生态流量的确定和保障方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种生态流量的确定和保障方法及系统，该方法包括：获取所有生物保护对象的适宜生态流速范围；计算出每个月度的基于生物保护对象生态流量值；并计算每个月度的生态基流，构建基于组分结构的生态流量年度过程；预测不同丰枯条件下的天然来水量，确定每个月份的用水需求量，并计算年度缺水总量，再计算年度缺水率；根据年度缺水率计算全年各类用水的压减率，以根据压减率对各类用水量进行调整，并得到压减后基于组分结构的生态流量年度过程。本发明专利技术提出的生态流量的确定和保障方法，能够精准计算流域全年的生态流量，根据年度缺水率精确调整全年每个月份中各类用水量，以平衡各种用水需求，进而缓解流域的生活、生产和生态用水矛盾。产和生态用水矛盾。产和生态用水矛盾。

【技术实现步骤摘要】
生态流量的确定和保障方法及系统


[0001]本专利技术涉及环境和生态水利学
，特别涉及一种生态流量的确定和保障方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济快速发展及水利工程相继实施，流域水资源开发利用带来的负面影响日益显现，虽然大多数情况下最低生态水位和断面基本生态水量均完全达标，但枯水期河流生态流量、湖泊生态水位满足程度不高，基本生态水量目标过低的情况仍然存在，且重点河湖敏感生态需水保障情况不容乐观。
[0003]此外，受地区性和季节性水资源短缺，且水资源时空分布不均的影响，很多地方存在供需不平衡的问题。在水资源紧缺时段，生态用水的高要求与生活、生产等其它用水需求之间的矛盾更加突出；因此，明确河湖生态保护对象与生态流量目标，缓解流域的生活、生产和生态用水矛盾，具有非常高的社会价值。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术的目的是提出一种生态流量的确定和保障方法，以明确河湖生态保护对象与生态流量目标，统筹调整全年中流域内各用水类别的用水问题，进而解决流域存在的用水供需不平衡的问题，极大地缓解了流域的生活、生产和生态用水矛盾。
[0005]根据本专利技术提出的一种生态流量的确定和保障方法，所述方法包括：确定目标流域涉及的所有生物保护对象，以获取所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围；根据所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围确定每个月度的生态流速值，并将每个月度的生态流速值代入预先构建的流量
‑
流速关系式中，以计算出每个月度的基于生物保护对象的生态流量值，并根据所述生态流量值构建基于生物保护对象的年度生态流量过程；计算所述目标流域中非生物对象对应的每个月度的生态基流，并根据每个月度的生态基流构建基于非生物对象的年度生态基流过程，并根据基于生物保护对象的年度生态流量过程和基于非生物对象的年度生态基流过程构建基于组分结构的年度生态流量过程，所述基于组分结构的年度生态流量过程包括每个月份基于组分结构的生态流量；预测不同丰枯条件下的天然来水量，以根据所述天然来水量计算年度缺水总量，并根据基于组分结构的年度生态流量过程计算每个月份的用水需求量，以根据每个月份的用水需求量计算得到年度用水需求总量，根据所述年度用水需求总量和所述年度缺水总量计算得到不同丰枯条件下分别对应的年度缺水率；根据所述年度缺水率计算得到全年每种用水类别的压减率，以根据每种用水类别的压减率对每种用水类别的用水量进行调整，并根据调整结果得到压减后的基于组分结构的生态流量年度过程。
[0006]综上，根据上述的生态流量的确定和保障方法，通过分别确定敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围，以精确计算出目标流域每个月度基于生物保护对象的生态流量值，进而再评估得到目标流域的年度缺水程度，以根据年度缺水总量精确调整全年各种用水类别的用水，以平衡各种用水需求，进而缓解流域的生活、生产和生态用水矛盾。具体为：首先确定目标流域中存在的所有生物保护对象，研究各种生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围，进而确定每个月度的生态流速值，而后根据每个月度的生态流速值求出对应的每个月度基于生物保护对象的生态流量值并构建其年度流量过程，接着再计算每个月度的生态基流并构建其年度过程，继而构建基于组分结构的生态流量年度过程；对不同丰枯条件下的来水量进行预测，确定每个月份的用水需求量，计算年度用水需求总量，并计算得到年度缺水总量，再计算得到年度缺水率，评估用水短缺程度；根据年度缺水总量计算得到全年每种用水类别的压减率，以根据压减率对每种类别的用水量进行调整，计算得到压减后基于组分结构的生态流量年度过程，以保障各种用水类别的用水供需平衡，从而缓解流域的生活、生产和生态用水矛盾，具有非常高的社会价值。
