[发明专利]一种面向多目标需求的湖泊适宜水位确定方法

说明书

本发明公开了一种面向多目标需求的湖泊适宜水位确定方法，包括：一、收集目标湖泊的基础数据；二、从数据WL确定目标湖泊的年内水位差，以及预测m年和n年后的多年最枯月平均水位；三、判断长时间序列水位变化特征与湖泊生态系统保护的适应性；四、分别确定防洪、蓄水、输水、航运、水系连通多目标的水位需求；五、当步骤三判断为不适应时，继续判断特征水位与湖泊生态系统保护的适应性；六、根据多目标水位需求拟定水位调度方案；七、采用拟定的水位调度方案对目标湖泊进行水位调度。本发明考虑到湖泊多目标综合利用对水位的需求，可最大程度地实现湖泊资源的综合利用，实现多目标协同提升。

技术领域

本发明涉及生态保护技术领域，具体涉及一种面向多目标需求的湖泊适宜水位确定方法。

背景技术

湖泊具有供水、航运、灌溉、防洪、水系连通、生物多样性保护等多重功能。如何合理利用湖泊资源，保障多重功能协同提升，是湖泊资源综合利用和生态保护面临的重大难题。水位变化是影响湖泊景观格局和生态功能的重要因素，也是保障湖泊综合效益有效发挥的关键要素。水位优化控制是保障湖泊供水、航运、防洪、灌溉、水系连通等功能得到充分发挥的关键过程，但逆自然的水位上升或下降又是湖泊生境退化、植物生长发育困难、生物多样性降低的重要胁迫因素。目前，湖泊适宜水位确定主要考虑单一目标，缺乏对湖泊多目标综合利用水位需求的整体考虑，湖泊适宜水位确定还存在较大局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向多目标需求的湖泊适宜水位确定方法。

不同于现有基于单一目标确定湖泊适宜水位，本发明考虑湖泊多目标水位需求，基于不同约束情景和水位调度试验确定湖泊适宜水位，对湖泊资源综合利用和生态系统结构、过程和功能维护均具有重要意义。

本发明提供的一种面向多目标需求的湖泊适宜水位确定方法，包括：

一、收集目标湖泊的基础数据，至少包括代表水位站的长时间序列水位观测数据WL、高分辨率遥感影像数据Image、湿地水鸟群落结构动态监测数据Bird；

二、从数据WL确定目标湖泊的年内水位差，所述年内水位差为年最高日平均水位和最低日平均水位的水位差；从数据WL获取目标湖泊水位的年际变化趋势，继而预测m年和n年后的多年最枯月平均水位；m、n值预先设定且n大于m；

三、判断长时间序列水位变化特征与湖泊生态系统保护的适应性，具体为：

当目标湖泊的年内水位差在预设的水位差范围内且m年后的多年最枯月平均水位较现状抬升不超过第一阈值且n年后的多年最枯月平均水位较现状抬升不超过第二阈值，则判断为相适应；否则判断为不相适应；第二阈值大于第一阈值；

第一阈值、第二阈值均为经验值，第一阈值一般在50～70cm范围取值，第二阈值一般在80～100cm范围取值，其取值可根据实际情况在该范围内进行调整；

四、分别确定防洪、蓄水、输水、航运、水系连通多目标的水位需求；

五、当步骤四判断为不适应时，继续判断特征水位与湖泊生态系统保护的适应性，具体为：

(1)确定特征水位：由数据WL计算多年最枯月平均水位，即特征水位WL1；根据多目标水位需求确定m年和n年后能同时满足多目标水位需求的最低水位，即特征水位WL2和WL3；

(2)结合数据WL和数据Image获取越冬期特征水位下的重要生境面积；

(3)从数据Bird获取越冬期特征水位下的水鸟种类组成和种群数量；

(4)相比WL1，当WL2和WL3下的重要生境面积下降率均超第三阈值，则初步判断与湖泊生态系统保护不适应；否则判断相适应；当不适应时，进一步判断：相比WL1，当WL2和WL3下水鸟种类数下降率均超第四阈值且种群数量下降率超第五阈值，则判断不相适应；否则判断相适应；