阈值计算方法技术

本发明专利技术涉及水生态系统管理技术领域，具体涉及一种河流分类环境流量阈值计算方法，该方法针对传统环境流量计算方法在水质、水文、水生生物多样性等差异明显的流域和河流环境流量计算中实用性和可操作性差等缺点，开发出一种河流分类环境流量阈值计算方法。首先利用递进方法采用水文、水质、水生生物等指标依次对河流及河流上下游进行分类，再充分考虑河流生态修复需求，对每一类河流及河流上下游分别开展环境流量阈值计算，同时选择适宜的水文学方法对计算的环境流量结果进行校验，最终确定；该方法可实现流域及河流水资源的充分有效利用，减轻流域调水压力，避免水资源浪费。避免水资源浪费。避免水资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种河流分类环境流量阈值计算方法


[0001]本专利技术涉及水生态系统管理
，具体涉及一种河流分类环境流量阈值计算方法。

技术介绍

[0002]随着人口的急剧增长和经济的快速发展，人类对水资源的需求不断增加。大多数河流通过兴建水利工程来人为调控水资源，这些河流已经出现了过度开发利用、生境破碎等现象。目前存在的超过200种生态环境流量计算方法，大致分为水文学法、水力学法、栖息地模拟法和综合法四大类。现有研究中多是利用一种或几种方法对比开展河流的环境流量估算，但针对某一河流，上下游水质、水量及水功能的不同，可能就会导致水体所需环境流量的差异。因此，将利用某一种或几种方法计算的河流所需环境流量用于环境管理时，可能会造成流域水资源的浪费或不能有效改善河流生态现状。为此，在为河流计算环境流量时，应切实结合研究地区河流水文、水质、水生态需求，分别选择适宜的方法开展环境流量计算。

