具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

第一方面，图1为本发明提供的一种模拟城市河道生态修复的系统的示意图。具体地，本发明模拟城市河道生态修复的系统包括：

第一水槽，其模拟城市河道。

在本发明的一个优选实施方式中，第一水槽选自环形水槽、直水槽或折返式直水槽，优选为环形水槽(以下简称为第一环形水槽101)。

在本发明的的一个优选实施方式中，第一环形水槽101包括外壁、内壁和底板。外壁和内壁均固定安装在底板上。外壁和内壁之间通过加固箍进行加固。

优选地，该第一环形水槽101具有至少两端相互平行的直槽段和两段相互对称的圆弧段，圆弧段与直槽段相切，使环形水槽101的形状为跑道形。

更优选地，第一环形水槽101由两个相同的直槽段和两个相同的圆弧段构成，例如直槽段长70～80cm，圆弧段内径为15～40cm，外径为55～70cm。

本发明中，采用第一环形水槽模拟城市河道，占地面积小，成本低，可以同时展示不同水流或水位时，鱼类的生境适宜度，从而减少操作次数。同时在实际的城市河道中，往往不同区域的水流或水位也不相同，这样的设计更加符合实际情况。

如图1所示，本发明模拟城市河道生态修复的系统还可以包括：第二水槽，其设置在第一水槽的外部，用于将水预处理后再流入第一水槽。

在本发明中，第一水槽和第二水槽的下部连接有管道。优选地，在实际的城市河道中，往往存在一些污水排放口，直接将污水排放，会造成水质的污染，因此可以先将污水排放口流出的污水经过第二水槽进行预处理后再流入第一水槽中。若水质较好，则可以不设置第二水槽，水直接流入第一水槽中。

优选地，第二水槽和第一水槽的形状相同，也就是说当第一水槽为环形水槽(即第一环形水槽101)时，第二水槽也同样选择环形水槽(即第二环形水槽102)。

优选地，第二环形水槽102由两个相同的直槽段和两个相同的圆弧段构成，例如直槽段长70～80cm，圆弧段内径为55～70cm，外径为70～90cm。

第二环形水槽102可以设置在第一环形水槽101的外围，也可以设置在距离第一环形水槽101一段距离处，利用管道将其两者连通。在本发明中，第二水槽相当于岸边的湿地，模拟对污水的预处理过程。在实际的城市河道中，可以在河道的污水排放口附近设置湿地，不需要全程铺设。

具体地，第二水槽槽体为混凝土或玻璃等构筑的，其能够隔绝第一水槽中的水，第二水槽的下方距离其底部设定高度处设置支撑结构，支撑结构上方承托三层滤床，以将引入第二水槽的河道沿岸污水进行处理，支撑结构下方空间不填充填料。

支撑结构包括多条连接槽体的条杠，优选条杠上铺设金属丝网，条杠及优选的金属丝网能够稳定的承托三层滤床。在支撑结构下方空间可以固定两至三层滤网，由上至下滤网的网孔逐渐减小，起到限位作用。

在本发明中，三层滤床上设置生态层，填充有能够支撑水生植物生长的填料，利用植物根系-微生物-填料的协同作用降低河道沿岸污水中的污染物。

其中，三层滤床的结构具有“反粒度”的特点，滤料粒径的分布是向下逐层减小，而滤料比重则是向下逐层增大的。

三种滤料要具有足够的比重差，以便和适当的粒径相组合，方可防止反冲洗后滤料间的混层，同一种滤料的比重应基本相同，要充分去除滤料中的不纯杂质，以防不同滤料之间的混掺。并且三层滤料底层的粒径最小，孔隙甚微，因而有巨大的表面积，这样可使悬浮杂质在滤料表面产生更好的吸附作用，有效地防止浊质的穿透，从而保证了滤后水质的可靠性。

由于，国内磁铁矿来源较广，且比重较大，故粒径可小，有利于控制高速过滤后的水质，因此本发明优选由无烟煤(比重1.4～1.8)、石英砂(比重2.5～2.7)、磁铁矿(比重4.7～5.2)所组成的三层滤床结构。

