一种城市湖泊水体更换状态获取方法与流程

本发明涉及水环境监测与评价，更具体的，涉及一种城市湖泊水体更换状态获取方法。

背景技术：

1、城市人工和天然湖泊、湿地作为改善居民生活环境的景观建筑广泛存在于城市中各个角落。然而，人工湖泊和湿地大多与天然水系不相连通，自净能力差，且容易受到来自多方面的污染，导致水体水质下降，湖泊和湿地的生态效益和经济效益也因此显著下降。

2、在进行生态治理过程中，水体水质通过水体更换得到改善。传统的取样检测法耗时耗力，检测面积小密度低，结果与取样点位置高度相关，所得结果准确性差。水体电阻率或矿化度可以用于指示水体质量，在进行水体更换过程中，通过连续测量获取整个水体的电阻率时空变化信息，掌握水体更换状态，进一步判断水体更换程度，来提高水体更换的经济效益并有效节约水资源。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出了涉及一种城市湖泊水体更换状态获取方法。与传统方法相比，本公开操作简单，覆盖范围大，可以刻画出整个区域水体更换范围和程度，有效提高城市湖泊水体更换状态获取效率，保护城市景观水体水质，节约水资源，可应用于水环境监测与评价领域中。

2、本发明提出的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，包括：

3、在湖泊待测区内，沿进水口至出水口位置连线的垂直方向，依次布置测线；

4、测量湖泊的面积s，在出水口监测每天的换水量q，以取样法测量更换前湖泊水体的电阻率ρe及待换入水体的电阻率ρn，同时以取样法初步测量湖泊的平均水深h；

5、基于水深和电阻率信息，优化水上连续高密度电法的测量电极间距x和测量协议；

6、以水上连续高密度电阻率法测量更换过程中湖泊水体的视电阻率ρw的分布，同步利用单频回声仪测深系统获取湖泊精确的平均水深d；

7、基于采集的水体视电阻率计算水体更新指数r；

8、对更换过程进行时移探测，当所述更新指数r大于预设标准，则判定湖泊已完成水体更换。

9、本方案中，沿进水口至出水口位置连线的垂直方向布置测线，当连线长度小于1km时，测线间隔为连线长度的当连线长度大于1km时，测线间隔为连线长度的

10、本方案中，更换前湖泊水体和湖泊水深信息取样点数量不少于每10000m2应分布不少于1个取样点，所有测点测得的更换前湖泊水体电阻率的平均值为ρe，初步测量测得的平均水深为h，待换入水体在水体更换期间每天取样3次，测得的待换入水体电阻率的平均值为ρn。

11、本方案中，电极间距x与水深h的关系为x取正整数，在满足上述关系下，x的取值越大，探测结果越准确。

12、本方案中，若最大水深/最小水深<1.5,则采用协议a、b、c进行测速大于等于4km/h的速度进行快速测量，且协议a适用于平均水深小于2m的湖泊，协议b适用于平均水深2-5m的湖泊，协议c适用于平均水深大于5m的湖泊；若最大水深/最小水深≥1.5,则采用协议d、e、f进行测速小于4km/h的速度进行稳定测量，且协议d适用于平均水深小于2m的湖泊，协议e适用于平均水深2-5m的湖泊，协议f适用于平均水深大于5m的湖泊。

13、本方案中，以水上连续高密度电阻率法快速获得更换过程中湖泊水体的视电阻率ρw的分布，表征测量区域内水体的电阻率值。

14、本方案中，水上连续高密度电阻率法测量时，同步利用单频回声仪测深系统获取测线位置水深，根据湖泊精确的平均水深d，计算湖泊的总蓄水量q：

15、q＝s×d

16、其中，s为湖泊的面积，d为湖泊精确的平均水深。

17、本方案中，水体更新指数r的计算方法为：

18、

19、其中，ρw为更换过程中湖泊水体的视电阻率，ρe为更换前湖泊水体的电阻率，ρn为待换入水体的电阻率，r的取值范围为0-1。

20、本方案中，对更换过程进行时移探测，根据探测结果显示的更新指数r是否满足预设标准，判定湖泊是否完成水体更换。

21、本方案中，表征湖泊已基本完成水体更换的预设标准为：所有测线的平均水体更新指数r满足r>0.8，此时代表剩余部分能够通过水体自净完成水体更换，即水体更换工作完成。

22、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

23、本公开操作简单，覆盖范围大，可以刻画出整个区域水体更换范围和程度，有效提高城市湖泊水体更换状态获取效率，保护城市景观水体水质，节约水资源，可应用于水环境监测与评价领域中。

技术特征：

1.一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，沿进水口至出水口位置连线的垂直方向布置测线，当连线长度小于1km时，测线间隔为连线长度的当连线长度大于1km时，测线间隔为连线长度的

3.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，更换前湖泊水体和湖泊水深信息取样点数量不少于每10000m2应分布不少于1个取样点，所有测点测得的更换前湖泊水体电阻率的平均值为ρe，初步测量测得的平均水深为h，待换入水体在水体更换期间每天取样3次，测得的待换入水体电阻率的平均值为ρn。

4.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，电极间距x与水深h的关系为x取正整数，在满足上述关系下，x的取值越大，探测结果越准确。

5.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，在水上连续高密度电阻率法的测量中，获取以取样法初步测量湖泊的水深。

6.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，以快速获得更换过程中湖泊水体的视电阻率ρw的分布，表征测量区域内水体的电阻率值。

7.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，水上连续高密度电阻率法测量时，同步利用单频回声仪测深系统获取测线位置水深，生成湖泊精确的平均水深d，计算湖泊的总蓄水量q：

8.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，水体更新指数r的计算方法为：

9.根据权利要求1所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，对更换过程进行时移探测，根据探测结果显示的更新指数r是否满足预设标准，判定湖泊是否完成水体更换。

10.根据权利要求9所述的一种城市湖泊水体更换状态获取方法，其特征在于，表征湖泊已基本完成水体更换的预设标准为：所有测线的平均水体更新指数r满足r>0.8，此时代表剩余部分能够通过水体自净完成水体更换，即水体更换工作完成。

技术总结
本发明公开了一种城市湖泊水体更换状态获取方法，包括：通过取样法测量更换前湖泊水体及待换入水体的电阻率，同时利用取样法采集湖泊水深信息；基于水深和电阻率信息，优化水上连续高密度电法的测量电极间距和测量协议；以水上连续高密度电阻率法测量更换过程中湖泊水体的电阻率分布，同步利用单频回声仪测深系统获取测线位置水深；基于采集的水体电阻率计算水体更新指数；对更换过程进行实时探测，直至水体的更新指数大于指定标准，则判定此时该湖泊已完成水体更换。本发明的方法操作简单，覆盖范围大，能够刻画出整个区域水体更换范围和程度，有效提高城市湖泊水体更换状态获取效率，保护城市景观水体水质，节约水资源。

技术研发人员：胡雷健,李书鹏,毛德强,张家铭,郭丽莉,韦云霄
受保护的技术使用者：北京建工环境修复股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15