一种基于客水分流的河流水生态治理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及水生态治理技术领域，尤其涉及一种基于客水分流的河流水生态治理方法及系统。所述方法包括以下步骤：利用传感器对河道进行水文数据采集处理，生成河道的初始水文数据；对初始水文数据进行数据预处理，生成标准水文数据；利用卫星遥感技术对河道进行河道地形数据采集处理，获取河道地形数据；基于随机森林算法进行河道水文数据特征关系的预测模型构建，以生成水文数据特征模型；将标准水文数据传输至水文数据特征模型进行河道水文特征预测处理，生成水文特征数据；基于河道地形数据与水文特征数据进行河道帷幕构建，从而生成河道帷幕数据。本发明专利技术通过对河道的客水进行管理及维护，以实现河流水生态的治理方案。以实现河流水生态的治理方案。以实现河流水生态的治理方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于客水分流的河流水生态治理方法及系统


[0001]本专利技术涉及水生态治理
，尤其涉及一种基于客水分流的河流水生态治理方法及系统。

技术介绍

[0002]客水分流是一种水利工程技术，主要应用于流域水资源的合理利用和管理。客水分流工程是指通过修建拦河坝、引水渠等工程设施，将水库或河道中的部分水量分流引导至其他地区或用途，缓解地区的水资源短缺问题，提高水资源利用效率，满足不同领域的用水需求，进而促进经济和社会的可持续发展以满足农业、工业、城市供水等方面的需求，同时减少河道的洪水灾害风险，在水资源紧缺的地区，客水分流工程成为实现可持续水资源管理的重要手段。然而，传统的客水分流的河流水生态治理方法不能应付洪水、暴雨等自然灾害，一旦发送自然灾害引起的河水汇流则会造成河道水位过高漫溢出河道岸滩，并且不能有效分析客水分流所在区域中的水文数据各指标造成的污染灾害，导致没有针对性的客水分流所在区域的修复方案，无法保证河道的治理及维护。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术提供一种基于客水分流的河流水生态治理方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。
[0004]为实现上述目的，一种基于客水分流的河流水生态治理方法，包括以下步骤：步骤S1：利用传感器对河道进行水文数据采集处理，生成河道的初始水文数据；对初始水文数据进行数据预处理，生成标准水文数据；步骤S2：利用卫星遥感技术对河道进行河道地形数据采集处理，获取河道地形数据；基于随机森林算法进行河道水文数据特征关系的预测模型构建，以生成水文数据特征模型；将标准水文数据传输至水文数据特征模型进行河道水文特征预测处理，生成水文特征数据；基于河道地形数据与水文特征数据进行河道帷幕构建，从而生成河道帷幕数据；步骤S3：根据河道帷幕数据将水文特征数据进行水文数据主客水区域划分处理，分别生成河道的主水分流数据与客水分流数据；根据主水分流数据对河道帷幕数据进行阻水帷幕增设处理，从而生成阻水帷幕数据；步骤S4：利用层次聚类算法对客水分流数据进行河道生态危害要素聚类分析处理，生成危害要素特征信息；根据危害要素特征信息进行客水区域生态修复策略设计，从而生成客水分流数据的生态修复策略信息；步骤S5：利用生态修复策略信息对客水分流数据进行水文数据修复处理，生成修复客水分流数据；对修复客水分流数据进行智能优化分析处理，生成优化客水分流数据；步骤S6：利用传感器对优化客水分流数据进行实时水位监测处理，生成实时监测客水水位数据；利用预设的安全水位阈值与实时监测客水水位数据进行安全水位判断处理，生成优化客水分流数据的水位安危判断数据；根据水位安危判断数据对阻水帷幕数据
进行智能调节处理，从而生成客水水位调节数据。
