一種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，其步驟：1：萌發(fā)期水位值計(jì)算：A、查找或建立湖泊水位?面積；B、計(jì)算給定水位下濕生植物和挺水植物萌發(fā)區(qū)域面積；C、計(jì)算沉水植物萌發(fā)面積；D、計(jì)算水生植物萌發(fā)區(qū)面積；E、計(jì)算給定水位下濕生與挺水植物、沉水植物的覆蓋度；F、按步長(zhǎng)，計(jì)算不同水位下水生植物萌發(fā)區(qū)域總面積；G、利用水位?植被覆蓋度關(guān)系；2：幼苗生長(zhǎng)期生態(tài)水位值計(jì)算；3：生長(zhǎng)、擴(kuò)散期生態(tài)水位值計(jì)算；4：成熟期生態(tài)水位值計(jì)算；5：種子傳播期生態(tài)水位值計(jì)算；6：休眠期水位值計(jì)算；7：湖泊生態(tài)水位過(guò)程線。計(jì)算過(guò)程及參數(shù)簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于亞熱帶地區(qū)淺水湖泊生態(tài)水位評(píng)估。
【專利說(shuō)明】
一種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及湖泊水資源管理和湖泊生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，更具體涉及一種以水生植被為 管理目標(biāo)的湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，適用于亞熱帶地區(qū)淺水湖泊生態(tài)水位管理、生態(tài)修復(fù) 及生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 生態(tài)水位評(píng)估是湖泊水資源管理及生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)面臨的重要難題，目前國(guó) 際上采用的計(jì)算方法主要有三類(lèi)：1)水文資料法，基于水文學(xué)中Q95 th法來(lái)計(jì)算湖泊最低生 態(tài)水位，或者將多年最低水位作為最低生態(tài)水位;2)形態(tài)分析法，以湖泊面積為功能指標(biāo)， 在水位-面積關(guān)系曲線中，以湖泊面積變化率最大值對(duì)應(yīng)的水位作為最低生態(tài)水位;3)生物 最小空間需求法，用湖泊各類(lèi)生物對(duì)生存空間的需求來(lái)確定最低生態(tài)水位。上述方法存在 兩個(gè)主要的缺點(diǎn)，一是計(jì)算多基于水文資料，湖泊生物及生態(tài)系統(tǒng)需求的權(quán)重很小;二是以 計(jì)算湖泊最低生態(tài)水位為主，未考慮水位變化的過(guò)程。本發(fā)明以湖泊水生植被作為生態(tài)系 統(tǒng)的代表類(lèi)群，以不同生活史時(shí)期植被發(fā)育對(duì)水位的需求為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算不同植被覆蓋度目 標(biāo)下的湖泊生態(tài)水位過(guò)程線。發(fā)明以湖泊植物的水位需求為核心，得出的生態(tài)水位為一條 過(guò)程線，計(jì)算過(guò)程及參數(shù)簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于亞熱帶地區(qū)淺水湖泊生態(tài)水位評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的是提供一種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，方法易行，操作簡(jiǎn)便，精確計(jì)算不 同植被覆蓋度對(duì)應(yīng)的水位過(guò)程，為湖泊水資源管理、生態(tài)水位調(diào)控及生態(tài)修復(fù)提供可靠的 技術(shù)支撐，水生植物對(duì)水位變化的響應(yīng)最敏感;水生植物為其它水生動(dòng)物提供必需的基礎(chǔ) 條件，如食物、棲息地、繁育場(chǎng)所等;植被恢復(fù)是湖泊修復(fù)的重要目標(biāo)和考核指標(biāo)；以植被覆 蓋度為指標(biāo)，易于跟蹤監(jiān)測(cè);水生植物可形成優(yōu)美的自然景觀，其美學(xué)價(jià)值易于被公眾理解 和接受。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：
