【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于湖泊水資源管理及生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，涉及一種生態(tài)水位的確定方法，尤其涉及一種過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法。
技術(shù)介紹
1、湖泊生態(tài)水位是湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵因素，對(duì)湖泊水量、水質(zhì)及流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等有直接或間接的影響。然而，隨著人類(lèi)活動(dòng)的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)用水量日益增加，水資源緊缺形勢(shì)嚴(yán)峻，湖泊水位持續(xù)下降，水質(zhì)惡化，湖泊生態(tài)系統(tǒng)衰退。對(duì)于過(guò)水型湖泊而言，確定湖泊適宜生態(tài)水位對(duì)于水資源管理及解決湖泊生態(tài)退化問(wèn)題具有重要意義。
2、目前已有學(xué)者研究湖泊生態(tài)水位確定技術(shù)。例如，基于湖泊長(zhǎng)系列實(shí)測(cè)水位資料的頻率分析法、維持生物棲息地功能不喪失的生物空間法、維持湖泊形態(tài)功能不喪失的湖泊形態(tài)法等。然而，上述方法判定要素較為單一且難以動(dòng)態(tài)調(diào)整，尤其是未充分考慮對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)具有重要影響的水質(zhì)要素與湖泊水位(容積)之間的互動(dòng)關(guān)系，無(wú)法為精細(xì)化保護(hù)和修復(fù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)提供參考。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決
技術(shù)介紹
中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種簡(jiǎn)便易行、可對(duì)湖泊適宜生態(tài)水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)表征以及能為湖泊生態(tài)水位調(diào)控與湖泊水資源管理提供可靠技術(shù)支撐的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法包括以下步驟：
4、1)基于歷史實(shí)測(cè)水位和地形數(shù)據(jù)確定湖泊天然要素指標(biāo)；
5、2)基于遙
6、3)以步驟1)獲取得到的湖泊天然要素指標(biāo)為參考，結(jié)合步驟2)得到的湖泊水體理化指標(biāo)確定過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間。
7、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟1)中湖泊天然要素指標(biāo)包括湖泊最低生態(tài)水位和容積變化關(guān)鍵水位。
8、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的湖泊天然要素指標(biāo)的確定方式是：
9、所述湖泊最低生態(tài)水位是經(jīng)驗(yàn)頻率為90％的水位；
10、所述容積變化關(guān)鍵水位是經(jīng)水位與容積關(guān)系推算得的最大容積變化率所對(duì)應(yīng)的水位。
11、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
12、2.1)確定遙感衛(wèi)星波段參數(shù)；
13、2.2)基于遙感衛(wèi)星波段參數(shù)獲取湖泊衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)；
14、2.3)對(duì)步驟2.2)的結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸，計(jì)算湖泊水體理化指標(biāo)。
15、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟2)中遙感衛(wèi)星波段參數(shù)包括藍(lán)光波段blue、綠光波段green、紅光波段red、近紅外波段nir、短波紅外波段swir1以及短波紅外波段swir2；所述湖泊水體理化指標(biāo)包括湖泊水體透明度、湖泊水體總氮以及湖泊水體總磷。
16、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟2.3)中多元線性回歸方程是：
17、transparency＝-8.36blue+77.89green-61.57red-7.86nir-1.24swir1+13.59swir2+0.33
18、tn＝21.55blue+36.68green-56.37red-2.47nir-26.97swir1-20.50swir2+0.80
19、tp＝4.98blue+5.91green-9.39red+0.06nir-2.05swir1+6.26swir2-0.06
20、其中：
21、transparency為湖泊水體透明度，單位是m；
22、tn是湖泊水體總氮，單位是mg/l；
23、tp是湖泊水體總磷，單位是mg/l；
24、blue是遙感衛(wèi)星的藍(lán)光波段；
25、green是遙感衛(wèi)星的綠光波段；
26、red是遙感衛(wèi)星的紅光波段；
27、nir是遙感衛(wèi)星的近紅外波段；
28、swir1是遙感衛(wèi)星的短波紅外波段1；
29、swir2是遙感衛(wèi)星的短波紅外波段2。
30、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
31、3.1)根據(jù)步驟2)計(jì)算得到的湖泊水體理化指標(biāo)計(jì)算湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；
32、3.2)對(duì)步驟3.1)計(jì)算得到的湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)進(jìn)行分級(jí)，根據(jù)分級(jí)后的湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)確定基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間；
33、3.3)將步驟3.2)得到的基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間與步驟1)所確定的湖泊天然要素指標(biāo)結(jié)合確定過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間。
34、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟3.1)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