[0005]本专利技术通过采用传感器对河道进行水文数据采集处理，可以提高水文数据的准确性和可靠性，避免了人为干预或误操作所引起的数据偏差，保证了水文数据的真实性；通过对初始水文数据进行数据预处理，生成标准水文数据，可以消除数据中的异常值、缺失值和错误值等，使得数据更加准确、完整和可靠；通过卫星遥感技术获取河道地形数据和随机森林算法构建水文数据特征关系的预测模型，提高河道水文数据的采集效率和预测准确度；利用水文数据特征模型进行水文特征预测处理，可以对水文特征数据进行预测，减少后续步骤的计算量，节约了算力，对硬件处理数据的压力也大大减少，有利于水文数据分析和水资源管理；通过河道帷幕的构建，通过河道帷幕将河道的主水进行隔离，更好地治理河道，对客水所在的区域范围有更加针对性的治理方案；根据河道帷幕数据将水文特征数据进行水文数据主客水区域划分处理，便于后续对客水所在区域的水文数据有更好的治理方案，并且根据主水所在区域可以建立后续步骤中的阻水帷幕，为后续步骤提供了数据集与分析决策；根据主水分流数据对河道帷幕数据进行阻水帷幕增设处理，在河道中增设一些阻水帷幕，有助于调节河道水流，提高水质，保护生态环境，并且对于洪水、暴雨等自然灾害可以打开阻水帷幕将河水汇入主水区域，减少河道汇流压力；利用层次聚类算法对客水分流数据进行河道生态危害要素聚类分析处理，分析出对河道生态具有危害的要素，例如高浊度、高营养盐等，得到它们之间的相似性以及特征，从而得到危害要素特征信息，为后续的生态修复策略信息提供了数据基础；根据危害要素特征信息进行客水区域生态修复策略设计，生态修复策略的目的是通过合理的方法和措施，改善水生态环境，通过制定合理的生态修复策略，可以降低客水分流对河道生态的危害，恢复或改善河道的水生态环境，提高河道的自净能力和生态系统的稳定性，从而达到保护生态环境和促进可持续发展的目的；利用生态修复策略信息对客水分流数据进行水文数据修复处理，提高客水分流数据的质量和生态安全性，对于河道管理和生态保护具有重要的意义；通过智能优化分析处理，可以对客水分流数据进行进一步优化，以满足特定的水文需求和生态要求，生成的优化客水分流数据对于河道管理和水文预测等方面的重要依据，为河道生态保护和可持续发展做出贡献；利用传感器对优化客水分流数据进行实时水位监测处理，传感器可以通过监测客水区域的水位变化情况，将实时监测到的数据传输至后台进行处理，生成实时监测客水水位数据；预设的安全水位阈值是根据河道的地理特征、水文特征以及客水区域的生态需求等因素来确定的，用于判断客水区域的水位是否安全；根据水位安危判断数据对阻水帷幕数据进行智能调节处理，及时调整客水区域的水位，保障客水区域的水文生态需求，减少对下游河道的影响，提高河道生态系统的稳定性和可持续性，同时，也可以有效避免客水区域的水位过高或过低，从而减少河道防洪工作的压力。因此，本专利技术的基于客水分流的河流水生态治理方法能够应付洪水、暴雨等自然灾害，一旦发送自然灾害引起的河水汇流，通过打开阻水帷幕降低河道压力，解决了河道水位过高漫溢出河道岸滩的安全问题，并且能够有效分析客水分流所在区域中的水文数据各指标造成的污染灾害，建立针对性的客水分流所在区域的修复方案，保证了河道的治理及维护。
[0006]优选地，步骤S1包括以下步骤：步骤S11：利用传感器对河道进行水文数据采集处理，生成河道的初始水文数据；步骤S12：对初始水文数据进行数据清洗处理，生成清洗水文数据；
步骤S13：利用小数定标规范化对清洗水文数据进行数据标准化处理，生成标准水文数据。
[0007]本专利技术利用多种类型的传感器对河道进行水文数据采集处理，包括水位传感器、流量传感器、水质传感器等，生成河道的初始水文数据，保证数据的全面性和准确性，提高数据的覆盖面和多样性，更好地反映河道的水文情况；对初始水文数据进行数据清洗处理，包括数据去重、异常值处理、缺失值处理等，生成清洗水文数据，保证数据的完整性和一致性；用小数定标规范化对水文数据进行数据标准化处理，包括对水位、流量、水质等数据进行归一化处理，生成标准水文数据，使得数据具有可比性和可解释性。
