湖泊生态修复效果的评估方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及计算机，具体涉及湖泊生态修复效果的评估方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、目前，众多城市的湖泊面临严重的富营养化问题，富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下，随着河流夹带冲积物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从贫营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程。但由于目前将大量工业废水和生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量的种群种类数量发生改变，破坏了水体的生态平衡。因此，富营养化问题急需展开修复。

2、现有的浅水湖泊生态问题修复通常采用底泥疏浚、沉水植物修复、生物操纵等典型措施进行修复，但是对湖泊生态系统进行修复后，无法判断修复的效果，若修复效果不好，会导致湖泊生态系统的处于长期富营养化状态，对生态造成破坏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种湖泊生态修复效果的评估方法，以解决无法判断修复的效果的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种湖泊生态修复效果的评估方法，根据目标湖泊的状态变量以及修复措施构建湖泊模型，湖泊模型用于模拟目标湖泊的生态修复过程；调整湖泊模型的营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，得到分岔分析图；基于分岔分析图，确定湖泊模型修复前的第一营养盐阈值和修复后的第二营养盐阈值；根据第一营养盐阈值和第二营养盐阈值，确定湖泊模型的自净能力提升效果；对湖泊模型进行多种情境下的情境模拟，得到多种目标情境模拟结果；根据自净能力提升效果以及多种目标情境模拟结果，对湖泊生态修复效果进行评估。

3、有益效果：本发明实施例根据目标湖泊的状态变量以及修复措施构建湖泊模型，湖泊模型的作用是模拟目标湖泊的生态修复过程，调整湖泊模型的营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，得到分岔分析图，本发明实施例调整湖泊模型的营养盐负荷参数，用于使湖泊模型在修复措施下趋于稳态，基于分岔分析图，确定湖泊模型修复前的第一营养盐阈值和修复后的第二营养盐阈值，根据第一营养盐阈值和第二营养盐阈值，确定湖泊模型的自净能力提升效果，根据分岔分析图确定湖泊模型的自净能力提升效果，将自净能力提升效果量化，便于直观的确定自净能力提升效果如何，对湖泊模型进行多种情境下的情境模拟，得到多种目标情境模拟结果，不同的情景对应不同的修复措施，根据自净能力提升效果以及多种目标情境模拟结果，对湖泊生态修复效果进行评估。本发明实施例将湖泊生态修复过程量化，直观的评估湖泊生态修复效果，及时对湖泊修复效果进行评估，防止出现不知道修复效果，而使湖泊长期处于富营养化状态的情况，保护生态环境。

4、在一种可选的实施方式中，根据目标湖泊的状态变量以及修复措施构建湖泊模型，包括：确定目标湖泊的多个状态变量；通过改变状态变量模拟方程，构建不同修复措施下的湖泊模型，状态变量模拟方程用于表征修复措施下的修复过程。

5、有益效果：通过改变状态变量模拟方程，模拟不同修复措施下的修复过程，以供后续对修复效果进行评估。

6、在一种可选的实施方式中，多个状态变量包括目标湖泊的面积、水深、初始条件以及修复措施，初始条件包括清澈草型和浑浊藻型。

7、在一种可选的实施方式中，调整湖泊模型的营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，得到分岔分析图，包括：分别在不同的初始条件下，调整营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态；从湖泊模型中提取稳态下的叶绿素浓度作为响应变量值；根据营养盐负荷参数以及响应变量值，形成分岔分析图。

8、有益效果：在不同初始条件下，调整营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，根据稳态下的响应变量值和营养盐负荷参数，得到分岔分析图，根据分岔分析图确定修复前后营养盐阈值的变化，通过修复前后营养盐阈值的变化可以计算出自净能力提升效果，评估哪种修复措施具有更强的自净能力。

9、在一种可选的实施方式中，确定湖泊模型修复前的第一营养盐阈值和修复后的第二营养盐阈值，包括：根据分岔分析图确定响应变量值的突变点；将突变点对应的两个营养盐负荷参数确定为第一营养盐阈值和第二营养盐阈值。

10、在一种可选的实施方式中，根据第一营养盐阈值和第二营养盐阈值，确定湖泊模型的自净能力提升效果，包括：将第二营养盐阈值减去第一营养盐阈值，得到差值；将差值除以第一营养盐阈值，得到自净能力提升效果。

11、在一种可选的实施方式中，对湖泊模型进行多种情境下的情境模拟，得到多种目标情境模拟结果，包括：对目标湖泊的未修复情境和已修复情境进行模拟，多种情境包括未修复情境和已修复情境；对未修复情境和已修复情境中的水质参数和水生态参数进行时间序列对比，得到目标情境模拟结果。

12、有益效果：通过目标情境模拟结果可对不同的修复措施的修复效果进行评估，确定如何修复得到的修复效果最好。

13、在一种可选的实施方式中，对未修复情境和已修复情境中的水质参数和水生态参数进行时间序列对比，得到目标情境模拟结果，包括：对未修复情境和已修复情境中的水质参数和水生态参数按照时间顺序排列；根据时间顺序对未修复情境和已修复情境中的水质参数进行对比，得到第一情境模拟结果；根据时间顺序对未修复情境和已修复情境中的水生态参数进行比对，得到第二情境模拟结果；根据第一情境模拟结果和第二情境模拟结果确定目标情境模拟结果。

14、在一种可选的实施方式中，目标湖泊包括浅水湖泊。

15、第二方面，本发明提供了一种湖泊生态修复效果的评估装置，包括：模型构建模块，用于根据目标湖泊的状态变量以及修复措施构建湖泊模型，湖泊模型用于模拟目标湖泊生态修复过程；分岔模拟模块，用于调整湖泊模型的营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，得到分岔分析图；营养盐阈值确定模块，用于基于分岔分析图，确定湖泊模型修复前的第一营养盐阈值和修复后的第二营养盐阈值；自净能力提升效果计算模块，用于根据第一营养盐阈值和第二营养盐阈值，确定湖泊模型的自净能力提升效果；情境模拟模块，用于对湖泊模型进行多种情境下的情境模拟，得到多种目标情境模拟结果；评估模块，用于根据自净能力提升效果以及多种目标情境模拟结果，对湖泊生态修复效果进行评估。

16、在一种可选的实施方式中，模型构建模块，用于根据目标湖泊的状态变量以及修复措施构建湖泊模型，包括：状态变量确定单元，用于确定目标湖泊的多个状态变量；湖泊模型构建单元，用于通过改变状态变量模拟方程，构建不同修复措施下的湖泊模型，状态变量模拟方程用于表征修复措施下的修复过程。

17、在一种可选的实施方式中，分岔模拟模块，用于调整湖泊模型的营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态，得到分岔分析图，包括：调整单元，用于分别在不同的初始条件下，调整营养盐负荷参数，直至湖泊模型处于稳态；响应变量值提取单元，用于从湖泊模型中提取稳态下的叶绿素浓度作为响应变量值；分岔分析图形成单元，用于根据营养盐负荷参数以及响应变量值，形成分岔分析图。

18、在一种可选的实施方式中，自净能力提升效果计算模块，用于根据第一营养盐阈值和第二营养盐阈值，确定湖泊模型的自净能力提升效果，包括：差值单元，用于将第二营养盐阈值减去第一营养盐阈值，得到差值；相除单元，用于将差值除以第一营养盐阈值，得到自净能力提升效果。

19、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的湖泊生态修复效果的评估方法。

20、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的湖泊生态修复效果的评估方法。