35、3.1.1)對(duì)步驟2)計(jì)算得到的湖泊水體理化指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化值；
36、3.1.2)根據(jù)步驟3.1.1)得到的歸一化值計(jì)算湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；所述湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的表達(dá)式是：
37、
38、其中：
39、i是湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)；
40、it是湖泊水體透明度的歸一化值；
41、itn是湖泊水體總氮的歸一化值；
42、itp是湖泊水體總磷的歸一化值；
43、其中：
44、it、itn或itp的表現(xiàn)形式是：
45、
46、其中：
47、in是湖泊水體理化指標(biāo)歸一化值；
48、imin是湖泊水體理化指標(biāo)歸一化值的最小值；
49、imax是湖泊水體理化指標(biāo)歸一化值的最大值。
50、本專利技術(shù)所采用的步驟3.2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
51、3.2.1)將湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)分為優(yōu)秀、良好、中等、一般以及差五個(gè)等級(jí)；
52、3.2.2)通過(guò)水文和遙感監(jiān)測(cè)資料，將逐年的湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)與湖泊水位進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)；
53、3.2.3)分析不同等級(jí)湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)與湖泊水位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，選取綜合評(píng)價(jià)指數(shù)所對(duì)應(yīng)的優(yōu)秀等級(jí)對(duì)應(yīng)的湖泊水位作為基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間。
54、優(yōu)選地，本專利技術(shù)所采用的步驟3.3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
55、將步驟1)計(jì)算得到的湖泊最低生態(tài)水位作為湖泊水位紅線；
56、根據(jù)步驟1)計(jì)算得到的容積變化關(guān)鍵水位與步驟3.2)計(jì)算得到的基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間確定湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間，所述確定的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
57、若步驟1)計(jì)算得到的容積變化關(guān)鍵水位位于基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間內(nèi)，則湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間是[基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為優(yōu)秀的下限所對(duì)應(yīng)湖泊水位，基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為優(yōu)秀的上限所對(duì)應(yīng)湖泊水位]；
58、若步驟1)計(jì)算得到的容積變化關(guān)鍵水位位于基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的湖泊水位區(qū)間外，則湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間是[容積變化關(guān)鍵水位，基于湖泊水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為優(yōu)秀的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟1)中湖泊天然要素指標(biāo)包括湖泊最低生態(tài)水位和容積變化關(guān)鍵水位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述湖泊天然要素指標(biāo)的確定方式是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟2)中遙感衛(wèi)星波段參數(shù)包括藍(lán)光波段blue、綠光波段green、紅光波段red、近紅外波段nir、短波紅外波段swir1以及短波紅外波段swir2；所述湖泊水體理化指標(biāo)包括湖泊水體透明度、湖泊水體總氮以及湖泊水體總磷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟2.3)中多元線性回歸方程是：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過(guò)水型
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟3.1)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟3.2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟3.3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟1)中湖泊天然要素指標(biāo)包括湖泊最低生態(tài)水位和容積變化關(guān)鍵水位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述湖泊天然要素指標(biāo)的確定方式是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟2)的具體實(shí)現(xiàn)方式是：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過(guò)水型湖泊適宜生態(tài)水位區(qū)間的確定方法，其特征在于：所述步驟2)中遙感衛(wèi)星波段參數(shù)包括藍(lán)光波段blue、綠光波段green、紅光波段red、近紅外波段nir、短波紅外波段s...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳鳳燕，翟麗妮，曹倡銘，岳衛(wèi)峰，馬麗梅，宋亮，林沛榕，郭文慧，鄒瑾，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北省水利水電科學(xué)研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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