技术实现思路

[0003]针对上述技术缺陷，本专利技术提供一种河流分类环境流量阈值计算方法，解决现有技术方法导致水体所需环境流量的差异，流域水资源的浪费，不能有效改善河流生态环境等问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种河流分类环境流量阈值计算方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：针对河流水文、水质、水生生物现状，采用递进方法对河流、河段进行分类，判断其属于基流匮乏型、水质污染型、近自然型还是生态型；
[0007]其中，递进方法是指首先根据水文指标判断河流、河段是否属于基流匮乏型，若不属于基流匮乏型则根据水质指标判断是否属于水质污染型，若不属于水质污染型则根据水生生物指标判断是否属于近自然型，最后若不属于近自然型则属于生态型；
[0008]选择河流、河段的生态需水保证率和断水频率两项水文指标，若年内生态需水保证率＜70％且年内断水频率≥20％，判断该河流/河段属于基流匮乏型河流、河段；
[0009]选择河流、河段的水功能区达标率和水质断面达标率两项水质指标，若年内水功能区达标率＜80％或水质断面达标率＜80％，判断该河流、河段属于水质污染型河流、河段；
[0010]选择水生生物香农
‑
维纳指数指标，若年内水生生物香农
‑
维纳指数＜2.5，判断该河流、河段属于近自然型河流/河段，否则判断该河流、河段属于生态型河流、河段；
[0011]步骤2：针对基流匮乏型河流、河段，采用年内至少7个月有径流数据的长系列水文数据，采用最小生态径流逐月频率法计算月环境流量，同时采用月保证率法计算月环境流量进行校验，然后采用外包法，通过对比最小生态径流逐月频率法和月保证率法计算出来
的每月环境流量值进行对比，选择最大值作为该月河流、河段所需环境流量值。
[0012]步骤3：针对水质污染型河流、河段，确定河流、河段水质目标，针对不同水期水量差异，选择段首+段末控制法，计算在污染源达标排放情况下不同水期各月所需环境流量，同时采用月保证率计算月环境流量进行校验，然后采用外包法，将通过对比段首+段末控制法和月保证率法计算出来的每月环境流量值进行对比，选择最大值作为该月河流、河段所需环境流量值。
[0013]步骤4：针对近自然型河流、河段，确定河流/河段鱼类保护目标及其生长繁殖所需流速、水深，采用河道内流量增量法计算鱼类在生长和繁殖期所需环境流量，同时采用Tennant法计算月环境流量进行校验，然后采用外包法，通过对比河道内流量增量法和Tennant法计算出来的每月环境流量值进行对比，选择最大值作为该月河流、河段所需环境流量值。
[0014]步骤5：针对生态型河流、河段，选择序列长度大于20年的近期长系列水文数据，采用最小生态径流逐月频率法计算河流、河段所需环境流量，同时采用Tennant法计算月环境流量进行校验，然后采用外包法，通过对比最小生态径流逐月频率法和Tennant法计算出来的每月环境流量值进行对比，选择最大值作为该月河流、河段所需环境流量值。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供的一种河流分类环境流量阈值计算方法有益效果如下：
[0016]1、本专利技术提供一种河流分类环境流量阈值计算方法，该方法解决了流域内不同程度、不同类型人工干扰下各个河流及河流上下游水生态环境修复需求变化导致的环境流量需求差异；实现流域内水量的合理分配；有效实现基流匮乏河流生态基流保障，水质污染型河流断面水质达标，近自然型河流水生生物多样性提升。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术提供一种河流分类环境流量阈值计算方法流程图。
具体实施方式
[0019]下面将通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]如图1所示，本专利技术提供一种河流分类环境流量阈值计算方法，包括如下步骤：
[0021]步骤1，搜集河流长系列水文数据(＞20年)、水功能区和考核断面的水质数据、水生生物多样性数据等，判断河流、河段类型；
[0022]以水功能区和考核断面作为河流分段的基础，分河段分别计算生态需水保证率、断流频率，若生态需水保证率＜70％且年内断水频率≥20％，则判断河流、河段属于基流匮
乏型；
[0023]若生态需水保证率≥70％或年内断水频率＜20％，则继续计算河流、河段水功能区或考核断面的年水质达标率，若水功能区达标率＜80％或水质断面达标率＜80％，则判断河流、河段属于水质污染型；
[0024]若水功能区达标率≥80％且水质断面达标率≥80％，则计算河流、河段水生生物香农
‑
维纳指数，若水生生物香农
‑
维纳指数＜2.5，则判断河流、河段属于近自然型，否则判定其属于生态型；
[0025]步骤2，针对基流匮乏型河流、河段，采用采用年内至少7个月有径流数据的长系列水文数据，采用最小生态径流逐月频率法计算月环境流量，同时采用月保证率法计算月环境流量进行校验，然后采用外包法，通过对比最小生态径流逐月频率法和月保证率法计算出来的每月环境流量值进行对比，选择最大值作为该月河流、河段所需环境流量值；
[0026]最小生态径流逐月频率法，考虑到基流匮乏型河流水量缺乏，为有效实现河流生态系统的有效恢复，采用年内至少7个月有径流数据的长系列水文数据，具体步骤如下：
[0027]1)选择长系列天然月径流量进行频率计算；
[0028]2)针对丰水期，6～9月选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种河流分类环境流量阈值计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对河流水文、水质、水生生物现状，采用递进方法对河流、河段进行分类，判断其属于基流匮乏型、水质污染型、近自然型或生态型；步骤2，对基流匮乏型河流、河段，采用年内至少7个月有径流数据的长系列水文数据，采用最小生态径流逐月频率法计算月环境流量，同时采用月保证率法计算月环境流量进行校验，然后采用外包法以每月的最大值作为河流该月所需环境流量；步骤3，对水质污染型河流、河段，确定河流、河段水质目标，对不同水期水量差异，选择段首+段末控制法，计算在污染源达标排放情况下不同水期各月所需环境流量，同时采用月保证率计算月环境流量进行校验，再采用外包法以每月的最大值作为河流该月所需环境流量；步骤4，对近自然型河流、河段，确定河流、河段鱼类保护目标及其生长繁殖所需流速、水深，采用河道内流量增量法计算鱼类在生长和繁殖期所需环境流量，同时采用Tennant法计算月环境流量进行校验，再采用外包法以每月的最大值作为河流该月所需环境流量；步骤5，对生态型河流、河段，采用最小生态径流逐月频率法计算鱼类在生长和繁殖期所需环境流量，同时采用Tennant法计算月环境流量进行校验，在采用外包法以每月的最大值作为河流该月所需环境流量。2.根据权利要求1所述的一种河流分类环境流量阈值计算方法，其特征在于：步骤1中，递进方法是指根据水文指标判断河流、河段是否属于基流匮乏型，再根据水质指标判断是否属于水质污染型，再次根据水生生物指标判断是否属于近自然型或生态型。3.根据权利要求1所述的一种河流分类环境流量阈值计算方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏，董风，李俊楠，刘淼，史佩东，
申请(专利权)人：中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心，
类型：发明
国别省市：