[0005] 本發(fā)明技術(shù)構(gòu)思是：1)依據(jù)亞熱帶湖泊水生植物生活史特征，將其分為萌發(fā)期(2-3月）、幼苗生長(zhǎng)期(4-5月）、生長(zhǎng)擴(kuò)散期(6-7月）、成熟期(8-9月）、種子擴(kuò)散期（10-11月）、休 眠期（12月-次年1月）；2)建立萌發(fā)期水位與可萌發(fā)區(qū)域面積的關(guān)系，求算給定植被覆蓋度 下的水位值;3)進(jìn)而依據(jù)幼苗生長(zhǎng)期、生長(zhǎng)擴(kuò)散期、成熟期、種子擴(kuò)散期、休眠期植物的水位 需求計(jì)算該時(shí)期的水位范圍；4)將不同時(shí)期生態(tài)水位值連接成一條過(guò)程線，即是該湖泊給 定植被覆蓋度下的生態(tài)水位過(guò)程線。
[0006] -種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，其步驟如下：
[0007] 步驟1:萌發(fā)期(2-3月）生態(tài)水位值(Wgerm)計(jì)算：
[0008] 1-1:查找或建立湖泊水位-面積關(guān)系Fm;
[0009] 1-2:計(jì)算給定水位(Wglre)下濕生植物和挺水植物萌發(fā)區(qū)域面積(Μ，該區(qū)域范圍 SWgive-0.2m~WG，WG為湖泊多年平均水位。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將W give-0.2m和WG分別帶入 ，求算兩者間的差值，即是給定水位下的Ae值；
[0010] 卜3:計(jì)算沉水植物萌發(fā)區(qū)域面積(As)，該區(qū)域水位范圍為Wgive-0 · 2~Wgive-2SD，SD 為3-6月最低月透明度，可參照上一年透明度數(shù)據(jù)。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將Wglve-0.2m和 Wgive3-2SD分別帶入Fm，求算兩者間的差值，即是給定水位下的As值；
[0011] 1-4:計(jì)算水生植物可萌發(fā)區(qū)域總面積(At)，At=Ae+A s;
[0012] 1 - 5 :計(jì)算給定水位下濕生與挺水植物、沉水植物及水生植物總體的覆蓋度 (C，％ )，濕生及挺水植被覆蓋度Ce = Ae/AcX 100% ;AC為湖泊多年平均水位對(duì)應(yīng)的水面面 積;沉水植被覆蓋度Cs = As/AcX 100% ;水生植物總體覆蓋度C=At/AcX 100% ;
[0013] 卜6:按0 · lm步長(zhǎng)，重復(fù)步驟1-2~卜5，分別計(jì)算給定水位Wl、Wl+0 · 1、Wl+0 · 2..最下 水生植物萌發(fā)區(qū)域總面積及總覆蓋度，WL為歷年最低水位，建立水位-植被覆蓋度關(guān)系F^;
[0014] 1-7:利用水位-植被覆蓋度關(guān)系，求算給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)下萌發(fā)期最適 生態(tài)水位值(W gCTm)。給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)為湖泊管理目標(biāo)；
[0015] 步驟2:幼苗生長(zhǎng)期(4-5月）生態(tài)水位值(Wgr?)計(jì)算：
[0016] 4-5月幼苗生長(zhǎng)期應(yīng)保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，故4月生 態(tài)水位適宜范圍為Wgerm~Wgerm+0.4m，5月生態(tài)水位適宜范圍為Wgerm~W germ+0.8m;
[0017] 步驟3:生長(zhǎng)、擴(kuò)散期(6-7月）生態(tài)水位值(Wdisp)計(jì)算：
