CN110796383A - 一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系 - Google Patents

一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系 Download PDF

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王赞成
姚佳
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Abstract

本发明公开了一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，属于河道整治、水环境治理和水生态修复领域，主要用于评价实施水系连通工程后水系的优化程度及工程的合理性。主要技术流程包括3个分项技术，分别是(1)构建考虑生态基流评价指标的水系连通性评价指标体系；(2)计算水系连通工程实施前后各指标值；(3)构建基于水系连通工程的水系连通性评价模型并进行定量评价。其中评价指标体系的构建在选取水系结构连通性和水系功能连通性指标的同时，还考虑生态基流评价指标。与以往技术相比，本发明能定量描述水系连通工程实施后水系的生态连通效果，进而加强对水系连通工程评价的全面性和科学性。

Description

一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系
技术领域
本发明公开一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，属于河道整治、水环境治理和水生态修复领域。
背景技术
近年来，随着江湖关系自然演进和人类对水资源的不合理开发利用，特别是大型的水利工程建设和快速的城市化进程，使得自然水系和人工渠系由复杂化逐渐向单一化发展。人类活动的干扰打破了原有的水系格局，严重影响水环境健康发展及水资源合理调配，最终导致水生态、水安全和水资源面临一系列问题。水系连通是维持河湖不断流，促进物质能量和生物体以水为媒介相互传输和交换的基本保障，在蓄滞洪水、农业灌溉和纳污排涝等方面也发挥重要作用。实践表明，通过实施合理的水系连通工程可有效建立或疏通水体之间的连通通道，加强水体之间的水力联系，提高洪旱灾害防治能力和水体自净能力。然而，不合理的水系连通工程不仅带来巨大的经济损失，还会对水生态***造成难以逆转的破坏。
水系连通性是评价河湖健康发育程度的重要因子，表征水系在景观形态层面和物质动态输移层面的连通水平。当前，采用水系连通性评价指标与计算方法，可定量评估水系的变化趋势，也可进行水系连通工程方案的比选。由于国内外对水系连通性评价指标与方法的研究时间相对不长，已有技术体系多考虑水系形态结构与物质运输功能，忽略了生态基流这一重要水文特性。生态基流是河湖水系维持其生态功能完整性的最低流量，也是保证水系能够连通的下限。保障河道内流量不低于生态基流对航道正常运转、河湖健康发展和水环境治理改善具有重要意义。因此，将其纳入水系连通性评价指标体系中具有科学性，可突破现有技术考虑要素不全面这一局限。
申请人通过总结多个河湖连通生态水利规划方案及生态经济区水环境综合治理实施方案，结合生态基流特征的研究结果，提出一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，为评价实施水系连通工程后水系的连通性优化程度及工程的合理性提供技术支持。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，可解决背景技术中提出的不足。
为解决现有技术的不足，本发明所采用的技术方案是：
1、构建考虑生态基流评价指标的水系连通性评价指标体系，具体包括：
Figure BDA0002257338280000021
选取生态基流保证程度，可得到河道内生态径流量得到满足的情况；选取COD浓度、NH3-N浓度、TP浓度和TN浓度等指标，以反映水体富营养化状态；选取水质达标率Si，以反映不同水功能区水质达标情况；选取水系环度α、节点连接率β和水系连通度γ等指标，以反映水系在形态格局和景观上的连通情况；选取水龄a、换水周期T和河道流速Vi等指标，反映水系在动态流动层面连通水平。
2、收集指标计算基础数据，根据指标对应计算方法，计算水系连通工程实施前后各指标值。
指标的计算方法如下：
A1：生态基流保证程度：计算统计年的实际径流量月均值不低于该月生态基流的概率；
A2：根据选取的具体水质断面，计算COD、NH3-N、TP和TN四类水质因子质量与所提取溶液体积的比值；
A3：水质达标率Si