在本发明中，顶层滤床的粒径应粗至足以截留大量悬浮杂质，例如无烟煤的粒径为0.8～2.2mm时，既能够保持悬浮杂质有适度的穿透性，又能够不与石英砂混层。当无烟煤的粒径小于0.8mm时，则截污能力不足，当其粒径大于2.2mm时易于石英砂混层。因此本发明优选顶层滤床为粒径0.8～2.2mm的无烟煤，更优选为粒径1.0～2.0mm的无烟煤。

在本发明中，底层滤床的粒径一般应细至足以防止杂质的穿透，例如磁铁矿的粒径为0.18～0.65mm时，既能够和水有适宜的阻抗，又能够防止杂质的穿透。当磁铁矿的粒径小于0.18mm时，会增加水力阻抗，易与石英砂混层，当其粒径大于0.65mm时，易于杂质的穿透。因此本发明优选底层滤床为粒径0.18～0.65mm的磁铁矿，更优选为粒径0.2～0.45mm的磁铁矿。

在本发明中，中层滤床的粒径应接近顶层滤床的最小粒径和底层滤床的最大粒径，因此本发明优选中层滤床为粒径0.45～1mm的石英砂，更优选为粒径0.65～0.8mm的石英砂。

在本发明中，三层滤床总厚度的要求是既要保证滤后水质又要维持足够的过滤周期，其大小应与滤料的粒径结合起来考虑。通常较细的滤料粒径需要较小的厚度，反之较粗的粒径则需较大的厚度。在本发明中，三层滤床是用于河道湿地滤层的建设，因此，优选三层滤床的总厚度不小于16cm，在实际的案例当中三层滤床的总厚度最好不少于80cm。

经研究发现，顶层滤床的厚度为总厚度的60～70％，优选60～65％；和/或中层滤床的厚度为总厚度的25～30％，优选28～30％；和/或底层滤床为总厚度的5～10％，优选7～10％时，三层滤床既能够保证水质，又能够保证较长的过滤周期。

在本发明中，三层滤床上种植有菖蒲、灯芯草等水生植物，其中水生植物可以吸收水中氮磷等营养物质和提供输氧功能。水流经过水生植物、三层滤床等过滤后流入第一水槽中。

在本发明中，判断城市河道中水质情况，然后利用湿地对水质进行改善，从而可以得到改善水质后的鱼类的生境适宜度，从而更有利于得出城市河道的生态修复方案。

优选地，第一水槽和/或第二水槽上设置有报警传感器，还设置有水流传感器或水位传感器，当水流或水位超过预设阈值时，报警传感器会发出报警。

其中，报警方式包括报警指示灯闪烁、报警蜂鸣器联动和报警提示音中的至少一者。

示例性地，当第一和/或第二水槽中的水流超过预设阈值时，报警传感器可以发出报警声音，示例性地，报警声音可以为刺耳的约120～130分贝的警报声，用来提示水流超标，从而开启溢流堰。

为了保证第一、第二水槽内的流速符合实际情况，在本发明的一个更优选实施方式中，本发明的系统还包括：水泵，其用于提供第一水槽和/或第二水槽内的初始流速。

如图1所示，本发明模拟城市河道生态修复的系统还包括：溢流堰，其设置于第一水槽上，用于控制第一水槽中的水位和流速。

优选地，溢流堰设置于第一环形水槽101中。更优选地，溢流堰设置在第一环形水槽101中距圆弧段与直槽段相切处预设距离处。

进一步优选，溢流堰共两个成对角位置分布，通过开合的方式控制第一水槽中的水位和流速。

其中，本发明对预设距离的位置不做具体的限制，本领域技术人员可以根据第一环形水槽101的实际长度而设置溢流堰的位置。例如预设距离为15cm。

其中，采用两个溢流堰能够快速实时地调整第一水槽中的水位和流速。当其中某个溢流堰出现故障时，其它溢流堰仍能保证第一水槽中的水位和流速维持在适宜的范围内。

在本发明的一个优选实施方式中，溢流堰选自折板式溢流堰103，如图2所示，其中

折板式溢流堰包括：

闸门103-1，其绕底轴转动，当闸门处于卧倒状态时，闸门形成一个宽顶堰，当闸门处于垂直状态时，闸门形成一个薄壁堰；

支枕块103-2，其用于闸门处于卧倒状态时支撑或收纳闸门。

示例性地，折板式溢流堰闸门垂直状态时高为23cm(总高度，即折板式溢流堰完全垂直状态下最高点的高程)，闸门卧倒状态时控制水深13cm(闸门的高度，折板卧倒状态下溢流堰控制的高度)；闸门竖起时总高度为23cm(同闸门垂直状态时的高度)，长度为15cm(溢流堰的长度)；支枕块为长15cm，高为0.5cm，宽4cm。

