一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法及系统与流程
本发明属于生态基流量计算领域，尤其涉及一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法及系统。
背景技术：
河流生态基流量定义为维持河流动植物等生物群落稳定，河流生态环境与功能不受破坏所需要的基本水量，其计算值应是一个长期观测、较为稳定的值。根据tharme对生态基流量计算方法的总结，其计算方法大致可分为四类：水文学方法、水力学方法、生态流量分析法和生态环境模拟法。
目前，水力学方法、生态流量分析法和生态环境模拟法在我国实际运用中易遇到生态监测资料不足、人力物力有限等问题，所以国内使用较多的方法是水文学法。该方法核心是应用相关的水文指标，通过长系列流量资料来推求相应的河流生态需水量、生态基流量等指标。在水文学方法中，tennant法是应用较广泛的方法，它是田纳特等专家研究了11条受人类活动影响很小的河流，观测了河流在不同的流量与过流面积等条件下，对渔业的影响并汇总命名成tennant法。
tennant法优点在于只需获得当地一段较长时间的流量资料，就能根据相应系数快捷计算出当地河流生态基流量，且计算结果较为合理。但它侧重考虑流量年际变化，淡化了河流丰水期与枯水期流量的差距，对于不同功能定位河流没有分类讨论，方法中设定的分期百分数不一定能满足在鱼类产卵期需求。我国北方地区河流呈现出明显的季节性变化，汛期与非汛期流量差异显著，河流生态基流也随季节显著变化。受人类活动的影响，我国北方地区大部分天然河流、城市河流径流量逐年减少，定义这种河流为未补水河流；但也有小部分河流由于调水、人工补水、河流改道等原因流量逐年增大，定义这种河流为补水河流。
鉴于此，本发明针对不同河流功能定位与径流量的变化趋势，提出了一种考虑河流年内径流变化以及生态过程对水文过程的影响，对径流过程还原或还现的方法修正年均流量。
技术实现要素：
为了解决现有技术的缺点，本发明的第一目的是提供一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法。该方法针对不同河流功能定位与径流量的变化趋势，所提出的一种生态基流量计算方法，能够根据不同类型的河流，准确地计算出其生态基流量，进而对观测河流动植物等生物群落稳定具有重要意义。
本发明的一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法，该计算方法在服务器内或处理器内完成，包括：
从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据；
求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；
根据河流的类型分别计算河流的生态基流量：
若河流是受人类扰动的补水河流，则首先查询第一个突变点之后的径流数据，经流量还原计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是受人类扰动的未补水河流，则首先查询第一个突变点之前的径流数据，经流量还现计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是未受到人类扰动的河流，则首先应用基流分割方法修正流量，并应用均流量不变的原则，使修正后的年均流量与原始年均流量相等，进而得到月均河流流量；最后将月均河流流量与修正后的年均流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量。
进一步的，采用mann-kendall法来求取每一条河流的径流数据的突变点。
mann-kendall法简称m-k法，是一种适用于非正态分布的无分布检验方法。该方法的优点在于可以排除数据中极端值的干扰，也无需样本具有一定的统计分布规律，并且计算简便，在水文学上广泛应用于研究降雨、径流等方面序列变异诊断。
进一步的，若没有突变点，则河流为未受到人类扰动的河流；
若有突变点，则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，则河流为未补水河流；若径流量逐年增大，则河流受到了人工补水，为补水河流。
本发明首先对河流径流序列进行分析，若没有突变点，则认为河流为未受到人类扰动的河流；若有突变点则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，说明河流为未补水河流，若径流量逐年增大，表明河流受到了人工补水，属于补水河流。
进一步的，在流量还原计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还原计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点前的降雨径流关系；
将突变点后的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
