[发明专利]基于日流量过程变化趋势的生态流量过程构建方法及系统

说明书

本发明提供基于日流量过程变化趋势的生态流量过程构建方法及系统，方法包括：步骤1.对研究区域生物资源现状进行调查，确定研究区域指示物种及其最低适宜生态流量；步骤2.选择早期受人类活动影响较小的长系列日流量资料，计算多年平均日流量过程；步骤3.根据多年平均日流量过程，计算每个点位的斜率和偏转角；步骤4.选根据斜率确定多年平均日流量过程上、下趋势变化点和趋势变化线；对上下趋势线点进行线性插值，得到上下趋势线，在上、下趋势线重合段取上下趋势线平均值，获得多年平均日流量过程变化趋势线；步骤5.跟据多年平均日流量过程的变化趋势线，计算变化趋势涨落率；步骤6.得到日生态流量过程线。

技术领域

本发明属于生态流量构建技术领域，具体涉及基于日流量过程变化趋势的生态流量过程构建方法及系统。

技术背景

生态需水是指维系水生态系统的结构和功能，在河道内或湖泊中要保留的必要的流量(水量、水位)及其过程，在河流中也称为生态流量。关于生态需水，国内研究相对较晚，在引进大量国外理论和方法基础上，发展了许多研究方法。近年来，对生态需水的研究不断深入，对水生态系统愈发重视，但是对生态需水的内涵认识仍存在差异，计算方法也多种多样，生态需水的计算主要分为水文学方法、水力学方法、栖息地模拟法和整体法四大类。目前，较为统一的看法是生态需水要考虑保护目标的需求、时空变化以及水量的动态变化。

生态需水计算方法中，水文学法的数据容易获取，计算简单、快速，其中Tennant法及其改进方法应用最为广泛。水力学法主要考虑河道断面情况，其中基于曼宁公式的R2CROSS法使用较多。栖息地模拟法考虑了指示物种的生活需求，结果最为贴合河道生态系统需求，但是计算复杂。整体法主要有南非的BBM法和澳大利亚的整体评价法。这些生态需水的计算方法均难以得到日尺度的生态流量过程，也难以快速、准确得到复合生态流量过程实际情况的数据，计算结果不能满足实际需求。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供基于日流量过程变化趋势的生态流量过程构建方法及系统，能够快速、准确获得复合生态流量过程实际情况的数据。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

方法

本发明提供基于日流量过程变化趋势的生态流量过程构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.对研究区域生物资源现状进行调查，确定研究区域指示物种；根据河道断面形状和指示物种适宜流速、水深曲线，确定指示物种的最低适宜生态流量Q_e0；

步骤2.选择早期受人类活动影响较小的长系列日流量资料，计算多年平均日流量过程；

步骤3.根据多年平均日流量过程，计算每个点位第i天和第i+1天日流量折线段的斜率k_i，并计算第i天相对第i-1天日流量折线段的偏转角θ_i；

步骤4.选择θ_i80°的点位，根据斜率k_i确定多年平均日流量过程上、下趋势变化点和趋势变化线。当k_i0时，对应为上趋势线点；当k_i0时对应为下趋势线点；对上下趋势线点进行线性插值，得到上下趋势线，在上、下趋势线重合段(相同日期范围)取上下趋势线平均值，获得多年平均日流量过程变化趋势线；

步骤5.跟据多年平均日流量过程的变化趋势线，计算日流量变化趋势涨落率Δq_J：

非重合段：