在本发明中，折板式溢流堰可以控制束水高度，当溢流堰全部卧倒时，溢流堰属于宽顶堰，溢流堰闸门垂直时，是一座薄壁堰。通过板面翻折可以抬高水位，造成水位差加大流速和水位，从而提供水动力，改善水环境因子，同时又不阻碍鱼类通行与城市河道景观。在使用过程中，溢流堰可以卧倒也可以竖起闸门，实现自流活水。

也就是，溢流堰竖起挡水工况，能够显著增大进水流量和流速，大幅提高河网进水流速分流比，从而有利较高稳定的水位差，增大水体的流动性。

在本发明的一个更优选实施方式中，本发明折板式溢流堰还包括：伸缩支架103-3，其一端与支枕块链接，另一端与闸门链接，用于支撑闸门。

在本发明中，设置伸缩支架103-3能够给予强大的压力以供闸门103-1可形成一定的角度。即根据实际情况不同，保证闸门103-1的倾斜角度也不同。

在本发明中，伸缩支架103-3为多节可收纳结构。其中伸缩支架103-3可以设置有多个，例如至少两个。而且为了方便伸缩支架103-3的收纳与保存，在支枕块103-2上设置有伸缩支架103-3的固定装置。其中伸缩支架103-3的固定结构内嵌在支枕块103-2的上表面，使伸缩支架103-3收缩在支枕块103-2内。

同时在支枕块103-2相对于收纳闸门103-1的位置处，设置为与闸门103-1尺寸相同的凹槽结构，当闸门103-1完全放下时，闸门103-1与支枕块103-2上表面平放无突起。

如图1所示，本发明模拟城市河道生态修复的系统还包括：生境模拟装置104，其包括传感器和与传感器连接的数据分析模块，用于测量和分析第一水槽中预选鱼类的生境影响因子，从而得到预选鱼类的生境适宜度。

优选地，本发明生境影响因子主要包括：

水动力因子，其包括流速和水位；和/或

水质因子，其包括氨氮量和溶氧量；和/或

河床地貌因子，其包括植被覆盖率、河道荫蔽处和河床底质。

具体地，流速，其范围为0～1.5m/s。示例性地，可以采用徕斯达便携式流速仪测试流速。由溢流堰所连接的水泵提供初始流速，溢流堰提升流速。

其中，流速能够刺激鱼类，产生游动、产卵等活动，继而对摄食、生长、代谢等产生影响鱼类能逆流游泳，并通过调整自身游泳速度适应水流，也能选择顺流而下。适当的流速刺激是鱼类性腺发育的重要条件，能够促进鱼类的产卵。同时，流速对鱼类的昼夜节律活动时长也会产生影响，在不同流速下，鱼类的活跃时间不一样，而在不同活跃状态下的游泳速度也不一样。因此，流速设置的具体范围根据城市河道的实际情况而确定，本发明优选为0.3～1.2m/s。

具体地，水位，其范围为0～2.3m，利用水位传感器测量。

其中，河道中鱼类会根据自己的喜好或者需要来选择或逃避所处环境。适当的水位是鱼类良好的环境条件，是河流栖息地评估的关键指标。水位太浅会影响成鱼的正常生命活动，生存空间受限且不易躲避敌害；水位过高会导致阳光无法照射到水底，水温容易分层，溶氧量(DO)不均匀，物质循环率较低，使得河床的淤泥变多变厚，病原菌在上面大量滋生，从而影响鱼类的生长和正常生存。

综上可知，不同鱼类的适宜流速、水位不相同。相同鱼类不同生长期或不同季节的适宜流速、水位也不相同。也就是预选鱼类处于产卵期、发育期或成熟期时，偏好的流速、水位不同；春夏秋冬四季偏好的流速、水位也不相同。本发明对预选鱼类的种类其及生长期不做具体的限制，本领域技术人员可以根据城市河道的实际情况而选择。