对于还原计算，本发明采用降雨径流相关曲线的方法通过拟合突变点之前的降雨径流，得出突变之前下垫面条件下的降雨径流关系，通过输入突变点之后的降雨量，可以得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
进一步的，在流量还现计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还现计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点后的降雨径流关系；
将突变点前的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之前模拟的径流量，以此完成还现计算。
在计算此类河流生态基流量时，需筛选出突变点之后受到人为影响较大的径流资料，才能保证结果的可靠性。同时为了避免河流天然时期径流数据对计算结果造成干扰，应对突变点之前的径流数据进行流量还现计算，增加径流系列资料的可靠性与一致性，使其更符合实际情况。
进一步的，对于补水河流，则从突变点后选取典型年，对于未补水河流则相反；
选取典型年的方法包括：
(1)逐个获取河流监测站的年均流量
(2)将各河流监测站所监测到的年流量与
(3)求模数均值
(4)选择
本发明选用典型年的年内流量过程来代替河流多年平均流量，典型年流量过程更能体现流量的年内丰枯变化规律。
进一步的，应用基流分割方法修正流量的过程为：
式中：qt和qt-1分别为时段t和t-1的滤波后的地面径流(m3/s)；qt和qt-1分别为时段t和t-1的总径流量(m3/s)，其中t为正整数；a为滤波系数，为常数；地面径流由上式计算出后，基流bt＝qt-qt。
为了避免受到扁平化数据对结果造成的影响，需对多年平均流量进行修正，使其更符合实际情况。
本发明的第二目的是提供一种考虑河流不同状态的生态基流量计算系统。
本发明的一种考虑河流不同状态的生态基流量计算系统，包括：
数据采集器，其被配置为：从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据；
数据处理器，其被配置为：
求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；
根据河流的类型分别计算河流的生态基流量：
若河流是受人类扰动的补水河流，则首先查询第一个突变点之后的径流数据，经流量还原计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是受人类扰动的未补水河流，则首先查询第一个突变点之前的径流数据，经流量还现计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是未受到人类扰动的河流，则首先应用基流分割方法修正流量，并应用均流量不变的原则，使修正后的年均流量与原始年均流量相等，进而得到月均河流流量；最后将月均河流流量与修正后的年均流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量。
进一步的，所述数据处理器还被配置为：
采用mann-kendall法来求取每一条河流的径流数据的突变点；
若没有突变点，则河流为未受到人类扰动的河流；
若有突变点，则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，则河流为未补水河流；若径流量逐年增大，则河流受到了人工补水，为补水河流。
mann-kendall法简称m-k法，是一种适用于非正态分布的无分布检验方法。该方法的优点在于可以排除数据中极端值的干扰，也无需样本具有一定的统计分布规律，并且计算简便，在水文学上广泛应用于研究降雨、径流等方面序列变异诊断。
本发明首先对河流径流序列进行分析，若没有突变点，则认为河流为未受到人类扰动的河流；若有突变点则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，说明河流为未补水河流，若径流量逐年增大，表明河流受到了人工补水，属于补水河流。
进一步的，所述数据处理器还被配置为：
在流量还原计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还原计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点前的降雨径流关系；
将突变点后的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
对于还原计算，本发明采用降雨径流相关曲线的方法通过拟合突变点之前的降雨径流，得出突变之前下垫面条件下的降雨径流关系，通过输入突变点之后的降雨量，可以得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
进一步的，所述数据处理器还被配置为：
在流量还现计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还现计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点后的降雨径流关系；