[0018] 6月保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，其生態(tài)水位適宜范圍為 ~Wgerm+1.2m; 7月水位需上漲，但漲幅不得超過(guò)挺水植物頂部，即0.5m/月，故7月生態(tài)水 位適宜范圍為Wgerm+(Mgerm)/2~Wgerm+2 · 5m;如（Wc-Wgerm)/2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm+ 2.5m；
[0019] 步驟4:成熟期(8-9月）生態(tài)水位值(Wmatu)計(jì)算：
[0020] 8-9月水位需要上漲以淹沒(méi)濕生植被區(qū)域，防止陸生植物入侵及湖泊沼澤化，生態(tài) 水位的低值需大于或等于多年（一般大于25年）平均水位，最高值不超過(guò)湖泊警戒水位 (Wwarn)，故成熟期生態(tài)水位適宜范圍是W C~Wwarn;
[0021] 步驟5:種子傳播期（10月-11月）生態(tài)水位值(W_d)計(jì)算：
[0022] 種子傳播期水位依據(jù)自然水位波動(dòng)型式，需逐步降低，10月水位與7月保持一直， 11月水位與6月保持一致。10月生態(tài)水位適宜范圍為Wge?+( /2~Wgerm+2.5m;如(1_ Wgerm)/2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm+2 · 5m; 11 月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+1 · 2m;
[0023] 步驟6:休眠期（12月-次年1月）生態(tài)水位值(Wwint)計(jì)算：
[0024] 休眠期最低水位需與萌發(fā)期保持一致，最高水位適宜幅度與5月水位保持一致。12 月-次年1月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+0.8m;
[0025] 步驟7:湖泊生態(tài)水位過(guò)程線(Winte):
[0026] 將各時(shí)期生態(tài)水位值連接，構(gòu)成給定水生植被覆蓋度目標(biāo)下生態(tài)水位過(guò)程線Wint(3 =Wge?+Wgr?+Wdisp+Wmatu+W seed+Wwint;當(dāng)植被覆蓋度目標(biāo)發(fā)生改變時(shí)，依據(jù)上述計(jì)算程序重新 計(jì)算生態(tài)水位過(guò)程線。
[0027] Fai為湖泊水位-面積關(guān)系;Ac為湖泊多年平均水位對(duì)應(yīng)的水面面積，（單位:km2); Wc為湖泊多年(一般大于25年)平均水位(單位為湖泊歷年最低水位（自有水位紀(jì)錄以 來(lái))（單位:m); WgiV(3為給定水位，是計(jì)算過(guò)程中指定的水位值(單位:m); Wwarn為湖泊警戒水位 (單位:m);SD為3-6月湖水最低月透明度(單位:m);Ae為濕生植物及挺水植物分布區(qū)域面積 (單位:km2); As為沉水植物分布區(qū)域面積(單位:km2); At為水生植物分布區(qū)域總面積(單位： km2) ;Ce為濕生及挺水植被覆蓋度(單位：％ ) ;CS為沉水植被覆蓋度(單位：％ ) ;C為水生植物 總覆蓋度(單位：％ ) ;Ctarg為給定水生植被覆蓋度目標(biāo)，即湖泊管理中指定的保護(hù)目標(biāo)(單 位：％ ) ;Fh為水生植被覆蓋度與水位的關(guān)系;Wg(3rm為萌發(fā)期生態(tài)水位值;Wgr?為幼苗期生 態(tài)水位值;W disp為生長(zhǎng)擴(kuò)散期生態(tài)水位值;Wmatu為成熟期生態(tài)水位值;Wse3e3d為種子傳播期生 態(tài)水位值;W wint為休眠期生態(tài)水位值;Winte為給定植被覆蓋度目標(biāo)下的生態(tài)水位過(guò)程線。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0029] A:通過(guò)水位-植被覆蓋度關(guān)系，可準(zhǔn)確計(jì)算不同植被覆蓋度下的生態(tài)水位，且計(jì)算 參數(shù)依據(jù)水生植物的水位需求，因而計(jì)算的生態(tài)水位直接反映生態(tài)系統(tǒng)狀況，彌補(bǔ)了現(xiàn)有 計(jì)算方法不注重生物及生態(tài)系統(tǒng)的缺陷；
