具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请实施例提供一种水体补水量计算方法，包括：获取水体的基础数据；根据基础数据对水体进行质量现状评价，得到质量现状评价信息；根据质量现状评价信息从水体中确定目标水体；根据基础数据、质量现状评价信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息；根据数据分析报告信息计算得到目标水体的补水量。

如图1所示，图1是一些实施例提供的水体补水量计算方法的流程图，水体补水量计算方法包括但不限于步骤S110至步骤S150，具体包括：

S110，获取水体的基础数据；

S120，根据基础数据对水体进行质量现状评价，得到质量现状评价信息；

S130，根据质量现状评价信息从水体中确定目标水体；

S140，根据基础数据、质量现状评价信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息；

S150，根据数据分析报告信息计算得到目标水体的补水量。

在步骤S110中，水体包括但不限于河流、湖泊等；基础数据包括但不限于水体的水文信息、气候、地质和地貌资料、水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及排污情况、城市给排水情况、水体沿岸水资源现状、历年水质资料、水文实测资料等，确定补水来源等。

在步骤S120中，质量现状评价过程为对水体和补水来源开展评价的过程，质量现状评价的指标包括但不限于水质指标、水生态指标。

在具体的实施例中，水质指标包括水质指标必测项目、水质指标选测项目，水质指标必测项目包括但不限于：水温、pH、DO、高锰酸盐指数、BOD、氨氮、总磷、挥发酚、汞、铅、石油类，水质指标选测项目结合前期调查资料开展。具体的评价方法为利用综合污染指数法和单因子污染指数法开展水质评价。

在具体的实施例中，水生态指标包括水生态必测项目、水质指标选测项目，水生态必测项目包括：叶绿素a、藻类等，水质指标选测项目结合前期调查资料开展。具体的评价方法为计算河流丰度、多度、生物多样性等指标，得出河流水环境中主要的物种群落及优势种和物种丰富度。

在具体的实施例中，质量现状评价过程的针对对象包括但不限于具体片区的多个水体，通过对多个水体进行质量现状评价得到质量现状评价信息，进而根据质量现状评价信息来选择需要进行补水的目标水体。

本申请提供的水体补水量计算方法，利用水文基础数据对水体进行质量现状评价，选择需要进行补水的目标水体，选择合适的点位进行监测，得到数据分析报告信息，进而计算出目标水体的补水量，提高了补水量计算过程的科学性和准确性。

根据本申请的一些实施例，根据基础数据、质量现状评价信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息，包括：根据基础数据、质量现状评价信息得到监测信息；监测信息至少包括监测点位、监测频率；根据监测信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息。

图2是一些实施例中的步骤S140的流程图，图2示意的步骤S140包括但不限于步骤S210至步骤S220：

S210，根据基础数据、质量现状评价信息得到监测信息；

S220，根据监测信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息。

在具体的实施例中，基础数据至少还包括但不限于水体功能、水文要素、污染源、污染排放情况等；监测信息包括但不限于监测点位、监测频率、监测时间等。

在具体的实施例中，在对目标水体进行监测过程中，所依赖的监测的采样原则包括但不限于以下几个方面：

(1)对于饮用水源地、省级交界断面中需要重点控制的监测断面，每年采样不少于12次。

(2)对于较大水系干流和中、小河流，全年采样不少于6次，采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次；对于流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地，全年采样不少于12次，采样为每月一次，底泥每年在枯水期采样一次。

(3)对于潮汐河流，采样时间为丰、枯、平水期，每期采样2次，分别在大潮期和小潮期进行。

(4)对于水系的背景断面，每年采样一次。

(5)对于排污渠，每年采样不少于三次。

(6)对于必测项目，若三年未检出，且断面附近无新增排放，且现有污染源排污量未增时，每年可采样一次。

(7)对于设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。其他湖泊、水库全年采样2次，枯、丰水期各1次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。

(8)对于海水水质常规监测，每年按丰、枯、平水期或季度监测2到4次。

(9)若遇有特殊自然情况，或发生污染事故时，要及时采用应急监测方案，增加采样频次。

在具体的实施例中，对目标水体进行监测过程还包括开展水体断面水质评价过程，主要包括对水环境的水质评价、对水生态环境的水质评价两个方面。

其中，对水环境的水质评价过程，参考标准为GB3838-2002《地表水环境质量标准》；评价方法包括但不限于综合污染指数法、单因子指数法、潜在生态危害指数法等。对水生态环境的水质评价过程，包括香农生物多样性指数法、初级生产力换算法。