将突变点前的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之前模拟的径流量，以此完成还现计算。
在计算此类河流生态基流量时，需筛选出突变点之后受到人为影响较大的径流资料，才能保证结果的可靠性。同时为了避免河流天然时期径流数据对计算结果造成干扰，应对突变点之前的径流数据进行流量还现计算，增加径流系列资料的可靠性与一致性，使其更符合实际情况。
进一步的，所述数据处理器还被配置为：
对于补水河流，则从突变点后选取典型年，对于未补水河流则相反；
选取典型年的方法包括：
(1)逐个获取河流监测站的年均流量
(2)将各河流监测站所监测到的年流量与
(3)求模数均值
(4)选择
本发明选用典型年的年内流量过程来代替河流多年平均流量，典型年流量过程更能体现流量的年内丰枯变化规律。
进一步的，所述数据处理器还被配置为：
应用基流分割方法修正流量的过程为：
式中：qt和qt-1分别为时段t和t-1的滤波后的地面径流(m3/s)；qt和qt-1分别为时段t和t-1的总径流量(m3/s)；a为滤波系数，为常数；地面径流由上式计算出后，基流bt＝qt-qt。
为了避免受到扁平化数据对结果造成的影响，需对多年平均流量进行修正，使其更符合实际情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的考虑河流不同状态的生态基流量计算方法，针对不同河流功能定位与径流量的变化趋势，所提出的一种生态基流量计算方法，能够根据不同类型的河流，准确地计算出其生态基流量，进而对观测河流动植物等生物群落稳定具有重要意义。
(2)本发明的考虑河流不同状态的生态基流量计算系统，通过数据采集器从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据；利用数据处理器求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；根据河流的类型分别计算河流的生态基流量，实现了不同河流功能定位与径流量的变化趋势，根据不同类型的河流，准确地计算出其生态基流量。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法流程图。
图2是一种考虑河流不同状态的生态基流量计算系统结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明所涉及的名词解释为：
“河流径流序列”分为逐日径流数据、逐月径流数据、逐年径流数据，这些数据由河流监测站的河流监测服务器获取，进而进行计算。
各地水文气象站或者水文局有相关资料，通过此资料进行计算。
“分期百分数”中的“百分数”表示的是，原tennant法中规定的生态基流量为年均流量的10％这一百分数；
“分期”代表本发明将一年内分成一般用水期与鱼类产育期；
2个时期内的百分数定义为分期百分数。
1mann-kendall法
mann-kendall法简称m-k法，是一种适用于非正态分布的无分布检验方法。该方法的优点在于可以排除数据中极端值的干扰，也无需样本具有一定的统计分布规律，并且计算简便，在水文学上广泛应用于研究降雨、径流等方面序列变异诊断。
对于某一个样本容量为n的时间序列x(x1,x2,x3,...,xn)，构造它的秩序列：
式中：dτ为第i时刻时所有大于j时刻数值的个数累计值；τ为i的取值范围，τ＝1,2,...,n；n为样本容量；ri为i时刻时依据xi与xj的大小取值0或1；xi为i时刻的数值；xj为j时刻的数值，j＝1,2,...,i；ufτ为dτ标准化计算后得到的值；e(dτ)、v(dτ)为dτ的均值和方差。
通过查找正态分布函数表，可以得出在一个显著水平为α时的临界值uα，若公式(3)所计算的|ufτ|＞uα，则该序列存在明显的上升或者下降的变化趋势。同理，以逆序列{xn,xn-1,...,1}重复以上过程，令ubτ＝-ufτ，其中τ＝n,n-1,...,1，根据ufτ和ubτ值绘制uf和ub曲线图，若ufτ和ubτ值小于0，则序列呈现下降趋势，反之则为上升趋势。若ufτ和ubτ曲线相交在临界值uα＝±1.96之间(α＝0.05，)，则交点对应的时刻有可能为序列变异开始时刻。
2径流还原与还现计算
2.1未补水河流的还原计算
受人为活动影响的一般河流，河流径流量呈现逐年递减的趋势，部分北方河流甚至出现断流，严重影响了河流健康。为了保障北方地区天然河流的水文情势不受破坏、城市河流维持基本功能，计算生态基流量时需要筛选出受到人为影响较小的径流资料，才能保证结果的真实性。同时为了增加系列径流资料的可靠性与一致性，避免极端径流序列资料对计算结果造成影响，需要对突变点之后的径流数据进行流量还原计算。对于还原计算，本发明采用降雨径流相关曲线的方法通过拟合突变点之前的降雨径流，得出突变之前下垫面条件下的降雨径流关系，通过输入突变点之后的降雨量，可以得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
具体地，完成还原计算过程为：
(1)通过突变点前的降雨径流关系进行线性拟合：
