面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统及其方法与流程

本发明创造涉及水利工程及水资源保护技术领域，特别涉及一种面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统及其方法。

背景技术：

生态系统是人类生存和发展的基本自然条件，水是维持生态系统的控制性因素之一。然而在很长的时期内，人类对水资源的开发和利用主要面向人类社会和经济的发展，忽略了生态环境的需求。水利工程的建设和发展，为社会经济提供了重要保障，但由此造成的河流和湖泊水资源数量和状态的改变，也对河流和湖泊的生态系统造成了一定的影响。对水资源合理地开发利用，应以考虑生态系统的需水为前提，平衡人类和生态系统的需水，以保证资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。

通江湖泊是指直接与江河连通并能够自由进行水量交换的湖泊，在调蓄洪水、缓解干旱、提供周围用水、维持渔业发展和保护物种多样性等方面发挥着重要作用。一般而言，水从通江湖泊上游的入湖河流入湖，经湖泊的调蓄作用后，从湖泊与江河连通出的江湖交汇口出湖，有时水也会从江湖交汇口入湖。由于直接与河流连通，通江湖泊的水文水质条件直接受到河流水流条件的影响，尤其在江河上游修建了水利工程的情况下，下游的水流条件发生了较大变化，如果不对通江湖泊的生态需水满足情况进行充分的研究并提供合理的保障，湖泊的生态系统很可能会受到严重威胁。近年来通江湖泊的干旱问题也多次发生，使得面向通江湖泊生态需水的水情检测迫在眉睫。

生态需水研究是近年来国内外广泛关注的热点，国内外对于“生态需水”的研究，主要集中在河流的生态环境需水方面。湖泊的生态需水量是维持湖泊系统和谐与稳定所必须消耗的水量，生态需水满足率是指湖泊当前水量能够满足湖泊生态需水量的程度。通江湖泊属于吞吐型湖泊，其生态需水包括入湖生态需水、湖区生态需水和出湖生态需水。然而当前相关领域对于生态需水的研究大多属于分析阶段，尤其对于通江湖泊，目前并没有一种有效的手段能够实时监测通江湖泊生态需水的满足情况。

利用有效的方法计算出通江湖泊的生态需水，然后通过实时监测和分析通江湖泊的水情，从而得出通江湖泊生态需水满足率，能够在一定程度上显示通江湖泊的健康状态，为保护通江湖泊生态系统，以及为上游水利工程的综合运行提供关键的参考。在生态环境日益受到关注、通江湖泊健康面临众多问题的背景下，面向通江湖泊的生态需水的水情监测和分析，对于生态环境的保护和水利工程的调度都具有重要的意义。

技术实现要素：

有鉴于此，针对通江湖泊生态环境面临的威胁，弥补目前湖泊生态需水满足情况监测的缺乏，提供一种面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统，实时监测通江湖泊的生态需水满足情况，从而为湖泊的生态系统维持提供一定的参考标准，为上游水利工程的运行和调控提供重要的参考依据，预防和避免通江湖泊生态系统的退化。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统，包括与控制维护模块分别连接的需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块和显示输出模块，所述需水计算模块包括湖区生态需水计算单元、出湖生态需水计算单元和入湖生态需水计算单元，此模块运行时，需要输入通江湖泊的历史水文资料，包括湖泊水位、湖泊面积、湖区的降雨率(单位时间的降雨量)、湖区的蒸发率(单位时间的蒸发量)，以及通江湖泊出口河道所需的出湖流量，一般是指江湖交汇口处所需的出湖流量，还有通江湖泊入湖；完成计算后，需水计算模块将湖区生态需水、出湖生态需水和入湖生态需水的数据输出到对比分析模块；

所述实时监测模块包括入湖流量监测单元、出湖流量监测单元和湖区状态监测单元，入湖流量监测单元为若干个单向流量计，布置在每一条入湖河流上距离洪水期的入湖口上游1公里处，用以测量湖泊的入湖流量；出湖流量监测单元为双向流量计，布置在湖泊与江河连接的江湖交汇口，用以测量出湖流量，当交汇口的水流从江河流入湖泊时，流量标记为负值；湖区状态监测单元为若干个湖区生态需水满足率监测仪，分别布置在湖泊内若干个测量点处，测量点的位置可根据湖泊形态和测量需要确定，用以测量湖泊水位、湖区蒸发率和湖区降雨率；实时监测模块将实时入湖流量、出湖流量、湖泊水位、湖区蒸发率和湖区降雨率数据输出到对比分析模块；