具体地，氨氮量(NH₃-N)范围为0～10mg/L，利用便携式氨氮测定仪测定。适量的氨氮能被水中植物直接吸收利用，使得浮游生物的数量大大增可以为鱼类供应丰富的天然饵料；NH₃-N也具有毒性，含量过高会破坏鱼类呼吸机能。《渔业水质标准》(GB 11607-1989)规定，NH₃-N含量应该控制在0.02mg/L以下，河道中应当不大于5.0mg/L。而在《淡水鱼类的水质标准》，许多短期实验结果显示NH₃-N浓度对各种鱼类的急性致死浓度范围为0.2～2.0mg/L。

具体地，溶氧量(DO)，溶氧浓度范围在0mg/L～15mg/L，利用水溶氧量温度测定仪测定。河道中水的DO影响鱼类的生长和呼吸，浓度过高过低都对鱼类生命活动不利。当DO含量较低，甚至严重缺氧时，必然会引起鱼的死亡。根据现有技术，当DO低于1.5mg/L时，很多鱼类会窒息而死；肉食性鱼类则在低于2.5mg/L时死亡；冷水鱼类耐受性更低，DO在3mg/L左右已不能存活。因此，一般控制水中的DO浓度在5.5mg/L以上。但DO含量过高，则会引发气泡病，也会造成鱼类的死亡。因此，DO浓度要在一个合适的水平。

具体地，河道荫蔽处采用有无进行定性。并对其进行等级划分：1无荫蔽处；2有荫蔽处适中(荫蔽处低于50％)；3有大量(大于等于50％)荫蔽处。

具体地，植被覆盖率，其为种植于城市河道的所有植被占总河道护坡的比值，用百分比(％)表示。

具体地，河床底质，其类型与预选鱼类的种类和生命阶段相关。鱼类的产卵地点多样，或是在水中，或者在水草上、贝壳内、石块上。因此，河床底质类型对鱼类的产卵具有一定的影响，较小的河床底质粒子如泥沙则便于鱼卵的保存，避免被水流冲走。而且泥沙不仅其本身就是水体污染物，其具有较大的比表面，并含有大量活性官能团，因而成为水体中微量污染物的主要载体。在很大程度上决定着这些污染物在水体中的迁移、转化和生物效应等。而当河床底质特性改变，鱼类产卵活动会受到很大影响，使得卵无法成活，甚至造成鱼类无法产卵。淤泥类的河床底质含有微生物，成为鱼类丰富的食物；当鹅卵石类的河床底质由于鹅卵石紧凑排列，空隙较小，小体型鱼类可以从中找寻食物，大型鱼类生活觅食就会受到影响。

综上可知，不同预选鱼类的偏好生境影响因子不相同。相同预选鱼类不同生长期或不同季节的偏好生境影响因子也不相同。也就是预选鱼类处于产卵期、发育期或成熟期时，主要偏好的生境影响因子及其对应的范围不同；春夏秋冬四季选择的主要偏好的生境影响因子及其对应的范围也不相同。所以在对生境评估及修复的过程中，要充分考虑实际情况，适当区分每个生境因子的优势值。

具体地，生境模拟装置中的传感器采集生境影响因子的实测数据，并将其输入到数据分析模块中，得到预选鱼类的生境适宜度。

在本发明中，利用上述得到的生境影响因子，得到预选鱼类的生境适宜度。具体可以分为以下步骤：

步骤1、根据基础资料获取预选鱼类的不同生命阶段(产卵期、捕鱼期、成鱼期)的生境影响因子的范围，判断生境影响因子的优势值，将生境影响因子分级；

其中，基础资料包括河道基础地理、遥感影像、水文气象、水利工程及调度、生物资料、专家资料等中的至少一种，并对这些基础资料进行完整性、可靠性、一致性和时效性进行检验，并建立对应的资料数据库。该资料数据库包括城市河网图、数字高程图、土地利用图等遥感影像，河道宽度、高程、坡降、设计水位等水系资料，河道水质监测资料等水质资料，区域珍稀濒危物种、特有物种等生物资料。