[0007]进一步地，所述根据所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围确定每个月度的生态流速值的步骤包括：根据所有生物保护对象在敏感期的适宜生态流速范围计算每种生态保护对象在敏感期的生态流速下限值，并从每种生态保护对象在敏感期的生态流速下限值筛选出各个月度的最大值作为敏感期中各个月度的生态流速值；根据所有生物保护对象在非敏感期的适宜生态流速范围计算每种生态保护对象在非敏感期的生态流速下限值，并从每种生态保护对象在非敏感期的生态流速下限值筛选出各个月度的最大值作为非敏感期中各个月度的生态流速值；根据敏感期中各个月度的生态流速值和非敏感期中各个月度的生态流速值确定全年中每个月度的生态流速值。
[0008]进一步地，所述将每个月度的生态流速值代入预先构建的流量
‑
流速关系式中，以计算出每个月度的基于生物保护对象的生态流量值，并根据所述生态流量值构建基于生物保护对象的年度生态流量过程的步骤包括：监测所述目标流域在不同日期下的生态流速以及与所述生态流速对应的生态流量，并根据不同日期下的生态流速以及与所述生态流速对应的生态流量拟合出多条流量
‑
流速关系式；从多条流量
‑
流速关系式中筛选出拟合优度最高的作为最终流量
‑
流速关系式，并根据所述最终流量
‑
流速关系式和全年中每个月度的生态流速值计算得到全年中每个月度基于生物保护对象的生态流量值。
[0009]进一步地，所述根据基于生物保护对象的年度生态流量过程和基于非生物对象的年度生态基流过程构建基于组分结构的年度生态流量过程，所述基于组分结构的年度生态流量过程包括每个月份基于组分结构的生态流量的步骤包括：根据以下公式计算得到所述每个月份的基于组分结构的生态流量：其中，表示每个月份基于组分结构的生态流量，表示每个月度的基于生物保
护对象的生态流量值，表示每个月度的生态基流。
[0010]进一步地，所述用水需求量包括生产需水量、生活需水量和生态环境需水量，所述预测不同丰枯条件下的天然来水量，以根据所述天然来水量计算年度缺水总量，并根据基于组分结构的年度生态流量过程计算每个月份的用水需求量，以根据每个月份的用水需求量计算得到年度用水需求总量，根据所述年度用水需求总量和所述年度缺水总量计算得到年度缺水率的步骤包括：根据以下公式计算得到所述生态环境需水量：其中，W
Ri
表示第i月的生态环境需水量，W
RIi
表示第i月的河道内需水量，表示目标流域内第i月压减前的基于组分结构的生态流量值，D
i
表示第i月的天数，表示第i月的河道外需水量；根据以下公式计算得到所述生活需水量：W
Li
表示第i月的居民生活需水量，单位为立方米，N
vi
表示第i月的城镇用水居民人数，M
vi
表示第i月的城镇人均生活用水定额，单位为立方米，N
ti
表示第i月的农村用水居民人数，M
ti
表示第i月的农村人均生活用水定额，单位为立方米，D
i
表示第i月的天数；根据以下公式计算得到所述生产需水量：其中：表示第i月的生产需水量，表示第i月的农本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标流域涉及的所有生物保护对象，以获取所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围；根据所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围确定每个月度的生态流速值，并将每个月度的生态流速值代入预先构建的流量
‑
