一种江河生态环境治理监测分析方法与流程
本发明涉及环境科学领域，具体而言，是一种江河生态环境治理监测分析方法。
背景技术：
1、当前江河生态环境面临着诸多问题，包括水质污染、水土流失、水生态系统破坏、水量变化等，这些问题不仅影响着江河自身的生态功能，也对周边地区的生态、经济和社会产生广泛而深远的影响。
2、专利名称为一种判定江河生态系统连续性特征的方法（专利申请号为202311072691.1）的中国专利公布的技术方案，该方案通过在江河生态环区域各水样检测点采集水环境数据，并将每个采样点的浮游植物进行分类，并使用相似性指数对水环境的指示功能进行综合分析，具有较强的代表性，使结果更加精准，将为江河水生态环境保护、建坝后的生态修复及有效管理措施的出台提供重要科学依据，但仍存在一些不足之处，具体表现在以下方面：一、该方案对于水生态的检测主要集中在浮游植物，而未涉及对水中鱼类的分析，可能会导致对水生态系统的全面性评估有所欠缺，鱼类在水生态系统中也是非常重要的组成部分，它们与浮游植物等其他生物及环境之间有着复杂的相互作用关系，缺少对鱼类的分析，可能会忽略掉鱼类种群数量、分布均匀程度等因素对水生态系统连续性以及整个生态平衡的影响，从而影响对江河生态系统实际状况的准确判断和全面理解。
3、二、该方案未涉及水流对河道的侵蚀情况，可能会导致无法全面准确地了解江河生态系统的实际状态和潜在问题，水流对河道的侵蚀情况对于江河生态有着重要影响，比如可能会改变河床形态、影响栖息地稳定性等，进而对浮游植物以及整个水生态系统的分布和演替产生作用，不考虑这一因素，可能会使对江河连续性特征的判定以及后续的分析、评价等不够完善和精准，不能完全反映出实际的生态变化态势和可能面临的风险。
技术实现思路
1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种江河生态环境治理监测分析方法,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种江河生态环境治理监测分析方法，该方法包括以下步骤：s1.水生态监测：对江河各采样区域的生物数据进行检测，生物数据包括各类鱼群的种群数量、各类水生植物面积。
3、s2.水生态和谐分析：根据江河各采样区域的生物数据分析得到江河的生态和谐评价系数，并对其进行反馈。
4、s3.水流监测：对江河的水流参数进行检测，分析得到水流对河道的侵蚀影响系数，水流参数包括流速、水位。
5、s4.沉积物分析：对各河道子区域的平均水深进行检测，分析得到各河道子区域的沉积物堆积程度。
6、s5.河岸带监测：对江河河岸的稳定参数进行检测，分析得到河岸的水土保持评价系数，稳定参数包括土壤孔隙度、植被状况。
7、s6.侵蚀速率分析：通过各时间点边坡图像分析得到河岸边坡的侵蚀速率。
8、s7.河道侵蚀分析：根据水流对河道的侵蚀影响系数、各河道子区域的沉积物堆积程度、河岸的水土保持评价系数、河岸边坡的侵蚀速率分析得到河道的侵蚀风险指数，并进行反馈。
9、优选的，所述水生态监测的具体分析方法为：第一步，按照设定面积将江河划分为若干个等面积的采样区域，记为各采样区域，同时按照设定时间间隙选取监测时间点，使用水下摄像机对各监测时间点江河各采样区域进行拍摄，得到各监测时间点江河各采样区域水下图像，通过目标检测技术对各监测时间点江河各采样区域的水下图像中的鱼群进行分类鉴别得到江河的鱼群种类，对江河的鱼群种类依次进行编号为，并提取各鱼群种类的鱼数量，通过按照鱼群种类将各鱼群种类的鱼数量进行累加得到江河各采样区域各类鱼群的种群数量。
10、第二步，使用水下摄像机对江河各采样区域进行拍摄，得到江河各采样区域水下图像，通过目标识别技术对各采样区域水下图像中的水生植物进行识别分类，并提取各类水生植物面积，记为江河各采样区域各类水生植物面积，表示第类水生植物的编号，。