r＝a·p+b
p为降雨量(mm)，r为径流量(亿m3)，a、b为拟合参数
(2)将突变点后的降雨量代入上式，得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
2.2补水河流的还现计算
我国近年来对河流的开发利用程度提高，尤其是部分经过大量补水的城市河流，其水文过程已与天然河流有较大差别，直接使用河流径流序列资料进行生态基流量计算必然会造成误差。经过补水的河流，往往是为了满足流域周围经济、生态要求所回灌补源，其重点并不在还原河流的水文情势。因此，在计算此类河流生态基流量时，需筛选出突变点之后受到人为影响较大的径流资料，才能保证结果的可靠性。同时为了避免河流天然时期径流数据对计算结果造成干扰，应对突变点之前的径流数据进行流量还现计算，增加径流系列资料的可靠性与一致性，使其更符合实际情况。对于还现计算，方法与还原计算相似，不再赘述。
具体地，完成还现计算过程为：
(1)通过突变点后的降雨径流关系进行线性拟合：
r＝a·p+b
p为降雨量(mm)，r为径流量(亿m3)，a、b为拟合参数
(2)将突变点前的降雨量代入上式，得出突变点之前模拟的径流量，以此完成还现计算。
3典型年的选择
本发明选用典型年的年内流量过程来代替河流多年平均流量，典型年流量过程更能体现流量的年内丰枯变化规律，即使用典型年的tennant法求出的生态基流量更为合理。对于补水河流，则从突变点后选取典型年，对于未补水河流则相反。
(1)逐个获取河流监测站的年均流量
(2)将各河流监测站所监测到的年流量与
(3)求模数均值
(4)选择
4基流分割法修正月均流量
为了避免受到扁平化数据对结果造成的影响，需对多年平均流量进行修正，使其更符合实际情况。tennant法的研究对象为天然河流，河川径流、基流和生态基流三者之间联系密切。河川基流和生态基流都是河川径流中的一部分；基流是径流中地下水补给河流的那部分流量；生态基流是用来维持河流生态功能的那部分流量。而河川基流和生态基流的不同之处在于补给来源，基流是地下水补给河流的量，而生态基流不仅包含地下水补给量，也包含地表径流的补给量。对于季节性河流，枯水期河川径流量几乎全部依靠地下水补给，此时河川基流量与径流量相当，生态基流也依靠基流，即地下水来保障。
基流分割法基本方程：
式中：qt和qt-1分别为时段t和t-1的滤波后的地面径流(m3/s)；qt和qt-1分别为时段t和t-1的总径流量(m3/s)；a为滤波系数。
地面径流由上式计算出后，基流b由下式计算：
bt＝qt-qt。
根据北方河流周期变化及生态需水的特点，4月至9月用水量增加，鱼类逐渐进入产卵期，生态需水量相对较大；10月至次年3月降水较少，河道水量较枯，水生动植物进入冬眠期，生态需水量相对较小。因此，按河流用途与河流实际的来水过程，将时段划分为4月至9月(鱼类产育期)、10月至次年3月(一般用水期)。考虑到天然河道冬季径流大部分由地下水补给，通过基流分割划分出河流基流量，由此基流量表示天然河道10月至次年3月的河流流量。并根据年均流量不变的原则，调整修正后的流量，使修正后的年均流量与原始年均流量相等。
5分期百分数的选取改进
根据北方河流周期变化及生态需水的特点，10月至次年3月降水较少，河道水量较枯，水生动植物进入冬眠期，生态需水量相对较小，将其定义为一般用水期；4月至9月用水量增加，鱼类逐渐进入产卵期，生态需水量相对较大，将其定义为鱼类产卵期。河流一般用水期，天然河流保留一定的径流量、流速和水深，河流中的鱼类等生物种群和水中植物已经完全适用了河流的周期性水文变化过程，河流生态系统处于一种可自我调节、自我恢复的状态，设置tennant法中规定的生态基流量为年均流量的10％，可以满足河流的基本生态环境、生物群里的需求。为了解决tennant法年内月均流量扁平化的问题，以及满足生活、生态用水的最低要求，设定4月至9月修正后流量的15％作为河流生态基流量即能满足河流与生物的最低要求。
6月均流量改进
10月至年次3月为河流一般用水期，天然河流保留一定的径流量、流速和水深，可以满足生态系统不受破坏、鱼类生存、景观美观等一般要求。自然条件下的天然河流，河流中的鱼类等生物种群和水中植物已经完全适用了河流的周期性水文变化过程，河流生态系统处于一种可自我调节、自我恢复的状态。由此可知，设置tennant法中规定的生态基流量为年均流量的10％，可以满足河流的基本生态环境、生物群里的需求。因此设定一般用水期使用修正后流量的10％作为河流生态基流量即能满足河流与生物的最低要求。
4月至9月为鱼类产卵育期，鱼类产卵育期按照生态基流量的定义，在满足河流不受破坏的同时，还应满足鱼类等水生生物能够正常产卵、繁育等需求。对于不同河流，首先需要明确重要保护鱼类繁殖习性和生境条件，4月上中旬鱼类开始产卵，需水量增大；4月下旬～5月大部分鱼类产卵，需水量持续增大当河流水位下降或者河流流速达不到要求时，鱼类会停止产卵行为；6月～9月水温较高，鱼类索饵旺盛，为生长期，需要洪水将大量的树叶草枝叶等有机物带入河道。若河流没有特定保护鱼类，则可以参照四大家鱼的习性。4月开始，鱼类逐渐开始为产卵进行准备，根据相关研究，河流流速0.20m/s～0.25m/s是鱼类产卵所需的最低流速，鱼卵安全漂浮下限为0.25m/s。8月为鱼类产育高峰期，从4月涨水期开始至8月流速最大期，河流流速至少增加0.1m/s。因此，针对特定保护鱼类产育习性，应将鱼类生长繁育规律与水文情势变化的耦合在原tennant法的基础上增加一个流速条件，满足鱼类生存繁衍要求，具体数据见表1。据此平均流速，找出此流速对应的河流流量，对比原tennant法中取平均流量10％这一流量的大小，取较大值为当月河流生态基流量，据此确定最终的基流百分数，分期百分比最终选取见表2。
