[发明专利]人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法

说明书

本发明之目的就是提供一种人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法，可有效解决人工干扰无水文资料地区河流环境流量的计算问题。以流域水生态功能分区为前提，界定环境流量的构成，然后采用水文比拟法和参数等值线法来推求无水文资料地区河流多年平均径流量及年内分配，以此为基础流量数据，对不同分区环境流量计算，确定河流不同节点的环境流量，本发明方法新颖独特，科学，是一种基于功能需求的环境流量计算方法，可以为受人工干扰程度较大且缺乏水文资料的河流进行水资源优化调配以及水利工程生态调度，保障河流功能正常发挥所需最小环境流量，修复河流生态系统，保护河流的生态环境，经济和社会效益巨大。

技术领域

本发明涉及环保，特别是一种人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法。

背景技术

环境流量的保障是维持河流生态系统健康发展的基础，对维持河流水生态系统的结构与功能正常发挥具有重要意义。随着社会经济的发展，人类生存发展与水资源有效供给之间的矛盾日益突出，河湖生态环境用水被挤占，河流环境流量难以满足，同时由于大量闸坝等水利工程的存在，严重改变了河流的天然流量过程，对河流生态系统造成严重影响。为保护和修复河流生态系统，开发适宜的环境流量计算方法十分必要。

目前，国内外环境流量的计算方法较多，国外比较前沿的有利用水资源规划方案“ribasim”的新功能计算高、低脉冲洪水下的环境流量，基于熵的生态水文系统动态相关的环境流量计算模型。国内环境流量计算方法主要有水文学法、水力学法、栖息地模拟法和整体法等，其中水文学法需要的历史资料及现场调查工作较少，多用于宏观规划和水生生物资料缺乏地区使用；与水文学法相比，水力学法考虑了生物栖息地要求，对数据的时间尺度要求不高，但其计算结果受河道断面形状较大；栖息地模拟法将生物响应与水力、水文状况直接联系，可以确定很多物种的最佳流量，但需要收集广泛的数据，成本较高；整体法明确着眼于广泛的环境效果，不限于单一的某种方法，需要科学领域内广泛的专家意见和技术，成本高且过程冗长。

尽管上述方法各有利弊，但多使用于受人工干扰程度小的自然河道环境流量的计算，同时是在具有水文站监测资料前提条件下开展的，侧重计算河流生态系统所需的环境流量。而我国河流现状即面临生态系统受损，又面临水质污染，在上述双重威胁存在的条件下，为保障河流经济社会功能的正常发挥，水库、闸坝等水利工程又大力兴建，河流人工干扰程度大，河流天然的水文情势丧失，维持河流生态系统功能正常发挥的环境流量难以保障，目前常用的计算方法也难以用于此类特殊流域的环境流量的计算。为解决上述问题，十分有必要在现有计算方法上进行改进，为受人工高度干扰及无水文资料地区的河流生态修复以及水利工程的科学调度提供一种适宜的环境流量计算方法。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种人工干扰无水文资料地区河流环境流量分区界定计算方法，可有效解决人工干扰无水文资料地区河流环境流量的计算问题。

本发明解决的技术方案是，以流域水生态功能分区为前提，界定环境流量的构成，然后采用水文比拟法和参数等值线法来推求无水文资料地区河流多年平均径流量及年内分配，以此为基础流量数据，对不同分区环境流量计算，确定河流不同节点的环境流量，包括以下步骤：

(1)确定流域范围，进行水生态功能分区：

进行水生态功能区二级分区，一级分区包括能够反映流域的气候、地势、土壤、植被自然环境要素指标的平均降水量、平均高程、地表粗糙度、土地利用强度；在一级分区基础上，进行二级分区，二级分区包括能够反映河段尺度上的栖息地环境以及人工干扰影响指标的小流域坡度、河道弯曲度、水网密度、水利工程密度和小流域污染负荷，利用GIS系统(地理信息系统软件)采用空间插值法及赋值来确定各参数值，用权重赋值分析方法确定分区；

(2)以水生态功能分区为基础，确定不同分区的环境流量组成及不同类别环境流量的计算方法：