本申请涉及湖泊生态,特别涉及干旱区内陆湖泊生态补水方法。
背景技术:
1、干旱区内陆湖泊通常位于降水稀少、蒸发强烈的地区,这些湖泊的水资源主要依赖于周边河流的补给,但由于降水量少、蒸发量大,湖泊的水量往往处于动态平衡之中,一旦受到气候变化或人类活动的影响,就容易出现水位下降、水质恶化等问题。为了改善干旱区内陆湖泊的生态环境,需对生态补水方法进行研究。
2、现有技术中,中国专利cn115169663a公开了一种维持旱区湖泊水生态健康的补水系统,建立缺水分析模型进行旱区湖泊的缺水量确定,并通过特征提取建立降水量预测模型,安排水库和湖泊的补水工作,在降水补水效果不优的前提下,控制水库进行湖泊水量辅助补水工作,多方案多角度的进行湖泊缺水处理工作,同时还对湖泊中的盐分、磷浓度和氮浓度进行监控和调节,保障湖泊水质的健康。
3、在实际进行干旱区内陆湖泊生态补水时,补水过程不仅会对补水对象湖泊产生影响,同时也会对补水水源的生态环境产生影响,因此在研究生态补水方法时不仅要考虑补水对象湖泊的状况,还需考虑补水水源的状况,以免补水水源受到破坏或承载不足,然而,上述现有技术并未考虑补水过程对补水水源的影响,生态补水方案的合理性和可靠性较差。
技术实现思路
1、本申请提供了干旱区内陆湖泊生态补水方法,用以解决现有技术中未考虑补水过程对补水水源的影响,生态补水方案的合理性和可靠性较差的问题。
2、一方面,本申请提供了干旱区内陆湖泊生态补水方法,包括以下步骤:
3、步骤一,采集干旱区内陆湖泊的状况数据。
4、步骤二,根据所述状况数据计算干旱区内陆湖泊的生态水位。
5、步骤三,根据所述生态水位计算对应的生态需水量。
6、步骤四,基于所述状况数据和所述生态需水量,采用多目标优化模型进行分析,提出生态补水方案。
7、步骤五,实施所述生态补水方案后,进行生态补水效果评估。
8、步骤四中,所述生态补水方案包括:生态补水时间和生态补水量。
9、在确定所述生态补水时间时,所述多目标优化模型的约束条件包括:水源时间约束条件和对象湖泊时间约束条件。
10、在确定所述生态补水量时,所述多目标优化模型的约束条件包括:水源补水量约束条件和对象湖泊补水量约束条件。
11、在一种可能的实现方式中,步骤一中,所述状况数据包括:湖泊基础数据、气象水文数据和水生态数据。
12、在一种可能的实现方式中,步骤二中,所述生态水位包括:最低生态水位、适宜生态水位和最高安全水位。
13、所述最低生态水位采用天然水位资料法或湖泊形态分析法或最低年平均水位法根据所述状况数据得到。
14、所述适宜生态水位采用预先构建的适宜生态水位计算指标体系根据所述状况数据得到。
15、所述最高安全水位采用安全风险分析法根据所述状况数据得到。
16、在一种可能的实现方式中,步骤三中,所述生态需水量包括:内陆湖泊生态需水量和湿地生态需水量。
17、所述内陆湖泊生态需水量包括所述生态水位对应的湖泊容积和湖泊耗水量之和。
18、所述湿地生态需水量采用水量平衡法得到。
19、在一种可能的实现方式中,在步骤四之前,还包括:
20、根据所述状况数据分析湖泊生态补水的必要性。
21、当所述湖泊生态补水的必要性为必要时,执行步骤四。
22、当所述湖泊生态补水的必要性为不必要时,在一段预设时间后根据新的状况数据分析湖泊生态补水的必要性。
23、在一种可能的实现方式中,步骤四中,所述生态补水时间包括年内生态补水时间和年际生态补水时间。
24、所述生态补水量包括与所述年内生态补水时间对应的年内生态补水量、与所述年际生态补水时间对应的年际生态补水量。
25、在一种可能的实现方式中,步骤四中,所述水源时间约束条件包括:补水水源的供给能力;所述对象湖泊时间约束条件包括:补水对象湖泊的水位变化和丰枯变幅、补水对象湖泊的水质变化。
26、所述水源补水量约束条件包括:补水水源的供给能力、工程输水能力;所述对象湖泊补水量约束条件包括:补水对象湖泊的水位变幅、湖泊水量损耗、湖泊水量平衡。
27、在一种可能的实现方式中,步骤四中,所述多目标优化模型采用swat模型、mikeshe模型中的一种。