[0030] B:計(jì)算生態(tài)水位過(guò)程線，突破了以往技術(shù)只計(jì)算最低生態(tài)水位的限制，有望使湖 泊生態(tài)水位管理達(dá)到精細(xì)化；
[0031] C:可依據(jù)不同管理目標(biāo)對(duì)生態(tài)水位過(guò)程線進(jìn)行調(diào)整，有利于開(kāi)展湖泊水位適應(yīng)性 管理，現(xiàn)有計(jì)算方法無(wú)法達(dá)到這一點(diǎn)，計(jì)算過(guò)程及參數(shù)簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于亞熱帶地區(qū)淺水 湖泊生態(tài)水位評(píng)估。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0033] 實(shí)施例1:
[0034] -種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，其計(jì)算步驟如下：
[0035]步驟1:萌發(fā)期(2-3月）生態(tài)水位值(Wgerm)計(jì)算 [0036] 1-1:查找或建立湖泊水位-面積關(guān)系Fm;
[0037] 1-2:計(jì)算給定水位(Wgive)下濕生植物和挺水植物萌發(fā)區(qū)域面積(A e)，該區(qū)域范圍 為Wgive-0.2m~WC，WC為湖泊多年平均水位。例如:某湖泊多年平均水位為20.0m，對(duì)應(yīng)的湖泊 水面面積為l〇〇km2，計(jì)算水位19.0m時(shí)濕生植物和挺水植物萌發(fā)分布高程范圍為18.8-20.0 m。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將Wgive-0.2m和1分別帶入Fa~w，求算兩者間的差值，即是給定 水位下的值；
[0038] 1-3:計(jì)算沉水植物萌發(fā)區(qū)域面積(As)，該區(qū)域水位范圍為Wgive-0.2~W give-2SD，SD 為3-6月最低月透明度，可參照上一年透明度數(shù)據(jù)。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將Wglve-0.2m和 Wgive3-2SD分別帶入Fm，求算兩者間的差值，即是給定水位下的As值；
[0039] 1-4:計(jì)算水生植物可萌發(fā)區(qū)域總面積(At)，At=Ae+A s;
[0040] 1 -5 :計(jì)算給定水位下濕生與挺水植物、沉水植物及水生植物總體的覆蓋度 (C，％ )，濕生及挺水植被覆蓋度Ce = Ae/AcX 100% ;沉水植被覆蓋度Cs = As/AcX 100% ;水生 植物總體覆蓋度C=At/AcX 100% ;
[0041 ] 1-6:按0 · lm步長(zhǎng)，重復(fù)步驟1-2~1-5，分別計(jì)算給定水位Wl、Wl+0 · 1、Wl+0 · 2…Wc下 水生植物萌發(fā)區(qū)域總面積及總覆蓋度，WL為歷年最低水位，建立水位-植被覆蓋度關(guān)系F^;
[0042] 1-7:利用水位-植被覆蓋度關(guān)系，求算給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)下萌發(fā)期最適 生態(tài)水位值(Wgerm)。給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)為湖泊管理目標(biāo)，例如:某湖泊管理中需要 水生植被覆蓋度達(dá)到40%，此時(shí)Ctarg = 40%。
[0043] 步驟2:幼苗生長(zhǎng)期(4-5月）生態(tài)水位值(Wgr?)計(jì)算
[0044] 4-5月幼苗生長(zhǎng)期應(yīng)保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，故4月生 態(tài)水位適宜范圍為W germ~Wgerm+0.4m，5月生態(tài)水位適宜范圍為Wgerm~Wgerm+0.8m;
