【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生态修复，具体涉及一种大型浅水湖泊生态修复方法。
技术介绍
1、浅水湖泊的特点是水深低于6米，不存在温跃层，湖水与沉积物间物质交换强烈。水生植物在浅水湖泊生态系统中发挥着重要的作用，其退化是导致浅水湖泊生态系统蓝藻爆发，水质退化的关键原因。因此，在湖泊生态系统重建与恢复中，恢复沉水植物是关键性的步骤。采用恢复清水草型的生态系统的方式治理浅水湖泊成为水体治理的主流。在湖泊底部构建沉水植物群落，同时按照工程区域的要求投入一定量的浮游生物、鱼类、微生物等生物，形成以沉水植物为核心的水下生态系统。
2、目前，大型浅水湖泊存在富营养化严重、透明度低，水下荒漠化严重，不适宜沉水植物的恢复等问题，且湖体兼顾蓄洪排涝功能，汛期水体交换频繁，难以实现一次性全湖域生态治理虽然可通过设置分区围隔，阻隔生态修复区与大湖区的水体、生物的交流，保障了生态修复区域的治理效果。但在实际工程应用中，围隔设置缺失科学合理的计算方法，导致分区围隔阻隔效果和使用寿命往往不能达到设计的要求，难以保障生态修复区域的长效稳定，大大增加了生态系统维护成本。分区围隔使用寿命的长短受到多种因素的影响，主要有围隔材料的耐久性、围隔结构的设计合理性、围隔内外水体的水量、流场变化和围隔维护四个方面。其中，围隔材料和结构在安装完成后就固定不变，而围隔内外水体的水量和流场变化常常受到风力、水流、蓄洪排涝等因素影响。因此，科学设计围隔尺寸、大小和布置方式，是发挥分区围隔作用的关键环节。
技术实现思路
1、本专利技术的目
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用如下方案：
3、一种大型浅水湖泊生态修复方法，包括：
4、获取研究区域水文数据、地形数据和气象数据，建立水动力模型，模拟湖泊流场，包括水深、流速和流向；
5、利用围隔划分生态修复区域，包括：分析水体与围隔之间作用力，计算围隔对水流的抗力大于或等于水流冲击力情况下围隔可承受的最大水流速度；根据所述最大水流速度和流场的模拟结果确定生态修复区域的位置；
6、根据湖泊水环境修复所需植被覆盖度和水系连通情况确定围隔划分的生态修复区域的面积和形状；
7、将由围隔确定的生态修复区域的位置和几何形状概化入水动力模型，分析加入围隔后的湖泊流场，对生态修复区域划分的合理性进行评估。
8、作为一种优选的实施方式，基于二维水动力模型模拟湖泊流场。
9、作为一种优选的实施方式，所述建立水动力模型，模拟湖泊流场包括：
10、建立模型工作区域，导入研究区陆地边界后，定义计算域；
11、将地形数据导入模型进行空间插值，设置网格类型和边长，对网格进行划分，生成地形文件；
12、将地形文件导入水动力模块，设置边界条件和初始参数，模拟生成二维流场结果，提取湖泊流场信息。
13、作为一种优选的实施方式，水动力模型的边界条件包括流量边界、降雨和风场；边界条件的选取基于历史监测数据。
14、作为一种优选的实施方式，所述方法还包括，先基于模拟的水深和待种植植物的推荐种植水深确定预选址区，在预选址区内进行生态修复区域位置的选取。
15、作为一种优选的实施方式，根据待种植植物的推荐种植水深，选择水深小于推荐种植水深上限值的区域作为预选址区。
16、所述围隔结构为：采用沉水桩固定分区围隔的上部，底部利用重物固定于水底；
17、所述围隔对水流的抗力基于下式计算：
18、f抗＝m1g+t+f浮+f摩
19、f摩＝um2g
20、式中，m1为围隔质量；g为重力加速度；t为底部重物的拉力；f浮为围隔和重物在水中受到的浮力；f摩为重物与湖床的摩擦力；u为重物与湖床的摩擦系数；m2为底部重物质量。
21、作为一种优选的实施方式，所述水流冲击力基于下式计算：
22、f冲＝ρav2cosθ
23、式中，ρ为水体密度；a为围隔面积；v为水流速度；θ为冲击角度，指水流与物体表面法线之间的夹角。
24、作为一种优选的实施方式，所述根据所述最大水流速度和流场的模拟结果确定生态修复区域的位置包括：
25、选取模拟的流速小于最大水流速度的区域作为选址位置，且围隔设计安装的方向以与模拟的水流流向平行为原则。
26、作为一种优选的实施方式，所述根据湖泊水环境修复所需植被覆盖度和水系连通情况确定生态修复区域的面积和形状包括：
27、基于湖泊面积和植被覆盖度确定生态修复区域的面积；
28、以减少选用水流通道区域为原则约束分区围隔的设置范围。
29、本专利技术针对目前缺少综合考虑大型浅水湖泊水下地形、流场和水环境修复目标等因素的生态修复分区方法的问题，基于二维水动力模型模拟结果，获取水深、流速和流向，结合水环境修复目标要求确定湖体生态修复分区方式。通过本专利技术，在综合考虑地形、风场、流量边界、水环境目标等因素下，能更全面、细致了解湖泊水域的水文、地形、水环境情况，合理选择生态修复水域，设置安装围隔等分区工程措施，有助于对大型浅水湖泊分阶段、按单元、标准化实施生态修复，保障生态分区工程措施的安全与稳定，提升大型浅水湖泊生态修复实施的可行性。
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1.一种大型浅水湖泊生态修复方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于二维水动力模型模拟湖泊流场。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立水动力模型，模拟湖泊流场包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，水动力模型的边界条件包括流量边界、降雨和风场；边界条件的选取基于历史监测数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，先基于模拟的水深和待种植植物的推荐种植水深确定预选址区，在预选址区内进行生态修复区域位置的选取。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据待种植植物的推荐种植水深，选择水深小于推荐种植水深上限值的区域作为预选址区。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述围隔结构为：采用沉水桩固定分区围隔的上部，底部利用重物固定于水底；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水流冲击力基于下式计算：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大水流速度和流场的模拟结果确定生态修复区域的位置包
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据湖泊水环境修复所需植被覆盖度和水系连通情况确定生态修复区域的面积和形状包括：
...【技术特征摘要】
1.一种大型浅水湖泊生态修复方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于二维水动力模型模拟湖泊流场。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立水动力模型，模拟湖泊流场包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，水动力模型的边界条件包括流量边界、降雨和风场；边界条件的选取基于历史监测数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，先基于模拟的水深和待种植植物的推荐种植水深确定预选址区，在预选址区内进行生态修复区域位置的选取。
6.根据权利要求5所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明威，何小林，杨小琴，谢丽莹，吕云龙，
申请(专利权)人：广州贝山水生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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