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专利号: 202411090001X
申请人: 大连必忠建筑工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种流域水环境生态评价方法,其特征在于,包括以下步骤:

基于流域采样点,测定水中的氢和氧同位素比率,分析数据并追踪水循环过程,区分差异化水源,生成同位素水文分布图;

基于所述同位素水文分布图,定量分析降水、地表水和地下水对流域总水量的贡献度,对比水源的同位素信号,确定比例,生成水源贡献度分析结果;

基于所述水源贡献度分析结果,结合季节性变化、气候条件和人类活动对生态流量的影响,进行流域内的生态流量动态模拟,生成生态流量动态模型;

基于所述生态流量动态模型,评估河流生态系统在差异环境条件下的稳定性和变化趋势,识别河流生态系统的敏感点和潜在恢复机制,生成河流系统稳定性指标;

基于所述河流系统稳定性指标,模拟和评估氮、磷营养盐的循环过程,结合河流物理特性、化学反应和生物过程,分析营养盐在水体中的运移和转化过程,生成营养盐动态平衡评估结果;

基于所述生态流量动态模型,分析河流生态系统中的生物声音,通过识别和分类差异流量条件下的生物声音模式,评估生态流量对水生生物群落的影响,生成声学生态模式数据;

基于所述声学生态模式数据和河流系统稳定性指标,构建生物种群间相互作用的网络,揭示生态流量变化对生态系统结构和功能的影响,生成生态流量影响网络;

基于所述营养盐动态平衡评估结果和生态流量影响网络,制定和优化流域的生态保护和水资源管理策略,生成生态保护与水资源管理优化方案;

基于所述水源贡献度分析结果,结合季节性变化、气候条件和人类活动对生态流量的影响,进行流域内的生态流量动态模拟,生成生态流量动态模型的步骤具体为:基于所述水源贡献度分析结果,进行流域特征数据集成,包括土壤属性、地形数据、植被类型和气候条件,揭示流域内的水文循环和土地利用情况,初始化水文循环和污染物输送过程,生成流域模型配置数据集;

基于所述流域模型配置数据集,整合差异气候场景下的降水量、气温和蒸发数据,采用SWAT模型,模拟季节性变化和差异气候条件下的水文响应,模拟管理措施对流域生态流量的潜在影响,生成管理策略模拟数据集;

基于所述管理策略模拟数据集,分析差异管理方案下生态流量的时空分布和变化趋势,收集模拟的生态流量数据,进行处理分析,揭示流域在差异管理和气候场景下的生态流量变化情况,生成生态流量动态模型;

基于所述声学生态模式数据和河流系统稳定性指标,构建生物种群间相互作用的网络,揭示生态流量变化对生态系统结构和功能的影响,生成生态流量影响网络的步骤具体为:基于声学生态模式数据和河流系统稳定性指标,创建图模型,生物种群作为节点,种群间相互作用作为边,结合生物出现频率和相互作用强度确定边的权重,进行网络构建,生成初步生物相互作用网络;

基于初步生物相互作用网络,进行节点度分析,计算网络中每个节点的连接数,分析每个种群的网络中心性,揭示种群间的相互依赖性,生成生物中心性分析数据;

基于生物中心性分析数据,分析网络中所有最短路径,标识生态网络中的关键传递通道,分析生态流量变化对关键通道及其所连接种群的影响,揭示生态流量对生态系统作用,生成生态流量影响网络。

2.根据权利要求1所述的流域水环境生态评价方法,其特征在于,所述同位素水文分布图具体为流域内水体的氢和氧同位素比率分布图,所述水源贡献度分析结果包括水源对流域总流量的贡献比例,所述生态流量动态模型具体指模拟得到的流域生态流量随时间和水源变化的动态情况,所述河流系统稳定性指标具体为河流系统在差异环境压力下的稳定性和响应机制指标,所述营养盐动态平衡评估结果包括流域内氮、磷营养盐的源头、迁移路径和平衡状态,所述声学生态模式数据具体指在差异生态流量条件下河流生物活动的声学信号特征,所述生态流量影响网络具体为流域内生物种群间相互作用的网络结构及其对生态流量变化的响应模式,所述生态保护与水资源管理优化方案包括针对流域水环境改善的策略和措施,以及生态保护的优化建议。

3.根据权利要求1所述的流域水环境生态评价方法,其特征在于,所述SWAT模型,按照公式: ;

计算土壤水存储量 ,其中, 为地表蓄水能力的调节系数,为第t天的地表蓄水量, 为土壤水分保持能力的调节系数, 为第t天的土壤水分量, 为气温变化对蒸发的调节系数, 为第t天相对于平均气温的变化量, 为全局调整系数。

4.根据权利要求1所述的流域水环境生态评价方法,其特征在于,基于所述生态流量动态模型,评估河流生态系统在差异环境条件下的稳定性和变化趋势,识别河流生态系统的敏感点和潜在恢复机制,生成河流系统稳定性指标的步骤具体为:基于所述生态流量动态模型,整合关键参数包括流域水量、生物多样性指数、水质数据,模拟河流生态系统在差异环境条件下的行为和响应,生成河流生态系统动力学模型;

基于所述河流生态系统动力学模型,利用系统动力学分析方法,分析河流生态系统对初始条件的敏感性和对参数变化的响应,识别稳定区域和潜在不稳定区域,生成河流系统稳定性分析数据;

基于所述河流系统稳定性分析数据,结合自然恢复力和人工干预措施,评估河流生态系统在不稳定区域内的潜在恢复机制,揭示河流生态系统恢复的关键指标并进行汇总,生成河流系统稳定性指标。

5.根据权利要求1所述的流域水环境生态评价方法,其特征在于,基于所述河流系统稳定性指标,模拟和评估氮、磷营养盐的循环过程,结合河流物理特性、化学反应和生物过程,分析营养盐在水体中的运移和转化过程,生成营养盐动态平衡评估结果的步骤具体为:基于所述河流系统稳定性指标,整合流域特性数据包括水文、土壤、气候和生物群落特征,进行数据格式化和归一化处理,生成初始化参数集;

基于所述初始化参数集,模拟流域内氮、磷营养盐的运移和转化过程,揭示营养盐在水体中的动态变化,生成营养盐动态模拟数据;

基于所述营养盐动态模拟数据,进行营养盐循环结果深度分析,识别氮、磷在流域中的源点、汇点和转化路径,评估流域内营养盐循环的效率和平衡状态,生成营养盐动态平衡评估结果。

6.根据权利要求1所述的流域水环境生态评价方法,其特征在于,所述节点度分析,按照公式: ;

计算每个种群的网络中心性,其中, 为节点 的度数, 为节点 的边缘性, 为节点的聚类系数,为网络中所有节点聚类系数的平均值, 为节点 的邻居节点集合, 、 、、 为权重系数。