表1鱼类产育期流速选取单位：m/s
表2生态基流量分期百分比的选取单位：m3/s
具体地，如图1所示，本发明的一种考虑河流不同状态的生态基流量计算方法，该计算方法在服务器内或处理器内完成，包括：
步骤1：从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据；
步骤2：求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；
进一步的，采用mann-kendall法来求取每一条河流的径流数据的突变点。
mann-kendall法简称m-k法，是一种适用于非正态分布的无分布检验方法。该方法的优点在于可以排除数据中极端值的干扰，也无需样本具有一定的统计分布规律，并且计算简便，在水文学上广泛应用于研究降雨、径流等方面序列变异诊断。
进一步的，若没有突变点，则河流为未受到人类扰动的河流；
若有突变点，则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，则河流为未补水河流；若径流量逐年增大，则河流受到了人工补水，为补水河流。
本发明首先对河流径流序列进行分析，若没有突变点，则认为河流为未受到人类扰动的河流；若有突变点则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，说明河流为未补水河流，若径流量逐年增大，表明河流受到了人工补水，属于补水河流。
步骤3：根据河流的类型分别计算河流的生态基流量：
若河流是受人类扰动的补水河流，则首先查询第一个突变点之后的径流数据，经流量还原计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是受人类扰动的未补水河流，则首先查询第一个突变点之前的径流数据，经流量还现计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是未受到人类扰动的河流，则首先应用基流分割方法修正流量，并应用均流量不变的原则，使修正后的年均流量与原始年均流量相等，进而得到月均河流流量；最后将月均河流流量与修正后的年均流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量。
进一步的，在流量还原计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还原计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点前的降雨径流关系；
将突变点后的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
对于还原计算，本发明采用降雨径流相关曲线的方法通过拟合突变点之前的降雨径流，得出突变之前下垫面条件下的降雨径流关系，通过输入突变点之后的降雨量，可以得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
进一步的，在流量还现计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还现计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点后的降雨径流关系；
将突变点前的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之前模拟的径流量，以此完成还现计算。
在计算此类河流生态基流量时，需筛选出突变点之后受到人为影响较大的径流资料，才能保证结果的可靠性。同时为了避免河流天然时期径流数据对计算结果造成干扰，应对突变点之前的径流数据进行流量还现计算，增加径流系列资料的可靠性与一致性，使其更符合实际情况。
其中，对于补水河流，则从突变点后选取典型年，对于未补水河流则相反；
选取典型年的方法包括：
(1)逐个获取河流监测站的年均流量
(2)将各河流监测站所监测到的年流量与
(3)求模数均值
(4)选择
本发明选用典型年的年内流量过程来代替河流多年平均流量，典型年流量过程更能体现流量的年内丰枯变化规律。
进一步的，应用基流分割方法修正流量的过程为：
式中：qt和qt-1分别为时段t和t-1的滤波后的地面径流(m3/s)；qt和qt-1分别为时段t和t-1的总径流量(m3/s)；a为滤波系数，为常数；地面径流由上式计算出后，基流bt＝qt-qt。
为了避免受到扁平化数据对结果造成的影响，需对多年平均流量进行修正，使其更符合实际情况。