式(1)中：si为第i个水功能区的达标率；bi为评价时段内达到水质目标的次数；ti为评价时段内的评价总次数；
A4：水系环度α
式(2)中，L为廊道数量，V为节点个数；
A5：节点连接率β
A6：水系连通度γ
Figure BDA0002257338280000034
式(4)中，Lmax为最大可能廊道连接数；
A7：水龄a
Figure BDA0002257338280000035
式(5)中，t为水体在x点时的时间，x为经过一段距离的长度，C为示踪剂浓度相关函数，τ为时间常数；
A8：换水周期T
T＝365M/W (6)
式(6)中，M为纳污能力，W为排入湖库污染物量；
A9：河道流速Vi
Figure BDA0002257338280000036
式(7)中，Vj为河段流速，m为河段数。
3、构建基于水系连通工程的水系连通性评价模型并进行评价。
B1：提出指标优化率Zi，表示水系连通工程实施后，指标比工程实施前的改善程度，计算公式为：
Figure BDA0002257338280000037
其中Ai为评价指标i改善值，Si为评价指标i原值；
B2：设指标i得分值为Fi，基于水系连通工程的水系连通性综合评分
Figure BDA0002257338280000041
其中，Fi的取值分四种情况：①Zi＞40％，则Fi＝3；②20％＜Zi≤40％，则Fi＝2；③0％＜Zi≤20％，则Fi＝1；④Zi≤0％，则Fi＜0。
B3：若存在Fi＜0，则不计算综合评分并判定该工程不合理，需重新调整规划。若任意Fi≥0，则判定该工程合理并计算综合评分。评分越高，则表示该工程越合理。
该评价模型的特点是，根据指标优化率取值范围的不同，进行不同的赋值计分，可反映各指标在工程实施前后的变化，计算简便，逻辑性强。
本发明通过构建综合考虑了生态基流、水系结构连通性和水系功能连通性的水系连通性评价指标体系，克服了现有指标与方法未考虑生态基流水文特征这一缺陷。本发明可用于定量评价实施水系连通工程后水系的连通性优化程度及工程的合理性，也为水系连通工程方案修订提供参考。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
图2为本发明的基于水系连通工程的水系连通性评价模型逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步的详细说明。
为评价实施水系连通工程后水系的优化程度及工程的合理性，本发明公开一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，操作请参阅图1及如下步骤：
1、构建考虑生态基流评价指标的水系连通性评价指标体系，具体包括：
Figure BDA0002257338280000051
2、计算水系连通工程实施前后各指标值。
指标的计算方法如下：
A1：生态基流保证程度：计算统计年的实际径流量月均值不低于该月生态基流的概率；
A2：根据选取的具体水质断面，计算COD、NH3-N、TP和TN四类水质因子质量与所提取溶液体积的比值；
A3：水质达标率Si
Figure BDA0002257338280000052
式(1)中：si为第i个水功能区的达标率；bi为评价时段内达到水质目标的次数；ti为评价时段内的评价总次数；
A4：水系环度α
Figure BDA0002257338280000053
式(2)中，L为廊道数量，V为节点个数；
A5：节点连接率β
Figure BDA0002257338280000054
A6：水系连通度γ
Figure BDA0002257338280000055
式(4)中，Lmax为最大可能廊道连接数；
A7：水龄a
Figure BDA0002257338280000056
式(5)中，t为水体在x点时的时间，x为经过距离的长度，C为示踪剂浓度相关函数，τ为时间常数；
A8：换水周期T
T＝365M/W (6)
式(6)中，M为纳污能力，W为排入湖库污染物量；
A9：河道流速Vi
Figure BDA0002257338280000061
式(7)中，Vj为河段流速，m为河段数。
3、构建基于水系连通工程的水系连通性评价模型并进行评价，操作请参阅图2及如下步骤：
B1：提出指标优化率Zi，表示水系连通工程实施后，指标比工程实施前的改善程度，计算公式为：
Figure BDA0002257338280000062
其中Ai为评价指标i改善值，Si为评价指标i原值。
B2：设指标i得分值为Fi，基于水系连通工程的水系连通性综合评分
Figure BDA0002257338280000063
其中，Fi的取值分四种情况：①Zi＞40％，则Fi＝3；②20％＜Zi≤40％，则Fi＝2；③0％＜Zi≤20％，则Fi＝1；④Zi≤0％，则Fi＜0。
