科学依据。
[0055] (2)简洁：以一种指数的变化来反应整个生态系统的变化简化了诸多繁琐的参 数。
[0056] (3)操作性强：本发明流程简单、选取指标规范统一，所用软件SPSS、MIKE和 AQUAT0X软件为常规软件，其中SPSS、MIKE可由市场购买获得，AQUAT0X软件可从美国环保 局（EPA)网站下载获得。
【附图说明】
[0057] 图1是本发明一种优选实施方案的流程图。
【具体实施方式】
[0058] 实施例1南水北调工程某受水区水库调水后水生态风险评估
[0059] 一、受水水库健康现状值
[0060] 1、评价指标如表1所示，物理化学指标和生态指标共计8个指标。
[0061] 2、评价对象为4月、6月、8月三个时间段。
[0062] 3、表3为2014年4、6、8月各评价指标监测数据，以2012-2014年三年监测数据为 参考，确定最优值。
[0063] 表3评价指标现状值
[0065] 4.计算各评价指标的权重值和现状受水区水生态健康指数
[0066] (1)按照归一化公式（1)、（2)对各评价指标进行归一化；
[0067] (2)通过主成分分析法，应用SPSS软件，确定各评价指标的权重：W = AXBt= (f\， f2,…，fn);
[0068] (3)对标准权重进行归一化，得到各评价指标的权重W1;
[0069] (4)根据健康指数计算公式（4)计算现状健康值；结果见表4。
[0070] 表4现状评价指标归一化值、指标权重及健康指数
[0072] 二、受水区水生态模型建立与模拟
[0073] 利用MIKE模型和AUQAT0X模型，输入边界条件（来水量、来水水质、调度）、外部条 件（气温、蒸发、降雨）、初始条件和模拟参数（表5和表6)，模拟调水后受水区水生态系统 变化，输出8项参数模拟值（表7)。
[0074] 表5MIKE模型输入条件及输出参数
[0075]
[0081] 二、风险评估
[0082] 根据公式（1)、（2)计算调水后受水区各评价指标的归一化值；
[0083] 根据公式（4)计算调水后受水区各评价对象的健康指数；
[0084] 根据风险评估公式（5)对应表2风险等级划分依据，2015年4、6、8月水生态风险 为低、低和无（见表8)。
[0085] 表8调水后受水区风险评估结果
[0087] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1. 一种调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤： I. 建立受水区水生态健康评价指标体系，该评价指标包括物理化学指标和生态指标； II. 根据评估要求确定评价对象，该评价对象为时间段、空间方位或其结合；评价对象 的数量为一个或多个； III. 采集每个评价对象对应的评价指标现状数据； IV. 采用主成分分析法确定指标权重 (I) 分别对各评价对象的每个评价指标现状数据进行归一化，将每个评价指标现状数 据中相对最佳的值归一化为1 ;其中针对越大越满意的指标采用公式（1)计算，针对越小越 满意指标采用公式（2)计算； Λ其中，Xl为某个评价对象中第i个评价指标的指标值；X为该指标的最佳值； (II) 计算各评价指标的权重值 采用主成分分析法，应用SPSS软件来实现，输入全部评价对象的各项评价指标现状数 据，得到各评价指标对总体方差的贡献矩阵A= (X，y，Z)，同时得到各评价指标的贡献矩 阵，即载荷矩阵：其中，η表示第η个评价指标，m表示第m个评价对象； 求各评价指标的标准权重：w=AXBT=(fi，f2, . . .，fn); 对标准权重进行归一化，得到各评价指标的权重wi; V. 计算现状受水区水生态健康指数 根据公式（4)计算各评价对象的现状健康指数； ^m~Σ.x. ':， （4). / 1 其中，ιεΗ表示该评价对象的健康指数；Ii为该评价对象中第i种评价指标的归一化值；Wi表示第i种评价指标的权重； VI. 