所述分析对比模块接收来自实时监测模块和需水计算模块的数据并进行分析和比较，所述显示输出模块与分析对比模块连接，显示输出模块将分析对比模块得到的数据呈现出来并提取输出。

进一步的，所述入湖流量监测单元为单向流量计，单向流量计设置在每一条入湖河流上距离洪水期的入湖口上游1公里处；所述出湖流量监测单元为双向流量计，双向流量计设置在通江湖泊与江河连通的江湖交汇口处。

进一步的，所述湖区状态监测单元，包括若干湖区生态需水满足率监测仪，所述湖区生态需水满足率监测仪包括水准平台，水准平台上固接有仪器箱，仪器箱的顶部中部设置有内凹的圆柱形降水蒸发皿，降水蒸发皿的内侧壁设有水位感应器，降水蒸发皿的边沿设置有高出仪器箱至少2cm的集水沿，集水沿使用时高出水面至少50cm，集水沿为内侧壁竖直设置外侧壁倾斜设置的刀刃形结构，降水蒸发皿的底部中部设置有与降水蒸发皿连通的水管，水管朝向水准平台延伸并穿过水准平台，靠近降水蒸发皿的水管上设置有自动水阀，仪器箱内部的水管上还设置有微型水泵，微型水泵与自动水阀之间的水管上设置有水量计；

仪器箱内部的水准平台上还设置有电源及与电源分别连接的定位仪、微处理器和通讯器，微型水泵与电源连接，仪器箱的侧壁上设置有水位计，水位计上半部分为浮子水位计，用以测量当水面高于水准平台时的湖泊水位，水位计底端为激光水位计，用以测量当水面低于水准平台时的湖泊水位，水准平台的高程作为水位计的零点高程，水准平台的下端固接有能伸缩的伸缩杆，伸缩杆的自由端设置有钻头。

进一步的，所述控制模块向需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块和显示输出模块发送指令并接受需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块和显示输出模块的反馈信息，实现对各模块的控制、调试和维护。

本发明创造还提出了一种面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析方法，包括以下步骤：

(1)需水计算模块的湖区生态需水计算单元、出湖生态需水计算单元和入湖生态需水计算单元分别将计算后的数据传递给分析对比模块，实时监测模块的入湖流量监测单元、出湖流量监测单元和湖区状态监测单元分别将监测的数据传递给分析对比模块；

(2)分析对比模块将接收的实时监测模块和需水计算模块的数据进行分析和比较；

(3)显示输出模块接收对比分析模块的数据，将各时段的湖区最低生态水位、出湖生态需水量、入湖生态需水量和实时的湖泊水位、出湖水量、入湖水量这些数据通过图线的形式显示，将实时的湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率、入湖生态需水满足率通过数字的形式显示，并能够将所有数据以文件的形式导出。

进一步的，所述湖区生态需水计算单元，包括湖泊最低生态水位计算模块和湖区最小生态耗水计算模块，其中：

湖泊最低生态水位计算模块通过以下步骤实现其功能：

①将湖泊水位的历史资料数据以旬为时段划分，计算出每个时段的平均水位，得出湖泊水位逐旬的历史资料数据；②将每个时段不同年份的水位数据按照从高到低的顺序排列；③将各时段第95个百分位上的水位值作为此时段的湖泊最低生态水位值H_e；

湖区最小生态耗水计算模块采用的公式为：

其中，W_ce为湖区最小生态耗水量；A_e(t)、E_e(t)、P_e(t)为t时刻湖泊的面积、蒸发率、降雨率，为历史资料中湖泊面积、湖区单位时间蒸发量、湖区单位时间降雨量在相应时段内各自的平均值。