其中，香农生物多样性指数法计算方法为：

在公式(1)中，H为香农多样性指数，R为群落丰富度，pi为第i类浮游植物物种丰度的比例，pi＝ni/N，ni为第i种个体数量，N为样品总个数。

初级生产力换算法具体为：

在具体实施例中，通过对目标水体进行监测过程，得到了目标水体的多种指标，这些指标包括但不限于上述实施例中的水质指标、水生态指标等，进而实现后续对指标的分析和量化关系的生成。

根据本申请的一些实施例，根据监测信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息，包括：根据监测信息对目标水体进行监测，得到目标水体的水质评价信息、水体流量信息；根据水质评价信息、水体流量信息进行数据分析，得到数据分析报告信息。

图3是一些实施例中的步骤S220的流程图，图3示意的步骤S220包括但不限于步骤S310至步骤S320：

S310，根据监测信息对目标水体进行监测，得到目标水体的水质评价信息、水体流量信息；

S320，根据水质评价信息、水质评价信息进行数据分析，得到数据分析报告信息。

在具体的实施例中，对目标水体进行监测后，得到的监测结果包括但不限于水质评价信息、水质评价信息，水质评价信息为各种环境参数，即目标水体的各项指标，水体流量信息为在每个监测点位处的流量数据，进而根据两者进行数据分析，得到数据分析报告信息，其中，数据分析报告信息包括但不限于环境参数与水体流量的量化关系信息，从而实现对目标水体的补水量的计算。

根据本申请的一些实施例，根据水质评价信息、水体流量信息进行数据分析，得到数据分析报告信息，包括：根据水质评价信息、水体流量信息进行相关性分析，得到环境参数与水体流量的量化关系信息。

图4是一些实施例中的步骤S320的流程图，图3示意的步骤S320包括但不限于步骤S410至步骤S430：

S410，根据水质评价信息、水体流量信息进行相关性分析，得到环境参数与水体流量的量化关系信息。

S420，获取预设指标；

S430，根据环境参数与水体流量的量化关系信息、预设指标计算出目标水体的补水量。

在具体的实施例中，预设指标为目标水体需达到的具体指标，即对水体的各项参数的具体要求，通过将预设指标与检测到的目标水体的实际水质评价信息进行对比，根据得到的环境参数与水体流量的量化关系信息，利用实际水质评价信息来对实际所需的流量进行预测，进而根据所需的流量来实现对补水量的计算。

在具体的实施例中，相关性分析为环境参数相关性分析，具体包括：对监测指标开展相关性分析，将各参数导入SPSS软件中，计算两两之间的Pearson相关性，计算公式：

在公式(3)中，r为两个数据序列X和Y的相关系数，是两个数据序列X和Y的协方差，度量两个变量协同变化程度的方差；δ_x第一个数据序列X的方差；δ_y第二个数据序列Y的方差，X_i是数据序列X中的第i个数据，Y_i是数据序列Y中的第i个数据，X是数据序列X中所有数据的平均值，Y是数据序列Y中所有数据的平均值。

在Pearson相关性分析中，能够得到两个数值：相关系数(r)和检验概率(Sig)。对于相关系数r，有以下判定惯例：当r的绝对值大于0.6，表示高度相关；在0.4到0.6之间，表示相关；小于0.4，表示不相关。r大于0，表示正相关；r小于0，表示负相关。虽然相关系数能够判别数据的相关性，但是还是要结合检验概率和实际情况进行判定，当检验概率小于0.05时，表示两列数据之间存在相关性。

在具体的实施例中，补水量的计算过程包括：

步骤一：针对与流量相关性较高的水生态、水环境因子，分别建立起它们与流量的量化关系，得到城市河流各环境参数随流量的变化关系。

步骤二：根据量化关系分别计算当各环境参数需要达到一定指标时的相对应流量大小。

步骤三：对比当前环境参数在量化关系中对应的流量大小，其流量差即为补水量。

根据本申请的一些实施例，根据数据分析报告信息计算得到目标水体的补水量，包括：根据水质评价信息、水体流量信息、基础数据计算出基本需水量；根据数据分析报告信息、基本需水量计算出目标水体的补水量。

