一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法与流程

本申请属于生态治理，特别涉及一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法。

背景技术：

1、湖泊是江河水系的重要组成部分，具有蓄洪，供水，航运，水质净化等生态功能。但与河流相比，湖泊水域较为封闭，水体流动相对缓慢，水体交换更新周期长，自我修复能力弱。受自然和人类活动复合影响，湖泊水质污染，水体富营养化，生态退化等涉水生态环境问题突出。湖泊水质污染和生态退化既有自然属性，也与社会经济发展规模超出资源承载能力直接相关。对于大多数湖泊，其治理主要针对水体污染物，且往往存在治理模式单一，系统性和整体性不足等多方面问题。如何立足实践，统筹局部性水脏，整体性水功能下降等涉水问题，已成为长江中下游湖泊综合治理所面临的重大难题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，本申请同时以水质风险防控和生态风险防控为目标，对湖泊进行风险防控，更具系统性。

2、本申请提供的一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，包括：

3、根据目标湖泊的历史水质数据评估水质风险，当存在水质风险，则增加目标湖泊的水量交换量，以进行水质风险防控；增加后的水量交换量采用如下方法确定：

4、设定不同水量交换量，在不同水量交换量下，分别模拟目标湖泊的主要污染物浓度；根据主要污染物浓度分别评估各水量交换量下水质是否达标；取水质达标对应的最小水量交换量作为增加后的水量交换量；仅当所有主要污染物浓度均不大于对应的标准浓度阈值时，则评估为水质达标；

5、评估目标湖泊的生态风险，当目标湖泊具有一定程度的生态风险，对目标湖泊实施湿地生态修复工程；所述评估目标湖泊的生态风险，包括：

6、获得目标湖泊的浅滩湿地生境面积与水位的关系曲线；根据关系曲线，分别获取参照水位和水量交换后水位下的浅滩湿地生境面积，以参照水位下的浅滩湿地生境面积作为参照面积，计算水量交换后水位下浅滩湿地生境面积相对参照面积的下降率；当下降率超过预设的下降率阈值，则表明目标湖泊具有一定程度的生态风险；

7、所述参照水位采用目标湖泊冬春季的历史日平均水位；所述水量交换后水位为：按水量交换量在现状水位上叠加水量交换工况后的水位。

8、在一些具体实施方式中，历史水质数据采用目标湖泊的国控断面和/或省控断面的水质数据。

9、在一些具体实施方式中，根据目标湖泊的历史水质数据评估水质风险，包括：

10、从历史水质数据获取目标湖泊不同时期主要污染物的浓度值，将各主要污染物的浓度值与对应的标准浓度阈值进行比较，各污染物的标准浓度阈值预先设置；当有污染物的浓度值大于其对应的标准浓度阈值，则评估为存在水质风险。

11、在一些具体实施方式中，模拟目标湖泊的主要污染物浓度，包括：

12、取目标湖泊50年以上的逐日水位数据，计算多年月平均水位；从目标湖泊的水位-湖容曲线中获得多年月平均水位对应的湖容数值，即多年月平均湖容；

13、将多年月平均湖容输入mike21模型作为目标湖泊的湖容，再输入目标湖泊所在流域的污染物排放量和不同水量交换量，利用湖库均匀混合衰减模型分别计算不同数量交换量下目标湖泊的污染物平均浓度。

14、在一些具体实施方式中，目标湖泊的浅滩湿地生境面积与水位的关系曲线，采如下方法获得：

15、获取目标湖泊不同水位下的遥感影像数据，采用决策树分类法解译遥感影像数据，获取不同水位对应的浅滩湿地生境面积，将浅滩湿地生境面积与水位的数据进行拟合，得到浅滩湿地生境面积与水位的关系曲线。

16、在一些具体实施方式中，参照水位和所述水量交换后水位采用如下方法确定：

17、获取目标湖泊50年以上的长时间系列水位数据，取时间节点，时间节点前和后的水位数据分别为历史水位数据和现状水位数据；所述时间节点取水位突变点或人为干扰影响大的时间；

18、从历史水位数据中取冬春季的历史水位数据，计算冬春季的日平均水位作为参照水位；

19、按照所述水量交换量在现状水位上叠加水量交换工况，结合目标湖泊出入湖流量以及水位-湖容曲线，计算叠加水量交换工况后的水位，记为水量交换后水位。

20、与现有技术相比，本申请具有如下特点和有益效果：

21、本申请先对目标湖泊进行水质风险评估，当目标湖泊存在水质风险，则通过增加水量交换量的方式，来进行水质风险防控，以提升目标湖泊的水体自净能力，从而缓解水质风险；但增加水量交换量虽然可有效缓解水质风险，但又会在一定程度上增加生态风险；故又基于叠加水量交换工况后浅滩湿地生境面积损失，来对目标湖泊进行生态风险评估，当目标湖泊具有一定程度的生态风险时，则通过对目标湖泊进行生态修复工程，以缓解生态风险。

22、本申请同时以水质风险防控和生态风险防控为目标，可同时实现目标湖泊的水质风险和生态风险的缓解，本申请方法更具系统性和可操作性，可适用不同湖泊的风险防控。

技术特征：

1.一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是，包括：

2.如权利要求1所述的基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是：

3.如权利要求1所述的基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是：

4.如权利要求1所述的基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是：

5.如权利要求1所述的基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是：

6.如权利要求1所述的基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，其特征是：

技术总结
本发明公开了一种基于水量交换和生态修复的湖泊风险防控方法，包括：根据目标湖泊的历史水质数据评估水质风险，当存在水质风险，则增加目标湖泊的水量交换量，以进行水质风险防控；评估目标湖泊的生态风险，当目标湖泊具有一定程度的生态风险，对目标湖泊实施湿地生态修复工程；所述评估目标湖泊的生态风险为：利用叠加水量交换工况后浅滩湿地生境面积损失进行生态风险评估。本申请同时以水质风险防控和生态风险防控为目标，可同时实现目标湖泊的水质风险和生态风险的缓解，本申请方法更具系统性和可操作性，可适用不同湖泊的风险防控。

技术研发人员：程志远,江波,李涛,张丰产,余婷,王晓媛,李振鑫,谢三桃,王思霁,李骏峰
受保护的技术使用者：安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12