在本发明中，根据这些基础资料，能够系统地判断城市河道的实际情况，对筛选预选鱼类和生境影响因子具有指导意义。

其中，根据预选鱼类的不同生命阶段对生境因子的偏好判断每个生境影响因子的优势值。

具体地，当预选鱼类的不同生命阶段(产卵期、捕鱼期、成鱼期)对每个生境影响因子的偏好程度不同，此时判断对哪个生境影响因子偏好越大，其所占优势值也最大，其他次之，以及最小。

在本发明中，对优势值的具体数值不做限制，本领域技术人员可以根据预选鱼类所在生命周期和基础资料而设置，例如优势值的范围为1～7，数值越大表示所占优势越大，其对生境因子的偏好也越大。例如，鲈鱼是敏感性鱼类，其对溶氧量、氨氮量的要求较高。所以给予这两个生境因子2的优势值，其他的生境因子优势值都为1。

示例性地，当预选鱼类处于产卵期时，预选鱼类对生境影响因子偏好(即生境影响因子对产卵的影响)为流速>水位(≈河床底质)>氨氮量(≈溶氧量≈植被覆盖率≈河道荫蔽处)，此时将流速的优势值设置为最大，水位和河床底质的优势值次之，氨氮量、溶氧量、植被覆盖率和河道荫蔽处的优势值最小。

示例性地，当预选鱼类处于成鱼期时，预选鱼类对生境影响因子偏好(即生境影响因子对成鱼的影响)为氨氮量(≈溶氧量)>流速(≈水位≈河床底质≈植被覆盖率≈河道荫蔽处)，此时将氨氮量和溶氧量的优势值设置为最大，流速、水位、河床底质、植被覆盖率和河道荫蔽处的优势值次之。

具体地，将生境影响因子分为至少三级，优选为三级或五级。

示例性地，将生境影响因子分为三级：L(低)、M(中)和H(高)或者五级：VL(极低)、L(低)、M(中)、H(高)和VH(极高)。例如流速低(L)、流速中(M)和流速快(H)；水位低(L)、水位中(M)和水位高(H)。

示例性地，分别将生境影响因子(流速、水位、河床底质、溶氧量、氨氮量和河道荫蔽处)分为三级，将植被覆盖率分为五级；

也就是，对于流速L、M和H三级分别对应的范围是(0～0.05)、(0.05～0.45)和(0.45～1.0)m/s；

水位L、M和H三级分别对应的范围是(0～0.07)、(0.07～0.15)和(0.15～0.25)m；

河床底质L、M和H三级分别对应的是黏土或淤泥(<0.063mm)占80％以上，含有三类以下的底质颗粒种类，比例不协调、砾石和卵石；黏土或淤泥(<0.063mm)分类占50％，含有3～4种底质种类；黏土或淤泥(<0.063mm)占20％以下，底质种类达到5～6种，且比例较好。

溶氧量L、M和H三级分别对应的范围是(0～6)、(6～8.33)和(8.33～13)mg/L；

氨氮量L、M和H三级分别对应的范围是(0～0.3)、(0.3～1.33)和(1.33～5)mg/L；

植被覆盖率VL、L、M、H和VH五级分别为植被覆盖率低于20％、20％～40％、40％～60％、60％～80％和高于80％；

河道荫蔽处L、M和H三级分别对应的是无荫蔽处，隐蔽处低于50％和高于50％。

步骤2、将至少一级生境影响因子再进一步细化(即分级)，得到每一子级的生境影响因子的范围。

具体地，将至少一级生境影响因子细化分为至少三子级，优选为三子级或五子级。

示例性地，可以根据模拟的需求，进一步将每级生境影响因子分为三子级(或五子级)：L1～L3、M1～M3和H1～H3，其中L1～H3表示生境影响因子的数值由小变大。例如流速低(L1～L3)、流速中(M1～M3)和流速快(H1～H3)。

示例性地，可以分别将每级流速、水位、河床底质、溶氧量和氨氮量分为三个子级；由于植被覆盖率和河道荫蔽处变化幅度不大，因此可以不对其进行分级；

也就是，流速L1～H3九级分别对应的范围是0～0.017m/s、0.17～0.33m/s、0.033～0.05m/s、0.05～0.183m/s、0.183～0.317m/s、0.317～0.45m/s、0.45～0.63m/s、0.63～0.82m/s、0.82～1m/s。