[0008]优选地，步骤S2包括以下步骤：步骤S21：利用卫星遥感技术对河道进行河道地形数据采集处理，获取初始河道地形数据；步骤S22：利用高斯滤波对初始河道地形数据进行数据降噪处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于客水分流的河流水生态治理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：利用传感器对河道进行水文数据采集处理，生成河道的初始水文数据；对初始水文数据进行数据预处理，生成标准水文数据；步骤S2：利用卫星遥感技术对河道进行河道地形数据采集处理，获取河道地形数据；基于随机森林算法进行河道水文数据特征关系的预测模型构建，以生成水文数据特征模型；将标准水文数据传输至水文数据特征模型进行河道水文特征预测处理，生成水文特征数据；基于河道地形数据与水文特征数据进行河道帷幕构建，从而生成河道帷幕数据；步骤S3：根据河道帷幕数据将水文特征数据进行水文数据主客水区域划分处理，分别生成河道的主水分流数据与客水分流数据；根据主水分流数据对河道帷幕数据进行阻水帷幕增设处理，从而生成阻水帷幕数据；步骤S4：利用层次聚类算法对客水分流数据进行河道生态危害要素聚类分析处理，生成危害要素特征信息；根据危害要素特征信息进行客水区域生态修复策略设计，从而生成客水分流数据的生态修复策略信息；步骤S5：利用生态修复策略信息对客水分流数据进行水文数据修复处理，生成修复客水分流数据；对修复客水分流数据进行智能优化分析处理，生成优化客水分流数据；步骤S6：利用传感器对优化客水分流数据进行实时水位监测处理，生成实时监测客水水位数据；利用预设的安全水位阈值与实时监测客水水位数据进行安全水位判断处理，生成优化客水分流数据的水位安危判断数据；根据水位安危判断数据对阻水帷幕数据进行智能调节处理，从而生成客水水位调节数据。2.根据权利要求1所述的基于客水分流的河流水生态治理方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：步骤S11：利用传感器对河道进行水文数据采集处理，生成河道的初始水文数据；步骤S12：对初始水文数据进行数据清洗处理，生成清洗水文数据；步骤S13：利用小数定标规范化对清洗水文数据进行数据标准化处理，生成标准水文数据。3.根据权利要求1所述的基于客水分流的河流水生态治理方法，其特征在于，步骤S2包括以下步骤：步骤S21：利用卫星遥感技术对河道进行河道地形数据采集处理，获取初始河道地形数据；步骤S22：利用高斯滤波对初始河道地形数据进行数据降噪处理，生成河道地形数据；步骤S23：基于随机森林算法进行河道水文数据特征关系的预测模型构建，以生成初始水文数据特征模型；步骤S24：将标准水文数据进行数据划分处理，分别生成训练集水文数据以及测试集水文数据；步骤S25：利用训练集水文数据对初始水文数据特征模型进行模型训练处理，生成水文数据特征模型；步骤S26：根据预设的水文数据时间序列区间对测试集水文数据进行目标数据提取处理，生成目标测试集水文数据；步骤S27：将目标测试集水文数据传输至水文数据特征模型进行河道水文特征预测处
理；生成水文特征数据；步骤S28：基于河道地形数据与水文特征数据进行河道帷幕构建，从而生成河道帷幕数据。4.根据权利要求3所述的基于客水分流的河流水生态治理方法，其特征在于，步骤S28包括以下步骤：步骤S281：基于河道地形数据与水文特征数据进行河道帷幕参数设计，生成河道帷幕架构数据；步骤S282：根据预设的主客水规划区间与河道地形数据进行河道帷幕摆放位置设计处理，以获得河道帷幕摆放数据；步骤S283：基于河道帷幕架构数据以及河道帷幕摆放数据进行河道帷幕构建，从而生成河道帷幕数据。5.根据权利要求1所述的基于客水分流的河流水生态治理方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国珍，马喜荣，张琴凤，陈娟，龙晓飞，温舒茵，苫洪华，林平，王海俊，黄淞宣，宣小铭，佟晓蕾，袁菲，杨裕桂，陈浩南，
申请(专利权)人：珠江水利委员会珠江水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：