交通运输部规划研究院张利国获国家专利权
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龙图腾网获悉交通运输部规划研究院申请的专利一种港口航运对水生态系统的影响预测方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119250270B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411287070.X,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权一种港口航运对水生态系统的影响预测方法及系统是由张利国;韩兆兴;鲍志远;张新艳;张永林;张宁;程金香;于琦;刘胜强;刘洁;高玉健设计研发完成,并于2024-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种港口航运对水生态系统的影响预测方法及系统在说明书摘要公布了:本申请实施例提出一种港口航运对水生态系统的影响预测方法及系统,涉及环境预测技术领域,首先对研究区域开展生态环境现状调查和港口航运调查获得生态环境模拟的基础数据和港口数据,其次将生态环境模拟的基础数据和港口数据输入至构建的水动力‑泥沙‑水环境模型,得到模拟的环境因子,根据模拟的环境因子输入构建的栖息地模型,计算出栖息地适宜性变化情况,最后根据栖息地适宜性变化情况评估港口航运发展对水生态系统的影响。通过综合生态环境现状与港口航运活动的详尽数据,结合栖息地模型,精确预测港口航运发展对水文特征、泥沙输运及水质状况的改变,进而评估对水生生态系统的影响。
本发明授权一种港口航运对水生态系统的影响预测方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种港口航运对水生态系统的影响预测方法,其特征在于,所述方法包括:对研究区域开展生态环境现状调查和港口航运调查获得生态环境模拟的基础数据和港口数据;采用MIKE和或Deflt3D数学模型构建水动力-泥沙-水环境模型;将生态环境模拟的基础数据输入至水动力-泥沙-水环境模型得到研究区域现状情况下的基础数据;根据港口数据更改水动力-泥沙-水环境模型的模型边界条件,之后输入研究区域现状情况下的基础数据得到模拟的环境因子;将模拟的环境因子输入构建的栖息地模型,计算出栖息地适宜性变化情况;所述栖息地模型包括水生植物生长模型,将模拟的环境因子输入构建的栖息地模型,计算出栖息地适宜性变化情况的步骤,包括:将模拟的环境因子输入水生植物生长模型,在划分好的矩阵网格上进行插值以及离散得到水生植物生长繁殖的关键生境因子;基于水生植物生长繁殖的关键生境因子,通过文献回顾和或实验数据获得水生植物生长繁殖的生境适宜性曲线;基于水生植物生长繁殖的生境适宜性曲线,计算水生植物的单一生境因子适宜性系数,水生植物的单一生境因子适宜性系数gp的计算公式为:其中αx、βx以及γx均为水生植物的系数,x为水生植物的生境因子;根据几何平均法,整合水生植物的单一生境因子适宜性系数得到水生植物的综合性生境适宜性系数,水生植物的综合性生境适宜性系数HSIp的计算公式为:其中n为环境因子的数量;基于水生植物的综合性生境适宜性系数,利用水生植物的Logistic生长曲线方程进行水生植物动态模拟,分析出水生植物的净增长量,水生植物的Logistic生长曲线方程为: P为水生植物生物量,rp为水生植物内禀增长率,kp为栖息环境下水生植物最大生物量,cd为水生植物自身脱落函数,Q为流量或潮流通量,P0为初始生物量,kc为潮流导致的脱落函数,t为微分中的时间步长;所述栖息地模型包括底栖动物生长模型,将模拟的环境因子输入构建的栖息地模型,计算出栖息地适宜性变化情况的步骤,包括:将模拟的环境因子输入底栖动物生长模型,在划分好的矩阵网格上进行插值以及离散得到底栖动物生长繁殖的关键生境因子;基于底栖动物生长繁殖的关键生境因子,通过文献回顾和或实验数据获得底栖动物生长繁殖的生境适宜性曲线;基于底栖动物生长繁殖的生境适宜性曲线,计算底栖动物的单一生境因子适宜性系数,底栖动物的单一生境因子适宜性系数gb的计算公式为:其中αy、βy、γy均为底栖动物的系数,y为底栖动物的生境因子;根据几何平均法,整合底栖动物的单一生境因子适宜性系数得到底栖动物的综合性生境适宜性系数,底栖动物的综合性生境适宜性系数HSIb为:其中n为环境因子的数量;基于底栖动物的综合性生境适宜性系数,利用底栖动物的Logistic生长曲线方程进行底栖动物动态模拟,分析出底栖动物的净增长量,底栖动物的Logistic生长曲线方程为: 其中rb为最大摄食吸收速率,B为底栖动物的生物量,kb为栖息环境下底栖动物最大生物量,Kh为底栖动物摄食率达到最大值一半时的食物来源量,cb为底栖动物自身代谢速率,gb-DO为底栖动物与溶解氧浓度对应的生境适宜性系数,prb为底栖动物被鱼类捕食的比例,gf-tem为鱼类与温度对应的生境适宜性系数,N为底栖动物的食物来源,EP为水生植物的消落项,prp为水生植物的消落项占底栖动物食物来源的比例;栖息地模型包括鱼类栖息地模型,将模拟的环境因子输入构建的栖息地模型,计算出栖息地适宜性变化情况的步骤,包括:将模拟的环境因子输入鱼类栖息地模型,在划分好的矩阵网格上进行插值以及离散得到鱼类生长繁殖的关键生境因子;基于鱼类生长繁殖的关键生境因子,通过文献回顾和或实验数据获得鱼类生长繁殖的生境适宜性曲线;基于鱼类生长繁殖的生境适宜性曲线,计算鱼类的单一生境因子适宜性系数,鱼类的单一生境因子适宜性系数gf为:其中αz、γz、βz均为鱼类的系数,z为鱼类的生境因子;根据几何平均法,整合鱼类的单一生境因子适宜性系数得到鱼类的综合性生境适宜性系数,鱼类的综合性生境适宜性系数为:其中n为环境因子的数量;基于鱼类的综合性生境适宜性系数,结合潮流流速对鱼类影响的函数、食物资源对鱼类影响的函数以及水下噪声对鱼类影响的函数计算出鱼类数量相对值,鱼类数量相对值NMf的计算公式为:NMf=fv·fFB·fun·HSIf,其中fv为潮流流速对鱼类影响的函数,fFB为食物资源对鱼类影响的函数,fun为水下噪声对鱼类影响的函数;根据鱼类数量相对值计算出研究区域鱼类数量,研究区域鱼类数量TNMf的计算公式为Aj为矩形网格的面积,Sj为鱼类相对数量与绝对数量的转换系数;根据栖息地适宜性变化情况评估港口航运发展对水生态系统的影响。
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