流速关系式中，以计算出每个月度的基于生物保护对象的生态流量值，并根据所述生态流量值构建基于生物保护对象的年度生态流量过程；计算所述目标流域中非生物对象对应的每个月度的生态基流，并根据每个月度的生态基流构建基于非生物对象的年度生态基流过程，并根据基于生物保护对象的年度生态流量过程和基于非生物对象的年度生态基流过程构建基于组分结构的年度生态流量过程，所述基于组分结构的年度生态流量过程包括每个月份基于组分结构的生态流量；预测不同丰枯条件下的天然来水量，以根据所述天然来水量计算年度缺水总量，并根据基于组分结构的年度生态流量过程计算每个月份的用水需求量，以根据每个月份的用水需求量计算得到年度用水需求总量，根据所述年度用水需求总量和所述年度缺水总量计算得到不同丰枯条件下分别对应的年度缺水率；根据所述年度缺水率计算得到全年每种用水类别的压减率，以根据每种用水类别的压减率对每种用水类别的用水量进行调整，并根据调整结果得到压减后的基于组分结构的生态流量年度过程。2.根据权利要求1所述的生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述根据所有生物保护对象分别在敏感期和非敏感期的适宜生态流速范围确定每个月度的生态流速值的步骤包括：根据所有生物保护对象在敏感期的适宜生态流速范围计算每种生态保护对象在敏感期的生态流速下限值，并从每种生态保护对象在敏感期的生态流速下限值筛选出各个月度的最大值作为敏感期中各个月度的生态流速值；根据所有生物保护对象在非敏感期的适宜生态流速范围计算每种生态保护对象在非敏感期的生态流速下限值，并从每种生态保护对象在非敏感期的生态流速下限值筛选出各个月度的最大值作为非敏感期中各个月度的生态流速值；根据敏感期中各个月度的生态流速值和非敏感期中各个月度的生态流速值确定全年中每个月度的生态流速值。3.根据权利要求2所述的生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述将每个月度的生态流速值代入预先构建的流量
‑
流速关系式中，以计算出每个月度的基于生物保护对象的生态流量值，并根据所述生态流量值构建基于生物保护对象的年度生态流量过程的步骤包括：监测所述目标流域在不同日期下的生态流速以及与所述生态流速对应的生态流量，并根据不同日期下的生态流速以及与所述生态流速对应的生态流量拟合出多条流量
‑
流速关系式；从多条流量
‑
流速关系式中筛选出拟合优度最高的作为最终流量
‑
流速关系式，并根据所述最终流量
‑
流速关系式和全年中每个月度的生态流速值计算得到全年中每个月度基于生物保护对象的生态流量值。
4.根据权利要求1所述的生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述根据基于生物保护对象的年度生态流量过程和基于非生物对象的年度生态基流过程构建基于组分结构的年度生态流量过程，所述基于组分结构的年度生态流量过程包括每个月份基于组分结构的生态流量的步骤包括：根据以下公式计算得到所述每个月份的基于组分结构的生态流量：其中，表示每个月份基于组分结构的生态流量，表示每个月度的基于生物保护对象的生态流量值，表示每个月度的生态基流。5.根据权利要求1所述的生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述用水需求量包括生产需水量、生活需水量和生态环境需水量，所述预测不同丰枯条件下的天然来水量，以根据所述天然来水量计算年度缺水总量，并根据基于组分结构的年度生态流量过程计算每个月份的用水需求量，以根据每个月份的用水需求量计算得到年度用水需求总量，根据所述年度用水需求总量和所述年度缺水总量计算得到年度缺水率的步骤包括：根据以下公式计算得到所述生态环境需水量：其中，W
Ri
表示第i月的生态环境需水量，W
RIi
表示第i月的河道内需水量，表示目标流域内第i月压减前的基于组分结构的生态流量值，D
i
表示第i月的天数，表示第i月的河道外需水量；根据以下公式计算得到所述生活需水量：其中，W
Li
表示第i月的居民生活需水量，单位为立方米，N
vi
表示第i月的城镇用水居民人数，M
vi
表示第i月的城镇人均生活用水定额，单位为立方米，N
ti
表示第i月的农村用水居民人数，M
ti
表示第i月的农村人均生活用水定额，单位为立方米，D
i
表示第i月的天数；根据以下公式计算得到所述生产需水量：其中：表示第i月的生产需水量，表示第i月的农业需水量，表示第i月的工业需水量；根据以下公式计算得到所述用水需求量：其中，表示第i月的用水需求量；根据以下公式计算得到年度用水需求总量：其中，表示年度用水需求总量。
6.根据权利要求5所述的生态流量的确定和保障方法，其特征在于，所述预测不同丰枯条件下的天然来水量，以根据所述天然来水量计算年度缺水总量，并根据基于组分结构的年度生态流量过程计算每个月份的用水需求量，以根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明，王文鹏，李燕磊，杨春娣，王立风，张桓玮，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：发明
国别省市：