进一步的，所述出湖生态需水计算单元，采用下述公式计算出湖生态需水：

其中，W_oute为出湖生态需水量；Q_oute(t)为t时刻湖泊出口河道所需的出湖流量，一般是指江湖交汇口处所需的出湖流量，由历史资料统计得出。

进一步的，所述入湖生态需水计算单元，采用下述公式计算入湖生态需水：

其中，W_ine为入湖生态需水量；Q_ine(t)为t时刻湖泊入湖河道所需的总入湖流量，由历史资料统计得出。

进一步的，所述对比分析模块接收需水计算模块传输的各时段湖泊最低生态水位值H_e、出湖生态需水量W_oute、入湖生态需水量W_ine，以及实时监测模块传输的实时入湖流量Q_in(t)、湖泊水位H(t)、湖区蒸发率E(t)、湖区降雨率P(t)、出湖流量Q_out(t)，然后利用以下公式计算出通江湖泊的湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率和入湖生态需水满足率：

①当Q_out(t)≥0时，

②当Q_out(t)＜0时，

EWR_out＝0

其中，EWR_l，EWR_out，EWR_in分别为湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率、入湖生态需水满足率；f为湖泊的蓄水量-水位关系函数，f(H(t))表示湖泊水位是H(t)时所对应的湖泊蓄水量；W_out为出湖水量；W_c为湖区耗水量；g为湖泊的水面面积-水位关系函数，g(H(t))表示湖泊水位是H(t)时所对应的湖泊水面面积；W_in为入湖水量。

上述计算公式中，湖区生态需水满足率用实时湖泊水量占湖泊最小生态水位所对应水量的百分比表示；出湖生态需水满足率用实时出湖水量占出湖生态需水量的百分比表示；入湖生态需水满足率用实时入湖水量占湖区耗水量与出湖生态需水量之和的百分比表示，需水计算模块计算得出的入湖生态需水仅作为历史数据起参考比较作用。计算中的积分时段优选一个小时。

进一步的，在实施步骤(1)-(3)时，控制模块通过向需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块和显示输出模块发送指令和接收需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块和显示输出模块的反馈信息，实现对各模块的控制、调试和维护。

为实现前述显示输出模块的运行，采取的具体方案如下：

所述的显示输出模块接收对比分析模块的数据，将各时段的湖泊最低生态水位、出湖生态需水量、入湖生态需水量和实时湖泊水位、出湖水量、入湖水量这些数据通过图线的形式显示出来，将实时湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率、入湖生态需水满足率通过数字的形式显示出来。其中，湖泊最低生态水位和实时湖泊水位绘制在同一个坐标系内，横坐标为时间，纵坐标为水位值，图线的右侧显示实时湖区生态需水满足率数值；实时出湖水量与出湖生态需水量绘制在同一个坐标系内，横坐标为时间，纵坐标为水量值，图线的右侧显示出湖生态需水满足率数值；实时入湖水量与入湖生态水量绘制在同一个坐标系内，横坐标为时间，纵坐标为水位值，图线的右侧显示入湖生态需水满足率数值。

本发明的有益效果在于：

1、本发明解决了通江湖泊生态需水满足情况的实时监测问题，能够分别测出湖泊的湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率和入湖生态需水满足率，并直观动态地显示出来，能够使相关人员及时准确地了解通江湖泊的生态需水满足状态；

2、本发明充分利用湖泊的历史水文资料来计算和设定湖泊的生态需水，计算过程清晰，并且便于根据具体的情况和需要做出调整；

3、本发明采用的湖区生态需水满足率监测仪，结构简单，功能突出，方便在任何位置布设，具有较强的可靠性和适用性，并且仪器制造的经济成本较低，便于推广应用；

4、本发明能够将结果进行实时可视化显示并根据需要输出数据文件，为通江湖泊的生态环境保护提供重要的依据，并且为研究上游水利工程对通江湖泊的影响以及考虑有利于改善生态环境的水利工程综合调度提供重要的参考。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明创造实施例的面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统的系统结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的湖区生态需水满足率监测仪侧面示意图；

