[发明专利]一种考虑提升量的生态流量确定方法

权利要求书

1.一种考虑提升量的生态流量确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：收集计算生态流量所需的相关数据；

步骤2：从收集的相关数据中确定生态基流，确定方法包括改进蒙大拿法、年内展布法和最小月平均流量法；

步骤3：对所述改进蒙大拿法、年内展布法和最小月平均流量法三种方法分别确定的生态基流M1、M2和M3进行比较分析，选取最大值和最小值分别作为生态基流的上限Q_max和下限Q_min，初步确定生态基流的区间[Q_min，Q_max]，将区间的下限Q_min初步确定为生态基流，见式(1)、(2)；

Q_min＝min{M1，M2，M3} (1)

Q_max＝max{M1，M2，M3} (2)

步骤4：对所述步骤3的生态基流的下限Q_min进行验证；

若初步确定的下限Q_min大于规定值，则下限Q_min为生态基流的下限值；否则将规定值作为生态基流的下限值；

步骤5：在所述生态基流的基础上计算河段3个服务对象需水量，3个服务包括景观湿地需水W_l、输沙需水W_s和稀释自净需水W_c；

步骤6：对比分析所述步骤5计算的三个服务对象的需水量，确定提升量S；提升量是一个区间，因此找出最小值和最大值确定区间的提升量下限S_min和提升量上限S_max，为体现年内变化，提升量区间按月份分别确定；

S_min＝min{W_l，W_s，W_c} (3)

S_max＝max{W_l，W_s，W_c} (4)

步骤7：将所述生态基流和提升量S结合起来综合确定生态流量，将步骤4验证过后的生态基流作为考核的最低标准，也就是提升量的下限。

2.根据权利要求1所述的考虑提升量的生态流量确定方法，其特征在于，所述步骤1中收集的相关数据包括河段含沙量、输沙量、换水周期、多年平均蓄水量、污染物浓度、目标水质浓度和长系列历史流量数据。

3.根据权利要求1所述的考虑提升量的生态流量确定方法，其特征在于，所述步骤2中，改进蒙大拿法是在蒙大拿法的基础上考虑典型年的选取及分期百分比的确定，典型年的选取根据计算不同季节模数最接近1.0的年份，分期是将一年分为一般用水期和鱼类产卵育幼期，分别取典型年平均流量的10％和30％作为生态基流；

年内展布法是用多年月均径流量乘以同期均值比得到一年的生态基流过程，同期均值比是根据多年年均径流量与年内各月最小月均径流量的年均值这两个典型的水文特征变量进行确定与量化的，具体见式(5)-(10)；

q_min(i)＝min(q_ij) (8)

式中：为第i个月的多年月均径流量，为多年年均径流量，q_ij为第j年第i个月的月均径流量，q_min(i)为第i个月的多年最小月均径流量，为最小年均径流量，n为统计年数，η为同期均值比，Q_i为各月的生态基流；

最小月平均流量法是将最小月平均流量的多年平均值作为河道的生态基流，具体见式(11)；

式中：Q_ij为第i个月第j天的平均流量，Q_m为第m个月的生态基流，n为统计年数。

4.根据权利要求1所述的考虑提升量的生态流量确定方法，其特征在于，所述步骤5中景观湿地需水W_l、输沙需水W_s和稀释自净需水W_c的具体计算方法如下：

(1)景观湿地需水：指为维持景观或者湿地生态和环境功能所要消耗和补充的水量，采用换水周期法进行计算，具体见式(12)；

式中：T为换水周期，w”为多年平均蓄水量，Q为景观湿地需水流量；

(2)输沙需水：河流输沙需水量是指为了维持河床冲刷与淤积的动态平衡，必须在河道内保持一定的水量，该水量与水流含沙量直接相关，且随着产沙量、含沙量等的年内分配而动态变化，计算公式见式(13)-(15)；

w'＝η^α*w_w (13)

w_w＝w-w_s/γ_s (14)

η＝s_进-s_出 (15)

式中：W′为输沙需水量，η′为输沙效率，α为指数，W_w为净水量；W为径流量，W_s为输沙量，γ_s为泥沙容重，通常取2.65t/m³；S_进为进入河段的含沙量，S_出为流出河段的含沙量；当η′1时，河段处于冲刷状态，进口站含沙量小于出口站含沙量，此时，α＝1；当η′＝1时，河段淤积或冲淤平衡，进口站含沙量大于或等于出口站含沙量，此时，α＝0；

(3)稀释自净需水：指在加强污染源防治的前提下，使河流水体达到水功能区划确定的水质目标所要求的最小水量；采用混合模型与衰减模型对河段稀释自净需水量进行模拟；在河段i处，上断面为A_i-1，下断面为A_i，河段长为L_i，假设在河段内共有多个排污口及支流的污染物汇入，为便于计算，记做断面B，具体见式(16)；

式中：W_ci为稀释自净需水量，C_i-1为A_i-1处的污染物浓度，s_i为B点处汇入的污染物浓度，q_i为B点处的汇入流量，C_si为A_i段面处的目标水质浓度，L_i为河段长、u_i为河段i处的流速，x_i为断面B到断面A_i-1的距离，Q_i-1为A_i-1处的流量。