水位L1～H3九级分别对应的范围是0～0.023m、0.023～0.047m、0.047～0.07m、0.07～0.097m、0.097～0.123m、0.123～0.15m、0.15～0.183m、0.183～0.217m、0.217～0.25m。

河床底质L1～H3九级分别对应的是：

L1：底质几乎全为黏土或淤泥(<0.063mm)，几乎无其他类型的底质颗粒。

L2：底质中黏土或淤泥(<0.063mm)约占90％，还有10％的其他底质类型,其他底质类型多为粉砂。

L3：底质中黏土或淤泥(<0.063mm)约占80％～90％，含有10％的其他底质类型。其他底质类型多为粉砂，少数砾石。

M1：黏土或淤泥约占60％～80％。另外含有2～3种其他类型的底质颗粒，但颗粒粒径较小，粉砂占比15％～35％。

M2：黏土或淤泥约占40％～60％。另外含有2～3种其他类型的底质颗粒，但颗粒粒径中等，其粉砂占比35％～55％，远远大于小砾石占比。

M3：黏土或淤泥约占20％～40％，另外含有3～4种其他类型的底质颗粒，但颗粒粒径较小，粉砂占比55％～75％，远远大于小砾石占比。

H1：黏土或淤泥占10％～20％，粉砂(0.063mm～2.0mm)约占65％～75％。砾石占比略高于黏土或淤泥。

H2：黏土或淤泥占10％～20％，粉砂(0.063mm～2.0mm)约占45％～65％。砾石占比略高于黏土或淤泥。

H3：黏土或淤泥占0～10％，粉砂约占80％以下。砾石占比略高于黏土或淤泥。

溶氧量L1～H3九级分别对应的范围是0～2mg/L、2～4mg/L、4～6mg/L、6～6.77mg/L、6.77～7.54mg/L、7.54～8.33mg/L、8.33～9.89mg/L、9.89～11.44mg/L、11.44～13mg/L。

氨氮量L1～H3九级分别对应的范围是0～0.1mg/L、0.1～0.2mg/L、0.2～0.3mg/L、0.3～0.66mg/L、0.66～0.99mg/L、0.99～1.33mg/L、1.33～2.55mg/L、2.55～3.78mg/L、3.78～5mg/L。

步骤3、根据预选鱼类的不同生命阶段(产卵期、捕鱼期或成鱼期)，判断至少一级或至少一子级的生境影响因子的权重；

在本发明中，权重的具体数值可以是预先设定的。示例性地，将权重设为1～9，其中权重越大则表明预选鱼类对其的偏好也越大。例如判断细化的每子级或未细化的每级的生境影响因子的权重。

示例性地，当预选鱼类在成鱼期时，流速L1～L3、M1～M3和H1～H3的权重为M2>M3>M1>L3>L2>L1>H1>H2>H3；水位L1～L3、M1～M3和H1～H3的权重为H1>H2>H3>M3>M2>M1>L3>L2>L1；河床底质L1～L3、M1～M3和H1～H3的权重H3>H2>H1>M3>M2>M1>L3>L2>L1；溶氧量L1～L3、M1～M3和H1～H3的权重为M2>M3>M1>H1(≈L3)>H2(≈L2)>H3(≈L1)；氨氮量L1～L3、M1～M3和H1～H3的权重为L1>L2>L3>M1>M2>M3(≈H1≈H2≈H3)；河道荫蔽处L、M和H的权重为M>H>L；植被覆盖率的等级越高，其权重越大。

步骤4、根据生境影响因子的实测数据，确定对应级或子级生境影响因子的权重，从而得到预选鱼类的生境适宜度。

具体地，生境适宜度＝对应级或子级生境影响因子的权重*该生境影响因子的优势值/总优势值。

也就是，SI＝∑(ψ(V)*ω(V)+ψ(Dep)*ω(Dep)+ψ(Sub)*ω(Sub)+ψ(DO)*ω(DO)+ψ(NH₃-N)*ω(NH₃-N)+ψ(Veg)*ω(Veg)+ψ(Shelter)*ω(Shelter))/(ω(_V)+ω(Dep)+ω(Sub)+ω(DO)+ω(NH₃-N)+ω(Veg)+ω(Shelter))