图3为本发明创造实施例所述的湖区生态需水满足率监测仪仪器箱形状示意图；

图4为本发明创造实施例所述的湖区生态需水满足率监测仪顶面示意图；

图5为本发明创造实施例中某通江湖泊内实时监测模块的布置示意图；

图6为截止到10月16日某时显示输出模块所显示的信息示意图，其中图(a)为两个监测点显示的各时段湖泊最低生态需水满足情况，图(b)为本实施例中各时段出湖生态需水量满足情况，图(c)为实施例中各时段入湖生态需水量满足情况。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本发明面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统，包括与控制维护模块分别连接的需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块、显示输出模块。其中，需水计算模块包括湖区生态需水计算单元、出湖生态需水计算单元和入湖生态需水计算单元；实时监测模块包括入湖流量监测单元、出湖流量监测单元和湖区状态监测单元；需水计算模块和实时监测模块的数据传输到分析对比模块；数据经对比分析模块处理后，所得的结果在显示输出模块呈现出来并可根据要求提取输出；这些模块均由控制维护模块进行控制、调试和维护。

如图2所示，实时监测模块中的湖区状态监测单元，由若干个湖区生态需水满足率监测仪组成。湖区生态需水满足率监测仪包括水准平台1，水准平台1为正方形水平板。水准平台上固接有仪器箱2，仪器箱2的顶部中部设置有内凹的圆柱形降水蒸发皿3。仪器箱2为防水材料制成的箱体，下侧与水准平台1防水封接，上侧与降水蒸发皿3防水封接，仪器箱2下半部分为方形，用以保护内部的仪器。仪器箱2上半部分为圆形向正方形过渡的曲面体，用以减少降水蒸发皿3以外的雨水干扰，形状如图3和图4所示。降水蒸发皿3的内侧壁设有水位感应器，用以测量皿内水位。降水蒸发皿3的边沿设置有高出仪器箱2至少2cm的集水沿4，集水沿4使用时高出水面至少50cm。集水沿4为内侧壁竖直设置外侧壁倾斜设置的刀刃形结构，用以防止雨水的溅失。降水蒸发皿3的底部中部设置有与降水蒸发皿3连通的水管5，水管5朝向水准平台1延伸并穿过水准平台1。靠近降水蒸发皿3的水管5上设置有自动水阀6，仪器箱2内部的水管5上还设置有微型水泵8，微型水泵8与自动水阀6之间的水管5上设置有水量计7。仪器箱2内部的水准平台1上还设置有电源10及与电源10分别连接的定位仪11、微处理器12和通讯器13，微型水泵8与电源10连接，仪器箱2的侧壁上设置有水位计9，水位计9上半部分为浮子水位计，用以测量当水面高于水准平台1时的湖泊水位，水位计9底端为激光水位计，用以测量当水面低于水准平台1时的湖泊水位，水准平台1的高程作为水位计9的零点高程，水准平台1的下端固接有能伸缩的伸缩杆14，伸缩杆14的自由端设置有钻头15。

本实施例中，示意说明采用本发明的面向通江湖泊生态需水的水情监测与分析系统对某通江湖泊9月-10月的生态需水满足情况进行监测分析。

系统使用前，需要先布置实时监测模块，其中：入湖流量监测单元为若干个单向流量计，布置在每一条入湖河流上距离洪水期入湖口上游1公里处，用以测量湖泊的入湖流量；出湖流量监测单元为双向流量计，布置在湖泊与江河连接的江湖交汇口，用以测量出湖流量；湖区状态监测单元为若干个湖区生态需水满足率监测仪，布置在湖泊内若干个测量点处，测量点位置可根据湖泊形态和测量需要确定，用以测量湖泊水位、湖区蒸发率和湖区降雨率。本实施例中，入湖流量监测单元、出湖流量监测单元、湖区生态需水满足率监测仪的布置位置如图5所示。布置湖区生态需水满足率监测仪时，将伸缩杆14调节至合适的长度，使杆下端稳定埋入湖底且钻头15接触到较坚硬的底质，上端水准平台1在丰水期的湖泊水位以下，集水沿4高出水面至少50cm。

系统运行时，首先控制维护模块向需水计算模块、实时监测模块、对比分析模块、显示输出模块发送运行指令，检测各模块是否能够正常运行，如果一切正常则进行下一步，否则返回不能正常运行的模块名称并对该模块进行维修。

