【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及河流生态补偿控制，具体涉及一种河道内补偿控制阈值的确定方法。
技术介绍
1、河流是联系水-自然-人类社会的纽带，具有重要的生态和社会服务功能。伴随着社会经济快速发展，部分区域的人与自然竞争性用水现象逐渐突出，河道外生产、生活用水过多挤占河道内生态用水，导致河流水生态系统服务功能严重受损，制约了流域和区域的高质量发展。
2、流域生态补偿作为一种新型的水资源管理方式，是缓解河流生态系统与社会经济用水供需矛盾、促进流域生态保护和社会经济协调发展的重要举措。河流发挥其基本的生态系统服务功能需要维持一定的生态水量，而河道外生产、生活、生态过度取水会导致河流的服务功能受损，河道内补偿控制阈值对河流生态与区域社会经济发展起到协调作用，也是生态补偿的关键控制因素。
3、现有研究多以河流最小生态流量为补偿控制阈值，缺少考虑河流生态流量与河流健康协调的阈值判断识别，难以厘清河流健康-河流生态系统功能的河道内补偿控制阈值及其关系。
4、在河流生态水量亏缺导致的生态补偿问题中，如何评价河流隶属近自然的健康等级，同时基于河流健康等级协同确定河道内水量补偿阈值，是界定与量化河道内补偿控制阈值的关键所在。
5、本专利技术解决了河流生态流量与河流健康协调的阈值判断识别问题，有利于完善流域生态补偿理论与方法体系，推动流域生态保护实施，可为生态补偿制度落地实施提供重要基础。
技术实现思路
1、为了解决河流生态流量与河流健康协调的阈值判断识别问题，本专利技术
2、s1选取指标构建近自然理念的河流健康评价体系，制定河流健康等级评价标准，具体为：
3、s101构建河流健康评价体系准则层；
4、s102构建河流健康评价体系与准则层对应的指标层；
5、s103将目标层河流健康等级分级，制定健康水平等级各指标的范围值；
6、s2计算得到河流健康评价的综合权重，具体为：
7、s201主观计算权重首先通过专家打分模糊量化形成判断矩阵，由专家进行打分，构建综合判断矩阵；
8、s202计算判断矩阵的特征向量并进行一致性检验；
9、s203计算组合权向量合成各层次的权重；
10、s204对层次进行整体排序，进而得到各指标的重要程度排序，记权重wj；
11、s205客观权重的确定首先对数据进行归一化预处理；
12、s206按照如下公式计算信息熵ej：
13、
14、其中，ej为第j个指标的熵值，pij为第i个项目第j个指标的数值比重，zij为第i个项目第j个指标的数值；
15、s207按照如下公式计算变异指数dj：
16、dj＝1-ej；
17、其中，dj为第j个指标的变异指数；
18、s208：按照如下公式计算熵权vj：
19、
20、其中，vj为第j个指标的熵权；
21、s209结合权重wj和权重vj，计算得到河流健康评价的综合权重
22、s3计算河流控制断面的生态流量过程；
23、s301收集水文参证站的逐月平均径流资料，将水文站径流比拟至设计断面；
24、s302根据资料数据计算河流控制断面的生态流量过程。
25、s4评价生态流量过程综合确定河道内补偿控制阈值；
26、s401定量分析逐月生态流量序列与平均逐月径流的相关关系；
27、s402选取月平均流量进行生态流量保证程度分析，确定生态流量满足度；
28、s403计算逐月生态流量与平均天然流量的百分比关系，评价该生态流量情境下河流的生态环境状况；
29、s404根据评价结果，综合确定河流控制断面的年内生态流量过程控制内缘线、生态流量过程控制中位线和生态流量过程控制外缘线；
30、s5对河流健康水平进行评价，具体为：
31、s501基于步骤s2所述的近自然理念的河流健康评价体系，构建物元矩阵r：
32、
33、式中，r(n，c，v)为物元矩阵；评价的事物记为n；c表示评价物元的n个特征，v表示n个特征的量值；
34、s502基于步骤s2所述的近自然理念的河流健康评价体系，构建经典域rj：
35、
36、式中，nj表示物元的第j个等级；vji表示物元在该特征等级下第i个评价指标的取值范围；
37、s503基于步骤s2所述的近自然理念的河流健康评价体系，构建节域rp：
38、
39、式中，vpi表示物元关于特征ci的取值范围；
40、s504基于步骤s2所述的近自然理念的河流健康评价体系，进行综合关联度计算：
41、
42、式中，为步骤1.9中确定的组合权重，kj(vi)为评价物元在第j个等级，第i个指标的关联度；
43、
44、其中，kj(vi)表示第j个等级第i个指标的关联度；pji(vxi，vji)表示评价物元到区间vji的距离；vpi表示评价物元第i个指标的取值范围；vji表示第j个等级，第i个指标的取值范围；vxi表示vji中某一点的取值范围；
45、
46、其中，a表示vji下限，b表示vji上限；
47、s6根据近自然理念的河流健康评价体系，根据步骤s5河流健康评价结果，建立河流健康等级与河道内补偿控制阈值的响应关系，确定本河流的健康状态和河道内补偿控制阈值。
48、进一步地，所述s101构建河流健康评价体系，包括4个准则层：水文完整性、化学完整性、形态结构完整性和生物完整性。