B3：若存在Fi＜0，则不计算综合评分并判定该工程不合理，需重新调整规划。若任意Fi≥0，则判定该工程合理并计算综合评分。评分越高，则表示该工程越合理。
以C区域水系连通工程为例，计算各评价指标值、指标优化率和评分，结果如下表：
Figure BDA0002257338280000064
Figure BDA0002257338280000071
Figure BDA0002257338280000072
由于水系连通度γ的指标优化率＝-8％＜0，Fi＜0，因此不计算水系连通工程综合评分并判定该工程不合理，需重新调整规划。
综上所述，阐述了本发明的实施方式，具有较强的可实施性。本领域的技术人员应当理解，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均属于本发明所要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，其特征在于，包括如下技术：构建考虑生态基流评价指标的水系连通性评价指标体系、计算水系连通工程实施前后各指标值和构建基于水系连通工程的水系连通性评价模型并进行定量评价。
2.根据权利要求1所述的一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，其特征在于，构建考虑生态基流评价指标的水系连通性评价指标体系，具体包括：
Figure FDA0002257338270000011
。
3.根据权利要求1所述的一种考虑生态基流的水系连通性评价指标体系，其特征在于：构建基于水系连通工程的水系连通性评价模型并进行定量评价，具体包括：
B1：提出指标优化率Zi，表示水系连通工程实施后，指标比工程实施前的改善程度，计算公式为：
Zi＝Ai/Si，其中Ai为评价指标i改善值，Si为评价指标i原值；
B2：设指标i得分值为Fi，水系连通工程的水系连通性综合评分
Figure FDA0002257338270000012
其中，Fi的取值分四种情况：①Zi＞40％，则Fi＝3；②20％＜Zi≤40％，则Fi＝2；③0％＜Zi≤20％，则Fi＝1；④Zi≤0％，则Fi＜0；
B3：若存在Fi＜0，则不计算综合评分并判定该工程不合理，需重新调整规划。若任意Fi≥0，则判定该工程合理并计算综合评分。评分越高，则表示该工程越合理。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070027666A1 (en) * 2003-09-30 2007-02-01 Frankel David S Characterizing connectivity in reservoir models using paths of least resistance
CN101482612A (zh) * 2009-01-21 2009-07-15 华东师范大学 基于地理信息***技术的河网地区水系连通性测度方法
CN107122851A (zh) * 2017-04-21 2017-09-01 中国水利水电科学研究院 一种河湖水系连通工程方案优选模型灵敏度分析方法
CN108764675A (zh) * 2018-05-17 2018-11-06 河海大学 一种水系连通性评价方法
CN110310019A (zh) * 2019-06-17 2019-10-08 北京师范大学 一种流域水***协同承载力评价模型的构建方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070027666A1 (en) * 2003-09-30 2007-02-01 Frankel David S Characterizing connectivity in reservoir models using paths of least resistance
CN101482612A (zh) * 2009-01-21 2009-07-15 华东师范大学 基于地理信息***技术的河网地区水系连通性测度方法
CN107122851A (zh) * 2017-04-21 2017-09-01 中国水利水电科学研究院 一种河湖水系连通工程方案优选模型灵敏度分析方法
CN108764675A (zh) * 2018-05-17 2018-11-06 河海大学 一种水系连通性评价方法
CN110310019A (zh) * 2019-06-17 2019-10-08 北京师范大学 一种流域水***协同承载力评价模型的构建方法

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