其次，向需水计算模块输入湖泊的历史水文资料，包括湖泊水位、湖泊面积、湖区的降雨率、湖区的蒸发率，另外，还需要输入湖泊出口河道所需的出湖流量(此处是指江湖交汇口处所需的出湖流量)以及湖泊出湖河流所需的总出湖流量。本实施例中，湖泊的历史水文资料为1960-2010年50年的湖泊水位、湖泊面积、湖区的降雨率、湖区的蒸发率日均数据；江湖交汇口出所需的出湖流量设为历史资料中平水年情况下湖泊的出湖流量平均值，入湖河流的总流量设为历史资料中平水年情况下湖泊的出湖总流量平均值。

然后，需水计算模块根据湖泊的历史水文资料分别对该湖泊的湖区生态需水、出湖生态需水、入湖生态需水进行计算。其中，

(1)湖区生态需水的计算包括湖泊最低生态水位计算模块和湖区最小生态耗水计算模块。湖泊最低生态水位计算模块通过以下步骤实现其功能：

①将湖泊水位的历史资料数据以旬为时段划分，计算出每个时段的平均水位，得出湖泊水位逐旬的历史资料数据；

②将每个时段不同年份的水位数据按照从高到低的顺序排列；

③将各时段第95个百分位上的水位值作为此时段的湖泊最低生态水位值H_e。

计算结果传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中各时段湖泊最低生态水位结果如图6中子图(a)的虚线所示。

湖区最小生态耗水计算模块采用的公式为：

其中，W_ce为湖区最小生态耗水量；A_e(t)、E_e(t)、P_e(t)为t时刻湖泊的面积、蒸发率、降雨率，为历史资料中湖泊面积、湖区蒸发率、湖区降雨率在相应时段内各自的平均值。计算结果传输至对比分析模块用于后续分析。

(2)出湖生态需水计算，采用下述公式计算出湖生态需水：

其中，W_oute为出湖生态需水量；Q_oute(t)为t时刻湖泊出口河道所需的出湖流量，一般是指江湖交汇口处所需的出湖流量，由历史资料统计得出。

计算结果传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中各时段出湖生态需水量结果如图6中子图(b)的虚线所示。

(3)入湖生态需水计算，采用下述公式计算入湖生态需水：

其中，W_ine为入湖生态需水量；Q_ine(t)为t时刻湖泊入湖河道所需的总入湖流量，由历史资料统计得出。

计算结果传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中计算的各时段入湖生态需水量结果如图6中子图(c)的虚线所示。

需水计算模块运行的同时，实时监测模块运行。入湖流量监测单元实时监测每条入湖河流的入湖流量并传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中截止至10月16日某时入湖水量实时监测结果如图6中子图(c)的实线所示。

出湖流量监测单元实时监测湖泊与江河连接的江湖交汇口处的出湖流量，当交汇口的水流从江河流入湖泊时，标记流量为负值。监测结果传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中截止至10月16日某时出湖水量实时监测结果如图6中子图(b)的实线所示。

湖区生态需水满足率监测仪运行时，电源10向各组件供电；微处理器12向各组件发送经通讯器13接收的控制维护模块传输的指令，并接收各组件的运行数据；定位仪11启动定位程序；水位计9开始测量湖泊水位，若湖泊水面高于水准平台1，由上部的浮子水位计测量，若湖泊水面低于水准平台1，由底端的激光水位计测量，监测结果传输至对比分析模块用于后续分析，最后在显示输出模块显示和存档，本实施例中截止至10月16日某时湖泊水位的监测结果如图6中子图(a)的实线所示。根据湖泊的特点和分区，布置了两个湖区生态需水满足率监测仪，图(a)包含了两个图形，分别显示两个监测点的数据。

降水蒸发皿3、集水沿4、水管5、自动水阀6、水量计7、微型水泵8共同完成湖区降雨率和蒸发率的测量，包括两种工作状态：

①降雨时，测量湖区降雨率

首先，自动水阀6打开，降水蒸发皿3里的水经水管5流下，至降水蒸发皿3内侧壁的水位感应器反馈水位已到达降水蒸发皿3的底部即水位零点时，自动水阀6关闭，同时微处理器12开始计时；