49、进一步地，所述s102构建河流健康评价体系，包括10个与准测层对应的指标层，具体为：对应水文完整性的水资源开发利用率c1、流量过程变异程度c2和最小下泄生态流量满足程度c3，对应化学完整性的水质优劣程度c4和饮用水源地水质达标状况c5，对应形态结构完整性的纵向连通指数c6、河岸稳定性c7和河岸带植被覆盖度c8，对应生物完整性的大型底栖动物多样性指数c9和鱼类保有指数c10，具体见表1。
50、表1近自然理念的河流健康评价体系
51、
52、进一步地，s103将目标层河流健康等级分级，具体为，将目标层河流健康等级分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ共5个等级，分别对应非常健康、健康、亚健康、不健康和病态等5种健康水平。
53、进一步地，如表2所示，s103制定健康水平等级各指标的范围值：
54、表2不同等级各指标的范围值
55、
56、进一步地，所述步骤s201主观计算权重首先由3-5名专家按照标度进行打分，标度1表示两个元素同等重要；3表示一个元素比另一个元素稍微重要；5表示一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述S101构建河流健康评价体系，包括4个准则层：水文完整性、化学完整性、形态结构完整性和生物完整性。
3.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述S102构建河流健康评价体系，包括10个与准测层对应的指标层，具体为：对应水文完整性的水资源开发利用率C1、流量过程变异程度C2和最小下泄生态流量满足程度C3，对应化学完整性的水质优劣程度C4和饮用水源地水质达标状况C5，对应形态结构完整性的纵向连通指数C6、河岸稳定性C7和河岸带植被覆盖度C8，对应生物完整性的大型底栖动物多样性指数C9和鱼类保有指数C10。
4.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，S103将目标层河流健康等级分级，具体为，将目标层河流健康等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共5个等级，分别对应非常健康、健康、亚健康、不健康和病态等5种健康水平。
5.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法
6.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述S401定量分析逐月生态流量序列与平均逐月径流的相关关系，Pearson相关系数R取值范围为-1～1，其绝对值越接近1代表相关关系越好，即水文节律评价越好。
7.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述S402选取月平均流量进行生态流量保证程度分析，河道内流量大于生态流量的时间序列长度与总序列时间长度的比值即为生态流量满足度。
8.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述S201主观计算权重首先通过专家打分模糊量化形成判断矩阵，由专家进行打分，每位专家按照标度构建自己的判断矩阵，对于判断矩阵中的每一个元素，计算其几何平均值，构建综合判断矩阵。
9.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，S6所述确定本河流的河道内补偿控制阈值，具体为：
...【技术特征摘要】
1.一种河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述s101构建河流健康评价体系，包括4个准则层：水文完整性、化学完整性、形态结构完整性和生物完整性。
3.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，所述s102构建河流健康评价体系，包括10个与准测层对应的指标层，具体为：对应水文完整性的水资源开发利用率c1、流量过程变异程度c2和最小下泄生态流量满足程度c3，对应化学完整性的水质优劣程度c4和饮用水源地水质达标状况c5，对应形态结构完整性的纵向连通指数c6、河岸稳定性c7和河岸带植被覆盖度c8，对应生物完整性的大型底栖动物多样性指数c9和鱼类保有指数c10。
4.根据权利要求1所述的河道内补偿控制阈值的确定方法，其特征在于，s103将目标层河流健康等级分级，具体为，将目标层河流健康等级分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ共5个等级，分别对应非常健康、健康、亚健康、不健康和病态等5种健康水平。
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【专利技术属性】
技术研发人员：钟鸣，李析男，杨松，高运法，文明贡，谢涛，付国栋，徐江，
申请(专利权)人：贵州省水利水电勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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