11、优选的，所述生态和谐评价系数的具体分析方法为：第一步，读取江河各采样区域各类鱼群的种群数量，对江河各采样区域各类鱼群的种群数量求取平均值得到江河各类鱼群的区域平均种群数量，将其代入到公式得到江河各采样区域鱼群种类的分布均匀程度，表示鱼群种类的数量，同时读取江河各采样区域各类水生植物面积，通过对其求取平均值得到江河各类水生植物的区域平均面积，记为，将其代入到公式得到江河各采样区域水生植物种类的分布均匀程度，表示水生植物的种类数量。
12、第二步，将江河各采样区域鱼群种类的分布均匀程度、植物种类的分布均匀程度代入到公式得到江河的生态和谐评价系数，分别表示设定的鱼群种类的分布均匀程度、植物种类的分布均匀程度的权值因子，表示采样区域的数量，为自然常数，将江河的生态和谐评价系数同预设的生态和谐评价系数阈值进行比对，若江河的生态和谐评价系数大于或等于预设的生态和谐评价系数阈值，则表示江河的生态和谐情况合格，若江河的生态和谐评价系数小于预设的生态和谐评价系数阈值，则表示江河的生态和谐情况不合格，对其进行反馈。
13、优选的，所述江河的水流参数的具体分析方法为：在江河沿岸选取若干个等间距的测量点，记为各测量点，在各测量点投放浮标，并在设定时间后对各测量点处的浮标流经的距离进行测量，记为，表示第个测量点的编号，，将设定时间记为，通过公式得到江河的流速，表示测量点的数量，同时在江河各测量点设立水尺，通过读取水尺上的刻度得到江河各测量点的水位，并通过对江河各测量点的水位求取平均值得到江河的水位，记为。
14、优选的，所述水流监测的具体分析方法为：分别读取江河的水位、流速，将其代入到公式得到水流对河道的侵蚀影响系数,分别表示设定的江河水位、流速的参考值，分别表示设定的江河水位、流速的权值因子。
15、优选的，所述沉积物分析的具体分析方法为：将江河河道按照设定距离划分为若干个子区域，并在各河道子区域中选取若干个等距离的测量点，记为各河道子区域各沉积物测量点，通过地质雷达设备对各河道子区域各沉积物测量点发送设定强度的电磁波，并记录下各河道子区域各沉积物测量点收到回波信号所用时长，记为，表示第个河道子区域的编号，，表示第个沉积物测量点的编号，，从管理数据库中提取电磁波在水中的传播速度，记为，通过公式得到各河道子区域的平均水深，表示沉积物测量点的数量，从管理数据库中提取河道建筑时的初始深度，记为，将其代入到公式得到各河道子区域的沉积物堆积程度。
16、优选的，所述江河河岸的稳定参数的具体分析方法为：在江河的河岸边坡取若干个等距离的测量点，记为各河岸测量点，在各河岸测量点处采集设定量的土壤样品并测量其初始质量、体积，分别记为各河岸测量点土壤样品初始质量、初始体积，表示第个河岸测量点的编号，，通过公式得到各河岸测量点土壤样品初始容重，将各河岸测量点土壤样品置于密闭容器中，通过施加设定负压让空气从孔隙中排空，按照分析各河岸测量点土壤样品初始容重的方法对排空后的各河岸测量点土壤样品再次进行分析，得到各河岸测量点土壤样品容重，记为，将其代入到公式得到河岸的土壤孔隙度，表示河岸测量点的数量，同时对江河的河岸进行图像获取，记为河岸图像，通过目标检测技术识别河岸图像中的植被并通过边缘检测技术提取其边缘轮廓，计算河岸图像中植被的像素点数量，记为，同时提取河岸图像的像素点总数，记为，通过公式得到河岸的植被覆盖程度。
17、优选的，所述河岸的水土保持评价系数的具体分析方法为：将河岸的土壤孔隙度、植被覆盖程度代入到公式得到河岸的水土保持评价系数，分别表示设定的土壤孔隙度、植被覆盖程度的权值因子，为自然常数。
18、优选的，所述侵蚀速率分析的具体分析方法为：按照设定时间间隔选取若干个测量时间点，记为各时间点，对各时间点的边坡进行图像获取，记为各时间点边坡图像，通过边缘检测技术从各时间点边坡图像中提取各时间点边坡的边缘轮廓，并计算得到各时间点边坡的面积，记为，表示第个时间点的编号，，通过公式得到各时间点边坡的侵蚀面积，表示第个时间点边坡的侵蚀面积，将设定时间间隔记为，通过公式得到河岸边坡的侵蚀速率，表示时间点的数量。