[0045] 步驟3:生長(zhǎng)、擴(kuò)散期(6-7月）生態(tài)水位值(Wdisp)計(jì)算
[0046] 6月保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，其生態(tài)水位適宜范圍為 Wge?~Wgerm+1.2m; 7月水位需上漲，但漲幅不得超過(guò)挺水植物頂部，即0.5m每月，故7月生態(tài) 水位適宜范圍為Wgerm+(Wc-W germ)/2~Wgerm+2 · 5m;如(Mgerm)/2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm +2.5m；
[0047] 步驟4:成熟期(8-9月）生態(tài)水位值(Wmatu)計(jì)算
[0048] 8-9月水位需要上漲以淹沒(méi)濕生植被區(qū)域，防止陸生植物入侵及湖泊沼澤化，生態(tài) 水位的低值需大于或等于多年平均水位(W C)，最高值不超過(guò)湖泊警戒水位(Wwarn)，故成熟期 生態(tài)水位適宜范圍是Wc~W warn。
[0049] 步驟5:種子傳播期（10月-11月）生態(tài)水位值(W_d)計(jì)算
[0050] 種子傳播期水位依據(jù)自然水位波動(dòng)型式，需逐步降低，10月水位與7月保持一直， 11月水位與6月保持一致。10月生態(tài)水位適宜范圍是為Wg_+ (Wc-WgOT)/2~Wgerm+2.5m，如 (Wc-Wgerm) /2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm+2 · 5m; 11 月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+ 1.2m；
[0051] 步驟6:休眠期（12月-次年1月）生態(tài)水位值(Wwint)計(jì)算
[0052]休眠期最低水位需與萌發(fā)期保持一致，最高水位適宜幅度與5月水位保持一致。12 月-次年1月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+0.8m;
[0053] 步驟7:湖泊生態(tài)水位過(guò)程線(Winte)
[0054] 將各時(shí)期生態(tài)水位值連接，構(gòu)成給定水生植被覆蓋度目標(biāo)下生態(tài)水位過(guò)程線Winte =Wge?+Wgr?+Wdisp+Wmatu+W seed+Wwint;當(dāng)植被覆蓋度管理目標(biāo)發(fā)生改變時(shí)，依據(jù)上述計(jì)算程序 重新計(jì)算生態(tài)水位過(guò)程線。
[0055] 經(jīng)過(guò)上述步驟之后，可以獲得給定水生植被覆蓋度目前下的逐月的生態(tài)水位值及 適宜范圍。
[0056] 所述的湖泊適用于任意湖泊的生態(tài)水位計(jì)算。
[0057] 實(shí)施例2:
[0058]湖北某湖泊生態(tài)水位計(jì)算，其步驟如下：
[0059] 步驟1:萌發(fā)期(2-3月）生態(tài)水位值(Wgerm)計(jì)算
[0060] 1-1:查找或建立湖泊水位-面積關(guān)系Fm;
[0061 ] 經(jīng)查閱資料，得到湖泊水位-面積關(guān)系為以下方程（Fa~w) : A = -0.2 811W4+ 20 · 862W3-582 · 37W2+7267 · 9W-34015( 14 · 0 < W < 20 ·0)，其中A為面積（單位：km2)，W為水位 (單位:m);
[0062] 1-2:計(jì)算給定水位(Wglve)下濕生植物和挺水植物萌發(fā)區(qū)域面積(A e)，該區(qū)域范圍 SWgive-0.2m~WG，WG為湖泊多年平均水位。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將W give-0.2m和WG分別帶入 ，求算兩者間的差值，即是給定水位下的值；
[0063]依據(jù)資料，得到該湖多年平均水位為19.0m，對(duì)應(yīng)的水面面積為304.3km2。給定水 位如17.0m下，濕生植物和挺水植物分布的水位范圍為17.0-0.2~19.0，即16.8~19.0;分 別將16.8和19.0帶入水位-面積方程(Fa~w)，得出16.8m下對(duì)應(yīng)面積為245.3km2，19.0下對(duì)應(yīng) 面積為304.3km2，兩者的差值為59.02km2，即為水位17. Om下濕生植物和挺水分布面積Ae。