28、在一种可能的实现方式中,步骤五中,所述进行生态补水效果评估包括:
29、建立生态补水评估指标体系,包括生态指标、环境指标、经济指标和社会指标。
30、采用所述生态补水评估指标体系进行生态补水效果评估。
31、在一种可能的实现方式中,步骤五中,在实施所述生态补水方案后,还进行生态补水效益分析。
32、所述生态补水效益分析采用单位面积生态系统价值当量因子的方法评估生态系统服务价值变化。
33、本申请中的干旱区内陆湖泊生态补水方法,具有以下优点:
34、通过结合干旱区内陆湖泊的状况数据、多目标优化模型、水源时间约束条件、对象湖泊时间约束条件、水源补水量约束条件和对象湖泊补水量约束条件,有效提高了生态补水方案的合理性和可靠性。
35、提出的最低生态水位采用天然水位资料法或湖泊形态分析法或最低年平均水位法根据状况数据得到;适宜生态水位采用预先构建的适宜生态水位计算指标体系根据状况数据得到;最高安全水位采用安全风险分析法根据状况数据得到,提高了生态水位的计算准确性。
36、提出的生态补水时间包括年内生态补水时间和年际生态补水时间;生态补水量包括与年内生态补水时间对应的年内生态补水量、与年际生态补水时间对应的年际生态补水量,提高了生态补水方案的灵活性和全面性。
37、提出的水源时间约束条件包括:补水水源的供给能力;对象湖泊时间约束条件包括:补水对象湖泊的水位变化和丰枯变幅、补水对象湖泊的水质变化;水源补水量约束条件包括:补水水源的供给能力、工程输水能力;对象湖泊补水量约束条件包括:补水对象湖泊的水位变幅、湖泊水量损耗、湖泊水量平衡。通过设置多种约束条件,提高了生态补水方案的精准性。
38、通过在实施生态补水方案后,进行生态补水效果评估,提高了生态补水方案的可验证性。提出的生态补水效果评估包括:建立生态补水评估指标体系,包括生态指标、环境指标、经济指标和社会指标;采用生态补水评估指标体系进行生态补水效果评估,提高了生态补水效果评估的科学性。
39、通过在实施生态补水方案后,还进行生态补水效益分析,进一步提高了生态补水方案的可验证性。提出的生态补水效益分析采用单位面积生态系统价值当量因子的方法评估生态系统服务价值变化,提高了生态补水效益分析的可靠性。
1.干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤一中,所述状况数据包括:湖泊基础数据、气象水文数据和水生态数据。
3.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤二中,所述生态水位包括:最低生态水位、适宜生态水位和最高安全水位;
4.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤三中,所述生态需水量包括:内陆湖泊生态需水量和湿地生态需水量;
5.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,在步骤四之前,还包括:
6.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤四中,所述生态补水时间包括年内生态补水时间和年际生态补水时间;
7.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤四中,所述水源时间约束条件包括:补水水源的供给能力;所述对象湖泊时间约束条件包括:补水对象湖泊的水位变化和丰枯变幅、补水对象湖泊的水质变化;
8.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤四中,所述多目标优化模型采用swat模型、mike she模型中的一种。
9.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤五中,所述进行生态补水效果评估包括:
10.根据权利要求1所述的干旱区内陆湖泊生态补水方法,其特征在于,步骤五中,在实施所述生态补水方案后,还进行生态补水效益分析;