19、优选的，所述河道侵蚀分析的具体分析方法为：分别读取水流对河道的侵蚀影响系数、各河道子区域的沉积物堆积程度、河岸的水土保持评价系数、河岸边坡的侵蚀速率，将其代入到公式得到河道的侵蚀风险指数，表示设定的理想侵蚀速率，分别表示设定的侵蚀影响系数、沉积物堆积程度、水土保持评价系数、侵蚀速率的权值因子，表示自然常数，表示河道子区域的数量，将河道的侵蚀风险指数同预设的侵蚀风险指数阈值进行比对，若河道的侵蚀风险指数小于预设的侵蚀风险指数阈值，则表示河道的侵蚀风险合格，若河道的侵蚀风险指数大于或等于预设的侵蚀风险指数阈值，则表示河道的侵蚀风险不合格，对其进行反馈。
20、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：一、本发明根据江河各采样区域的生物数据分析得到江河的生态和谐评价系数，并对其进行反馈，有助于更早地发现生态不良变化趋势，从而及时采取措施加以遏制和改善，更好地保护江河生态系统的完整性和稳定性。
21、二、本发明分析了水流对河道的侵蚀影响系数、各河道子区域的沉积物堆积程度、河岸的水土保持评价系数、河岸边坡的侵蚀速率，并通过综合分析得到河道的侵蚀风险指数，能够及时发现潜在风险，保障河道整体的稳定性和安全性，同时科学合理地规划河道治理和保护方案，做到有的放矢。
技术特征：
1.一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述水生态监测的具体分析方法为：
3.根据权利要求2所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述生态和谐评价系数的具体分析方法为：
4.根据权利要求1所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述江河的水流参数的具体分析方法为：
5.根据权利要求4所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述水流监测的具体分析方法为：
6.根据权利要求5所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述沉积物分析的具体分析方法为：
7.根据权利要求6所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述江河河岸的稳定参数的具体分析方法为：
8.根据权利要求7所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述河岸的水土保持评价系数的具体分析方法为：
9.根据权利要求8所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述侵蚀速率分析的具体分析方法为：
10.根据权利要求9所述的一种江河生态环境治理监测分析方法，其特征在于：所述河道侵蚀分析的具体分析方法为：
技术总结
本发明涉及环境科学领域，具体为一种江河生态环境治理监测分析方法，包括步骤如下：S1.水生态监测；S2.水生态和谐分析；S3.水流监测；S4.沉积物分析；S5.河岸带监测；S6.侵蚀速率分析；S7.河道侵蚀分析，本发明通过对江河各采样区域的生物数据进行分析得到江河的生态和谐评价系数，有助于更早地发现生态不良变化趋势，从而及时采取措施，更好地保护江河生态系统的完整性和稳定性，通过综合分析水流对河道的侵蚀影响系数、各河道子区域的沉积物堆积程度、河岸的水土保持评价系数、河岸边坡的侵蚀速率，得到河道的侵蚀风险指数，能够及时发现潜在风险，保障河道整体的稳定性和安全性，并科学合理规划河道治理和保护方案。
技术研发人员：汤海忠
受保护的技术使用者：南京博地源空间信息科技集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23