[0064] 卜3:計(jì)算沉水植物萌發(fā)區(qū)域面積(As)，該區(qū)域水位范圍為Wgive-0.2~W give-2SD，SD 為3-6月最低月透明度(m)，可參照上一年透明度數(shù)據(jù)。依據(jù)水位-面積關(guān)系，將Wglve-0.2m和 Wglre-2SD分別帶入方程Fm，求算兩者間的差值，即是給定水位下的As值；
[0065] 該湖3-6月最低月透明度為1. Om，沉水植物分布的水位范圍為17.0-0.2~17.0-2 X 1.0，即16.8~15. Om;將16.8和15.0分別帶入方程Fa^，求算兩者間的差值，即是給定水位 下的As值，為96.46km 2。
[0066] 1-4:計(jì)算水生植物可萌發(fā)區(qū)域總面積(At)，At=Ae+A s;
[0067] 在水位17 . Om的情況下，該湖水生植物可萌發(fā)區(qū)域總面積At = 59.02+96.46，即 155.48km2；
[0068] 1 - 5 :計(jì)算給定水位下濕生與挺水植物、沉水植物及水生植物總體的覆蓋度 (C，％ )，濕生及挺水植被覆蓋度Ce = Ae/AcX 100% ;沉水植被覆蓋度Cs = As/AcX 100% ;水生 植物總體覆蓋度C=At/AcX 100% ;
[0069] 在水位17. Om的情況下，該湖濕生及挺水植被覆蓋度Ce = 59.02/304.3 X 100 %，為 19.4 % ;沉水植被覆蓋度匕=96.46/304.3 X 100 %，為31.7 % ;水生植物總體覆蓋度C = 155.48/304.3X100%，為51.1% ;
[0070] 1-6:按0. lm步長(zhǎng)，重復(fù)步驟B~E，計(jì)算給定水位Wl、Wl+0.1、Wl+0.2…Wc下水生植物 萌發(fā)區(qū)域總面積及總覆蓋度，WL為歷年最低水位，建立水位-植被覆蓋度關(guān)系F^;
[0071 ] 該湖歷年最低水位是16. Om，多年平均水位是19. Om;按照上述計(jì)算步驟，按0. lm步 長(zhǎng)，計(jì)算16.0-19.0πι(16.0、16.1、16.2、16.3···19.0)下水生植被覆蓋度值，建立水位植被覆 蓋度關(guān)系 Fh 為方程:C = 5.1925W2-204.57W+2029.3。
[0072] 1-7:利用水位-植被覆蓋度關(guān)系，求算給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)下萌發(fā)期最適 生態(tài)水位值(WgCTm)。給定植被覆蓋度目標(biāo)(Ctarg)為湖泊管理目標(biāo)；
[0073]假設(shè)該湖目前水生植被的管理目標(biāo)為30%，依據(jù)水位植被覆蓋度關(guān)系Fd，得出萌 發(fā)期水位需保持在18. Om，即Wgerm= 18. Om。
[0074]步驟2:幼苗生長(zhǎng)期(4-5月）生態(tài)水位值(Wgr?)計(jì)算
[0075] 4-5月幼苗生長(zhǎng)期應(yīng)保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，故4月生 態(tài)水位適宜范圍為Wgerm~Wgerm+0.4m，5月生態(tài)水位適宜范圍為Wgerm~W germ+0.8m;
[0076] 在水生植被覆蓋度目標(biāo)30%的情況下，4月生態(tài)水位適宜范圍是18.0~18.4m，5月 生態(tài)水位適宜范圍為18.0~18.8m;
[0077] 步驟3:生長(zhǎng)、擴(kuò)散期(6-7月）生態(tài)水位值(Wdisp)計(jì)算
[0078] 6月保持水位穩(wěn)定并緩慢上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m/月，其生態(tài)水位適宜范圍為 wge?~Wgerm+1.2m; 7月水位需上漲，但漲幅不得超過(guò)挺水植物頂部，即0.5m每月，故7月生態(tài) 水位適宜范圍為Wgerm+(Wc-Wgerm)/2~Wgerm+2 · 5m;如(Mgerm)/2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm +2.5m；