其中SI表示生境适宜度；V表示流速；Dep表示水位；Sub表示河床底质；DO表示溶氧量；NH₃-N表示氨氮量；Veg表示植被覆盖率；Shelter表示河道荫蔽处，ω表示一生境影响因子的优势值，ψ表示一级或一子级生境影响因子的权重。

如图1所示的系统中，

本发明通过水动力模拟的方法，建立河道鱼类生态模型，运用数值分析和建模的双重作用得出结论，通过鱼类的生存情况，对于鱼类生境恢复做出预判，从而能够得到城市河道生态修复的方案。

优选地，本发明一种模拟城市河道生态修复的系统中数据分析模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

第二方面，图3为本发明提供的一种模拟城市河道生态修复的方法的示意图。该方法主要包括：

步骤S301：由第一水槽模拟城市河道；

步骤S302：由溢流堰控制第一水槽中的水位和流速，溢流堰设置于第一水槽上；

步骤S303：由生境模拟装置测量和分析第一水槽中预选鱼类的生境影响因子，从而得到预选鱼类的生境适宜度，生境模拟装置包括传感器和与传感器连接的数据分析模块。

本发明提供的模拟城市河道生态修复的方法实现原理和技术效果与上述模拟城市河道生态修复的系统的类似，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

实验例

本发明实施例中预选鱼类为鲈鱼，且其处于成鱼期。城市河道选择烟台市的逛荡河。利用本发明的系统得到鲈鱼的生境适宜度，从而为该河道的生态健康提供方案。

实验例1

利用第一环形水槽模拟逛荡河，第一环形水槽101由两个相同的直槽段和两个相同的圆弧段构成，两个直槽段长60cm，两个圆弧段内径为30cm，外径为60cm，高度为0.25m，水槽的宽度为15cm；

利用第二环形水槽模拟湿地，第二环形水槽102由两个相同的直槽段和两个相同的圆弧段构成，两个直槽段长60cm，两个圆弧段内径为60cm，外径为76cm，高度为0.2m，水槽的宽度为8cm。其中第二环形水槽102的水槽内为三层滤床，顶层为粒径1.0～2.0mm、厚108mm、比重为1.5的无烟煤；中层为0.65～0.8mm、厚54mm、比重为2.6的石英砂；底层为粒径0.2～0.45mm、厚18mm、比重为4.2的磁铁矿，顶层种植有菖蒲和灯芯草。

采用折板式溢流堰103控制第一环形水槽101内流速和水位，其设置于第一环形水槽101圆弧段与直槽段相切15cm处，折板式溢流堰103总高度为23cm，闸门卧倒状态时控制水深13cm，支枕块为长15cm，高为0.5cm，宽4cm。

根据基础资料，将成鱼期鲈鱼的七个生境影响因子分级，并判断优势值和相应的权重，具体数据为表1：其中V表示流速；Dep表示水位；Sub表示河床底质；DO表示溶氧量；NH3-N表示氨氮量；Veg表示植被覆盖率；Shelter表示河道荫蔽处。

表1

水流由第二环形水槽102流入第一环形水槽101，当折板式溢流堰103处于卧倒状态(水平)时；

利用生境模拟装置测量成鱼期鲈鱼的生境影响因子，具体测量结果见表2，其中流速、水位、DO和NH₃-N数据为实测数据，其余为在实测数据所属分级的赋值，以及得到的生境影响因子见表2。

对比例1

与实施例1相似的模拟过程，区别仅在于，无第二环形水槽102，测得的生境影响因子数据见表2。

对比例2

与实施例1相似的模拟过程，区别仅在于，无第二环形水槽102和折板式溢流堰103，测得的生境影响因子数据见表2。其中SI表示生境适宜度。

表2

从表2中可以看出，本发明提供的系统能够改善流速、溶氧量和氨氮量，从而得到适宜的生境适宜度，即得到适宜的生态环境，从而能够为城市河道的生态修复提供方案。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。