(a)当内侧壁的水位感应器反馈降水蒸发皿3内的雨水到达上限水位时，微处理器12结束计时，同时自动水阀6打开，微处理器12计算降雨率，采用的公式如下：

其中，P表示测量时段的降雨率，h表示降水蒸发皿3的上限水位，Δt表示微处理器的计时时间；

(b)若降水蒸发皿3的水位尚未到达上限水位降雨即停止，则微处理器12在降雨停止时结束计时，同时自动水阀6打开，至降水蒸发皿3内侧壁的水位感应器反馈水位已到达降水蒸发皿3的底部即水位零点时，自动水阀6关闭，同时水量计7测量流经水管5的水量，微处理器12计算降雨率，采用的公式如下：

其中，P表示测量时段的降雨率，w表示水量计7测量的水量，s表示降水蒸发皿3的面积，Δt表示微处理器的计时时间。

②不降雨时，测量湖区蒸发率

首先，自动水阀6打开，降水蒸发皿3里的水经水管5流下，至降水蒸发皿3内侧壁的水位感应器反馈水位已到达降水蒸发皿3的底部即水位零点时；

启动微型水泵8，将水从湖泊抽至降水蒸发皿3内(若水管5的长度不够，可外接一段软管，以保证可以进行抽水)，至降水蒸发皿3内侧壁的水位感应器反馈水位已到达降水蒸发皿3的上限水位时，自动水阀6关闭，微处理器12开始计时；

由于蒸发左右，降水蒸发皿3内的水会逐渐减少，至降水蒸发皿3内侧壁的水位感应器反馈水位下降10mm时，微处理器12结束计时并计算湖区蒸发率，采用的公式如下：

其中，E表示测量时段的降雨率，Δt表示微处理器12的计时时间。

本实施例中，微处理器12将两个湖区生态需水满足率监测仪的降雨率和蒸发率数据取平均值，然后由通讯器13传输至对比分析模块用于后续分析。

对比分析模块接收需水计算模块传输的各时段湖泊最低生态水位值H_e、湖区最小生态耗水量W_ce、出湖生态需水量W_oute、入湖生态需水量W_ine，以及实时监测模块传输的实时各入湖河流的入湖流量Q_in(t)_k、江湖交汇口的出湖流量Q_out(t)、湖泊水位H(t)、湖区平均蒸发率E(t)、湖区平均降雨率P(t)，然后利用以下公式计算出湖泊的湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率和入湖生态需水满足率：

①当Q_out(t)≥0时，

②当Q_out(t)＜0时，

EWR_out＝0

其中，EWR_l，EWR_out，EWR_in分别为湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率、入湖生态需水满足率；f为湖泊的蓄水量-水位关系函数，例如f(H(t))表示湖泊水位是H(t)时所对应的湖泊水量；W_out为出湖水量；W_c为湖区耗水量；g为湖泊的水面面积-水位关系函数，例如g(H(t))表示湖泊水位是H(t)时所对应的湖泊水面面积；Q_in(t)为各入湖河流的入湖流量Q_in(t)_k之和；W_in为入湖水量。

上述计算公式中，湖区生态需水满足率用实时湖泊水量占湖泊最小生态水位所对应水量的百分比表示；出湖生态需水满足率用实时出湖水量占出湖生态需水量的百分比表示；入湖生态需水满足率用实时入湖水量占湖区耗水量与出湖生态需水量之和的百分比表示，需水计算模块计算得出的入湖生态需水仅作为历史数据起参考比较作用；积分时段选为1小时。

对比分析模块分析的数据结果传输至显示输出模块并显示和存档，本实施例中10月16日某时湖泊的湖区生态需水满足率、出湖生态需水满足率和入湖生态需水满足率结果如图6中右侧方框内的数字所示。可以看出，此时通江湖泊三项生态需水满足率均未达到100％，但湖区生态蓄水满足率和出湖生态需水满足率大于80％，情况较好；入湖生态需水满足率仅有26％，说明湖泊的水量会显著减少；然而此时的入湖水量与入湖生态需水的计算值相差并不大，说明通江湖泊此时入湖水量不会引起湖泊生态系统的显著变化。

整个过程中，控制模块与需水计算模块、实时监测模块、分析对比模块、显示输出模块进行信息交互传输，控制模块向其他各模块发送指令并接受各模块的反馈信息，实现对各模块的控制、调试和维护。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。