[0079] 在水生植被覆蓋度目標(biāo)30%的情況下，6月生態(tài)水位適宜范圍是18.0~19.2m; (?5^)/2=(19.0-18.0)/2，即0.5，故7月生態(tài)水位適宜范圍為18.5~20.5111 ;
[0080] 步驟4:成熟期(8-9月）生態(tài)水位值(Wmatu)計(jì)算
[0081] 8-9月水位需要上漲以淹沒(méi)濕生植被區(qū)域，防止陸生植物入侵及湖泊沼澤化，生態(tài) 水位的低值需大于或等于多年平均水位(WC)，最高值不超過(guò)湖泊警戒水位(W warn)，故成熟期 生態(tài)水位適宜范圍是Wc~Wwarn;
[0082] 該湖警戒水位為20.5m，多年常平均水位為19.0m。在水生植被覆蓋度目標(biāo)30%的 情況下，8月生態(tài)水位適宜范圍是19.0-20.5m，9月生態(tài)水位適宜范圍為19.0~20.5m;
[0083] 步驟5:種子傳播期（10月-11月）生態(tài)水位值(W_d)計(jì)算
[0084] 種子傳播期水位依據(jù)自然水位波動(dòng)型式，需逐步降低，10月水位與7月保持一直， 11月水位與6月保持一致。10月生態(tài)水位適宜范圍是為Wg_+ (Wc-WgOT)/2~Wgerm+2.5m，如 (Wc-Wgerm) /2 2 2 · 5，則為Wgerm+1 · 3m~Wgerm+2 · 5m; 11 月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+ 1.2m；
[0085] 在水生植被覆蓋度目標(biāo)30 %的情況下，10月生態(tài)水位適宜范圍與7月保持一致，為 18.5~20.5m; 11月生態(tài)水位適宜范圍與6月保持一致，為18.0~19.2m;
[0086] 步驟6:休眠期（12月-次年1月）生態(tài)水位值(Wwint)計(jì)算
[0087] 休眠期最低水位需與萌發(fā)期保持一致，最高水位適宜幅度與5月水位保持一致。12 月-次年1月生態(tài)水位適宜范圍是Wgerm~Wgerm+0.8m;
[0088] 在水生植被覆蓋度目標(biāo)30 %的情況下，12月-次年1月生態(tài)水位適宜范圍為18.0~ 18·8m〇
[0089] 步驟7:湖泊生態(tài)水位過(guò)程線(Winte)
[0090] 將各時(shí)期生態(tài)水位值連接，構(gòu)成給定水生植被覆蓋度目標(biāo)下生態(tài)水位過(guò)程線Wint(3 =Wge?+Wgr?+Wdisp+Wmatu+W seed+Wwint;當(dāng)植被覆蓋度目標(biāo)發(fā)生改變時(shí)，依據(jù)上述計(jì)算程序重新 計(jì)算生態(tài)水位過(guò)程線。
[0091 ]將各時(shí)期水位范圍連接，得到在該湖水生植被達(dá)到30 %，需要的生態(tài)水位范圍如 下表：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種湖泊生態(tài)水位計(jì)算方法，其步驟如下： 步驟1:萌發(fā)期2-3月生態(tài)水位值計(jì)算： A、 查找或建立湖泊水位-面積關(guān)系Fa~w; B、 計(jì)算給定水位下濕生植物和挺水植物萌發(fā)區(qū)域面積，該區(qū)域范圍為WgiV(3-0.2m~Wc，依 據(jù)水位-面積關(guān)系，將W give3-0.2m和Wc分別帶入Fa~w，求算兩者間的差值，給定水位下的值； C、 計(jì)算沉水植物萌發(fā)區(qū)域面積，該區(qū)域水位范圍為Wgive3-0.2~Wgive3-2SD，依據(jù)水位-面積 關(guān)系，將W give-0.2m和Wgive-2SD分別帶入Fm，求算兩者間的差值，為給定水位下的As值； D、 計(jì)算水生植物萌發(fā)區(qū)域總面積，At = Ae + As; E、 計(jì)算給定水位下濕生與挺水植物、沉水植物及水生植物總體的覆蓋度，濕生及挺水 植被覆蓋度Ce = Ae / ACX100%;沉水植被覆蓋度Cs = As / ACX100%;水生植物總體覆蓋 度C = At / AcXIOO%; F、 按0. lm步長(zhǎng)，重復(fù)步驟B~E，分別計(jì)算給定水位WL、WL+0.1、WL+0.2…W G下水生植物萌發(fā) 區(qū)域總面積及總覆蓋度，WL為歷年最低水位，建立水位-植被覆蓋度關(guān)系Fc~w; G、 利用水位-植被覆蓋度關(guān)系，求算給定植被覆蓋度目標(biāo)下萌發(fā)期最適生態(tài)水位值，給 定植被覆蓋度目標(biāo)為湖泊管理目標(biāo)； 步驟2:幼苗生長(zhǎng)期4-5月生態(tài)水位值計(jì)算： 4-5月幼苗生長(zhǎng)期水位穩(wěn)定并上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，4月生態(tài)水位為Wg_~Wg_+ 0.4m，5月生態(tài)水位范圍為Wgerm~Wgerm+0.8m; 步驟3:生長(zhǎng)、擴(kuò)散期6-7月生態(tài)水位值計(jì)算： 6月水位穩(wěn)定并上漲，漲幅不得超過(guò)0.4m每月，其生態(tài)水位范圍為Wgerm~Wgerm+l. 2m; 7月 水位上漲，漲幅不得超過(guò)挺水植物頂部，即0.5m每月，7月生態(tài)水位范圍為Wgerm+(Wc-Wgerm)/2 ~Wgerm+2 · 5m ; 步驟4:成熟期8-9月生態(tài)水位值計(jì)算： 8-9月水位上漲以淹沒(méi)濕生植被區(qū)域，生態(tài)水位的低值大于或等于多年平均水位，最高 值不超過(guò)湖泊警戒水位，成熟期生態(tài)水位范圍是We~Wwarn; 步驟5:種子傳播期10月-11月生態(tài)水位值計(jì)算： 種子傳播期水位依據(jù)自然水位波動(dòng)型式，逐步降低，10月水位與7月保持一直，11月水 位與6月保持一致，10月生態(tài)水位范圍為Wgerm+(Wc-Wgerm)/2~Wgerm+2.5m; 11月生態(tài)水位范圍 疋Wgerm~Wgerm+l · 2π?; 步驟6:休眠期12月-次年1月生態(tài)水位值計(jì)算： 休眠期最低水位與萌發(fā)期一致，最高水位幅度與5月水位一致，12月-次年1月生態(tài)水位 范圍是Wgerm~Wgerm+0 · 8m; 步驟7:湖泊生態(tài)水位過(guò)程線： 將各時(shí)期生態(tài)水位值連接，構(gòu)成給定水生植被覆蓋度目標(biāo)下生態(tài)水位過(guò)程線Winte= WgCTm + Wgr?+Wdisp+Wmatu+Wseed+W wint;植被覆蓋度目標(biāo)發(fā)生改變時(shí)，依據(jù)上述計(jì)算程序重新計(jì)算生 態(tài)水位過(guò)程線； Fm為湖泊水位-面積關(guān)系;AC為湖泊多年(一般大于25年)平均水位對(duì)應(yīng)的面積最為湖 泊多年平均水位;WL為湖泊歷年最低水位（自有水位紀(jì)錄以來(lái)）;Wgive為給定水位;W warn為湖 泊警戒水位;SD為3-6月湖水最低月透明度;Ae為濕生植物及挺水植物分布區(qū)域面積;A s為沉 水植物分布區(qū)域面積;At為水生植物分布區(qū)域總面積;Ce為濕生及挺水植被覆蓋度;Cs為沉 水植被覆蓋度;C為水生植物總覆蓋度;Ctarg為給定水生植被覆蓋度目標(biāo);Few為水生植被覆 蓋度與水位的關(guān)系;W gCTm為萌發(fā)期生態(tài)水位值;Wgr?為幼苗期生態(tài)水位值;Wdlsp為生長(zhǎng)擴(kuò)散 期生態(tài)水位值;W matl^成熟期生態(tài)水位值;Wy為種子傳播期生態(tài)水位值;Wwint為休眠期生 態(tài)水位值;W inte為給定植被覆蓋度目標(biāo)下的生態(tài)水位過(guò)程線。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK105868579SQ201610458685
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】劉學(xué)勤, 楊震東, 袁賽波, 王洪鑄
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所