图5是一些实施例中的步骤S150的流程图，图5示意的步骤S150包括但不限于步骤S510至步骤S520：

S510，根据水质评价信息、水体流量信息、基础数据计算出基本需水量；

S520，根据数据分析报告信息、基本需水量计算出目标水体的补水量。

在具体的实施例中，计算补水量的依据除了上述实施例的水质评价信息、水体流量信息之外，还要依赖基本需水量，基本需水量指为维持河流基本形态和基本生态功能需水量，是在补水过程中优先考虑的因素和要求，也是补水量计算过程中的重要指标。

在具体的实施例中，基本需水量包括但不限于基本生态需水量、自净需水量、水面蒸发需水量、景观需水量、渗透需水量。

生态基流是指为维持河流基本形态和基本生态功能，即防止河道断流，避免河流水生生物遭受到无法恢复破坏的河道内最小流量。河道生态需水一般包括满足生态功能和保证景观环境水质的非消耗性和水文循环过程中的消耗型两类用水。其中，非消耗型用水可取多种需水量中的最大值，根据大沙河河道功能情况，河流生态基流包括基本生态需水量、自净需水量、景观需水量、渗漏需水量和水面蒸发需水量。由于各种需水量相互之间功能存在差异，其计算方法也有所差别。

各种基本需水量具体包括：

(1)基本生态需水量，即河流基本生态需水量是为保证河流维持其基本生态系统健康所需的最小需水量。计算河流基本生态需水量的方法较多，目前国内外应用较广的为Tennant法，该方法是美国Tennant D L根据河道流量和栖息地环境质量关系提出的一种水文学方法。由于该方法相对于易操作，应用成熟，因此本研究中采用该方法计算河流基本生态需水量。

(2)自净需水量，自净需水量是指维持水体自净能力的需水量。由于在计算河道水环境容量时，应该基于河流自身的流量条件，以设计流量作为河道的自净需水量。根据GB/T25173-2010《水域纳污能力计算规程》，采用90％保证率的最枯月平均流量或近10年的最枯月平均流量，因此，自净需水量可用如下计算公式表示：PP＝Min(MFi)式中，PP为河流自净需水量；MF为月平均流量；i为月份编号。

(3)水面蒸发需水量，河流的水面蒸发是河流水量消耗的重要方式之一，当水面蒸发量高于降水量时，为维持河流系统的正常生态功能，必须从河道水面系统以外的水体进行弥补。根据水面面积、降水量、水面蒸发量，可求得相应各月的蒸发生态需水量。WE＝A·B·(E-P)式中，WE为河道水面蒸发需水量；A为河道水量；B为河道平均宽度；E为水面蒸发率；P为降水量。

(4)景观需水量，景观生态环境需水量是维持河流与其水文周边景观生态系统的结构和功能的完整性不受破坏所需的水量。

(5)渗透需水量，渗透需水量主要考虑河道底部向地下水渗透补给过程。一般是根据渗透系数和水面面积予以计算的，可用以下计算公式：WL＝A·LC式中，LW为河水渗漏量；A为水面面积，LC为渗漏系数。

根据本申请的一些实施例，水体补水量计算方法，还包括：根据补水量对目标水体进行补水。

如图6所示，图6是另一些实施例提供的水体补水量计算方法的流程图，水体补水量计算方法还包括：

S610，获取目标水体的补水量；

S620，根据补水量对目标水体进行补水。

在补水量计算完成后，根据计算结果对目标水体进行补水，并且将补水过程前后的各项指标进行对比展示，体现出前后环境参数、流量的变化，以可视化的手段展示补水结果。

本申请实施例提供了一种水体补水量计算装置，包括：基础数据获取模块，用于获取水体的基础数据；质量现状评价模块，用于根据基础数据对水体进行质量现状评价，得到质量现状评价信息；目标水体选择模块，用于根据质量现状评价信息从水体中确定目标水体；数据分析报告获取模块，用于根据基础数据、质量现状评价信息对目标水体进行监测，得到数据分析报告信息；补水量计算模块，用于根据数据分析报告信息计算得到目标水体的补水量。

本申请提供的水体补水量计算装置实现了水体补水量计算方法，利用水文基础数据对水体进行质量现状评价，选择需要进行补水的目标水体，选择合适的点位进行监测，得到数据分析报告信息，进而计算出目标水体的补水量，提高了补水量计算过程的科学性和准确性。

本申请实施例提供了一种水体补水量计算装置，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现：本申请上述任一实施例的水体补水量计算方法。

根据本申请实施例的计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于：执行上述任一实施例的水体补水量计算方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、装置可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。