受水区水生态模型建立与模拟 应用MIKE软件模拟物理化学指标，应用AQUATOX软件模拟水生态指标；对评价对象进 行模拟，具体步骤如下： (I)MIKE模型模拟 ① 构建研究区地形文件； ② 输入模拟条件，包括边界条件和初始条件；确定模拟参数，在数据缺乏时模型参数采 用默认值； ③ 根据评价时段和研究需要确定模拟时间和时间步长； ④ 模型模拟及输出指标，输出指标包括水位、水深、流速以及调水后物理化学指标； (2)AQUAT0X模型模拟 ① 输入模拟条件，包括边界条件和初始条件，初始条件为步骤（I)MIKE模型输出的水 位、水深和流速指标；确定模拟参数，在数据缺乏时模型参数采用默认值； ② 根据评价时段和研究需要确定模拟时间和时间步长，步长应不小于MIKE模拟步长； ③ 模拟及结果输出，模拟结果为调水后生态指标； VII. 风险评估 根据公式（1)、（2)计算调水后受水区各评价指标的归一化值，根据公式（4)计算调水 后受水区各评价对象的健康指数，根据公式（5)计算调水前后受水区健康指数变化程度R;其中，1〇)1为调水后健康指数；I?为调水前健康指数。 VIII. 确定风险等级 根据R值确定风险等级：R彡0. 5,极高；0. 4彡R<0. 5，高；0. 2彡R<0. 4，中；0. 1彡R< 0. 2,低；0 < 0. 1，极低；0,表明调水后水生态健康情况不变或有所改善，不存在 风险。2. 如权利要求1所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于，所述 物理化学指标包括：溶解氧、高锰酸盐指数、总氮和总磷；所述生态指标包括：叶绿素a、浮 游植物生物量、浮游动物生物量和浮游动值物生物量之比。3. 如权利要求1或2所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于， 所述步骤（I)MIKE模型模拟过程中，边界条件包括：来水量和来水水质；初始条件包括：水 位、流速及水质情况；模拟参数包括：横向扩散系数、糙率、热传导系数、风速摩阻系数和水 质降解系数。4. 如权利要求3所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于，所述 步骤（I)MIKE模型模拟过程中，模拟条件包括：边界条件、外部环境条件和初始条件；其中 边界条件包括：来水量、来水水质和出水量；外部环境条件包括：风速、气温、降雨和蒸发； 初始条件包括：水位、流速及水质情况，现状水质情况包含评价指标现状数据。5. 如权利要求1或2所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于， 所述步骤（2)AQUATOX模型模拟过程中，边界条件包括：来水量和来水水质；初始条件为步 骤（I)MIKE模型输出的水位、水深和流速指标；模拟参数包括藻类最大生长系数、最大死亡 率和半饱和常数。6. 如权利要求5所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于，所述 步骤（2)AQUATOX模型模拟过程中，模拟条件包括：边界条件、外部及内部环境条件和初始 条件；其中边界条件包括：来水量、来水水质和出水量；外部及内部环境条件包括：风速、气 温、降雨、蒸发和水质；初始条件为步骤（I)MIKE模型输出的水位、水深和流速指标；模拟参 数包括：藻类最大生长系数、最大死亡率和半饱和常数。7. 如权利要求1所述的调水工程受水区水生态系统风险评估方法，其特征在于，所述 步骤（2)AQUATOX模型模拟过程输出参数包括叶绿素a、浮游植物生物量和浮游动物生物
【专利摘要】一种调水工程受水区水生态系统风险评估方法，该方法在对受水区特点分析的基础上，筛选能够反应水生态系统结构、功能和系统特征的指标，并采用主成分分析法确定指标权重，建立健康评价体系，计算现状健康指数值；耦合水动力和水生态模型，借助耦合的MIKE和AQUATOX软件，对调水后受水区水生态情况进行模拟，计算调水后健康指数值；通过指健康指数值变化程度确定风险等级。该方法具有科学、简洁、可操作性强的优点，可为调水工程受水区水生态风险评估提供明确的方法依据。
【IPC分类】G06Q10/06
【公开号】CN105260820
【申请号】CN201510607671
【发明人】于磊, 顾华, 申颖洁
【申请人】北京市水科学技术研究院
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月22日