图2是本发明的一种考虑河流不同状态的生态基流量计算系统结构示意图。
如图2所示，本发明的一种考虑河流不同状态的生态基流量计算系统，包括：数据采集器和数据处理器。
(1)数据采集器，其被配置为：从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据。
(2)数据处理器，其被配置为：
求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；
根据河流的类型分别计算河流的生态基流量：
若河流是受人类扰动的补水河流，则首先查询第一个突变点之后的径流数据，经流量还原计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是受人类扰动的未补水河流，则首先查询第一个突变点之前的径流数据，经流量还现计算组成新的流量序列；再根据新的流量序列与实际流量序列，选取典型年；最后将典型年的月均河流流量与典型年的年均河流流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量；
若河流是未受到人类扰动的河流，则首先应用基流分割方法修正流量，并应用均流量不变的原则，使修正后的年均流量与原始年均流量相等，进而得到月均河流流量；最后将月均河流流量与修正后的年均流量的10％比较，取较大值作为当月河流生态基流量。
其中，数据处理器还被配置为：
采用mann-kendall法来求取每一条河流的径流数据的突变点；
若没有突变点，则河流为未受到人类扰动的河流；
若有突变点，则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，则河流为未补水河流；若径流量逐年增大，则河流受到了人工补水，为补水河流。
mann-kendall法简称m-k法，是一种适用于非正态分布的无分布检验方法。该方法的优点在于可以排除数据中极端值的干扰，也无需样本具有一定的统计分布规律，并且计算简便，在水文学上广泛应用于研究降雨、径流等方面序列变异诊断。
本发明首先对河流径流序列进行分析，若没有突变点，则认为河流为未受到人类扰动的河流；若有突变点则属于受到人类扰动的河流，同时进一步分析径流序列，若径流量逐年减少，说明河流为未补水河流，若径流量逐年增大，表明河流受到了人工补水，属于补水河流。
进一步的，数据处理器还被配置为：
在流量还原计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还原计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点前的降雨径流关系；
将突变点后的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
对于还原计算，本发明采用降雨径流相关曲线的方法通过拟合突变点之前的降雨径流，得出突变之前下垫面条件下的降雨径流关系，通过输入突变点之后的降雨量，可以得出突变点之后模拟的径流量，以此完成还原计算。
进一步的，数据处理器还被配置为：
在流量还现计算组成新的流量序列之前，还获取河流的降雨量信息；流量还现计算组成新的流量序列的具体过程为：
线性拟合突变点后的降雨径流关系；
将突变点前的降雨量代入线性拟合突变点前的降雨径流关系式中，得出突变点之前模拟的径流量，以此完成还现计算。
在计算此类河流生态基流量时，需筛选出突变点之后受到人为影响较大的径流资料，才能保证结果的可靠性。同时为了避免河流天然时期径流数据对计算结果造成干扰，应对突变点之前的径流数据进行流量还现计算，增加径流系列资料的可靠性与一致性，使其更符合实际情况。
进一步的，数据处理器还被配置为：
对于补水河流，则从突变点后选取典型年，对于未补水河流则相反；
选取典型年的方法包括：
(1)逐个获取河流监测站的年均流量
(2)将各河流监测站所监测到的年流量与
(3)求模数均值
(4)选择
本发明选用典型年的年内流量过程来代替河流多年平均流量，典型年流量过程更能体现流量的年内丰枯变化规律。
进一步的，数据处理器还被配置为：
应用基流分割方法修正流量的过程为：
式中：qt和qt-1分别为时段t和t-1的滤波后的地面径流(m3/s)；qt和qt-1分别为时段t和t-1的总径流量(m3/s)；a为滤波系数，为常数；地面径流由上式计算出后，基流bt＝qt-qt。
为了避免受到扁平化数据对结果造成的影响，需对多年平均流量进行修正，使其更符合实际情况。
本发明的考虑河流不同状态的生态基流量计算系统，通过数据采集器从河流监测站的河流监测服务器内获取河流径流数据；利用数据处理器求取每一条河流的径流数据的突变点，进而确定河流类型；河流的类型包括：受人类扰动的补水河流、受人类扰动的未补水河流和未受到人类扰动的河流这三类；根据河流的类型分别计算河流的生态基流量，实现了不同河流功能定位与径流量的变化趋势，根据不同类型的河流，准确地计算出其生态基流量。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
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