(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111331243.X (22)申请日 2021.11.11 (71)申请人 东莞理工学院 地址 523808 广东省东莞 市松山湖区大 学 路1号 (72)发明人 杨盈　李明威　沈周宝　余春雪　 (74)专利代理 机构 北京保识知识产权代理事务 所(普通合伙) 11874 代理人 姚天健 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 119/14(2020.01)G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种基于水生态分区理论的河口适宜生态 流量评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于水生态分区理论的 河口适宜生态 流量评估 方法， 属于环 境保护技术 领域。 本发 明针对目前较少采用生物类群为生物 指标的水生态分区与 河口生态 流量的计算方法， 基于水生态分区理论， 提出以相似浮游植物类群 的河口水生态分区， 根据影 响浮游植物类群组成 的关键环境因子空间分布情况表征水生态分区 空间变化， 建立与生态流量之间响应 关系的分析 方法； 通过本发明， 能较细致的了解河口各区域 生态的情况， 综合考虑各水生态分区的生态问 题， 避免生态流量计算结果的片面性， 同时可 以 为研究区确定优 先监测和保护的区域， 推断未监 测区域生态走向与环境状态等， 提高河口生态治 理的有效性和可 行性。 权利要求书2页 说明书10页 附图9页 CN 114022008 A 2022.02.08 CN 114022008 A 1.一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特征在于， 具体包括以 下步骤： S1、 确定研究区域， 设计研究方案， 收集研究区域的水文数据， 同时采集研究区域现场 的浮游植物数据和环境数据信息； S2、 结合S1中所得的浮游植物数据信息， 通过定性分析方法和定量分析方法完成浮游 植物的物种鉴定； S3、 通过S2中所述的定性分析数据采用聚类分析方法确定研究区域浮游植物的群落类 型和水生态分区的划分； S4、 通过S2中所述的定量分析数据采用约束排序分析方法确定研究区域的关键环境因 子和浮游植物类 群的代表物种； S5、 结合S1、 S3与S4中所 得信息， 构建不同流 量情景下的水动力 ‑水质二维模型； S6、 根据S5中所得的水动力 ‑水质二维模型的结果， 分析确定研究区域的适宜生态流 量。 2.根据权利要求1所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述S1 中提到的水文 数据收集， 包括研究区域不同时期的径流量以及潮位信息。 同 时采集浮游植物数据和环境数据。 3.根据权利要求1所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述S3中提到确定研究区域浮游植物的群落类型和水生态分区的划分， 具体包括 以下步骤： A1、 依据浮游植物定性数据进行聚类分析， 确定不同类型的浮游植物群落； A2、 根据不同浮游植物类 群所在采样点划分不同水生态分区。 4.根据权利要求1所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述S4中提到的确定研究区域的关键环境因子和浮游植物类群的代表物种， 具体 包括以下步骤： B1、 进行排序分析前， 使用浮游植物丰度数据进行去趋势对应分析(DCA)来确定是采用 线性排序还是单峰排序； 若DCA四个轴中第一长轴的数值小于3， 则选用冗余分析(RDA)； 若 数值大于4， 则选用典范对应分析(C CA)； 若数值在3 ‑4之间， 则两者都合 适； B2、 数据分析时， 将所有物种数据均通过lg(x+1)进行转 化； B3、 去除方差膨胀系统(VIF)大于20的环境变量， 避免环境变量之间 的多重共线性造成 模型的不稳定； B4、 关键环境因子的确定： 关键环境因子通过多元回归变量筛选， 选择forward.sel函 数进行变量的前向选择； B5、 通过浮游植物马格列夫指数和关键环境因子作广义可加模型， 得到浮游植物的马 格列夫指数和关键环 境因子的响应关系， 选择马格列夫指数大于其均值的数值对应的环境 因子数值作为 适宜值； B6、 浮游植物类群的代表物种选择： 基于物种与约束排序轴的得分大小， 确定合适的数 量的代表物种。 5.根据权利要求4所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述B4中提到的变量的前向选择， 具体包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114022008 A 2C1、 依次分别运行每 个环境变量与响应 变量的约束排序分析； C2、 基于设置的标准选择 “最好”的显著的解释变量； C3、 寻找模型中第二(第三、 第四)解释变量； C4、 重复C1 ‑C3所述操作， 直至无显著性的解释性变量 为止。 6.根据权利要求1所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述S 5中提到的不同流量情景下的水动力 ‑水质二维模型的构建， 具体包括以下步 骤： D1、 模型数据收集和前处 理： 构建研究研究区域的网格地形文件； D2、 搭建模型： 设置内河口上边界和外河口下边界， 模型输入主要条件： 模拟物质， 扩撒 系统， 降解系数， 初始条件； D3、 模型率定和验证： 通过保守物种对扩散系数进行率定， 通过模拟区域不同监测点的 降解物质浓度对降解速率进行率定； D4、 方案设计： 设置不同流量情景下的水生态分区时空变化， 通过查阅资料， 确定合理 的等梯度的流 量变化以及流 量范围。 7.根据权利要求1所述一种基于水生态分区理论的河口适宜生态流量评估方法， 其特 征在于， 所述S6中提到的研究区域的适宜生态流 量的确定， 具体包括以下步骤： E1、 计算各生态分区的面积： 根据不同流量情景模拟下的结果， 提取每个网格 中各个关 键环境因子模拟值， 按照各分区的关键环境因子适宜值划分， 然后将对应分区不同种类关 键环境因子划分网格进行对照， 取它们之间网格重合部分定义为该区生态类型 的区域， 不 重合部分划分为其他生态类型区域， 最后计算网格的面积得出各生态类群区域的面积与空 间位置， 该研究区各生态分区的面积以下公式表示： S总＝S1+S2+S3+…+Sn 其中： S总表示研究区域的总面积； S1表示Ⅰ类型生态分区； S2表示Ⅱ类型生态分区； S3表示Ⅲ类型生态分区； …… Sn表示其他类型的生态分区； E2、 通过改变流量输入情景， 可以得到一系列梯度的不同流量输入下， 水生态分区的面 积大小和空间位置变化响应关系， 根据水生态分区的时空变化， 依据生态系统健康和水资 源利用的要求， 选择合 适的生态流 量模式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114022008 A 3