(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110569565 A(43)申请公布日 2019.12.13
(21)申请号 201910764830.4(22)申请日 2019.08.19
(71)申请人 武汉大学
地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山
武汉大学(72)发明人 何培杰 吴桐 李力
(74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 42222
代理人 杨宏伟(51)Int.Cl.
G06F 17/50(2006.01)
权利要求书2页 说明书15页 附图5页
(54)发明名称
一种湖泊最低生态水位计算方法(57)摘要
本发明公开了一种湖泊最低生态水位计算方法，通过收集湖泊水文测站的长系列逐日流量资料，统计每年的最枯月平均水位，再按从大到小的次序不论年序排列为数据系列，计算系列中大于等于相应最枯月平均水位的经验频率，在频率格纸上点绘经验频率点据图；选定水文频率分布线型为皮尔逊Ⅲ型分布，用矩法估计出最枯月平均水位均值和离差系数的初估值，计算出不同累计频率对应的水位值，绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线并判断与经验点据的拟合情况，如果匹配，则该曲线对应的参数就作为总体参数的估计值；最后在皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线上求90％保证率的水位，即为湖泊最低生态水位。本发明可以对经验频率曲线下端或上端进行外延，克服了没有实测点据的缺陷。
CN 110569565 ACN 110569565 A
权 利 要 求 书
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1.一种湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、收集湖泊水文测站的逐日水位资料，根据逐日水位资料，统计该湖泊水文测站每年的最枯月平均水位；
步骤2、将每年的最枯月平均水位按照从大到小排序，得到最枯月平均水位数据系列，x1、x2、…、xm、…、xn，其中，m为最枯月平均水位按从大到小排列并按自然数顺序编出的序号，n表示样本总数，也就是湖泊水文测站的水文系列的总年数，xm表示第m个序号对应的最枯月平均水位；
步骤3、经验频率的计算，该数据系列中大于等于xm的经验频率Pm计算公式如下：
步骤4、以最枯月平均水位x为纵坐标，以经验频率P为横坐标，根据xm-Pm的对应值在频率格纸上点绘经验频率点据；
步骤5、选定水文频率分布线型为皮尔逊Ⅲ型分布；步骤6、采用矩法估计出最枯月平均水位数据系列的均值和离差系数Cv的初估值，偏差系数Cs初选为Cv的倍数；
步骤7、绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线，将此线画在步骤4中绘有经验点据的图上，判断皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线与是否匹配，如果匹配则以皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线作为湖泊最低生态水位计算曲线；如果不匹配则调整偏差系数Cs与离差系数Cv的倍数重新绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线并进行判断；
步骤8、利用湖泊最低生态水位计算曲线求N％保证率的流量，即为湖泊最低生态水位。2.如权利要求1所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：所述步骤5中，皮尔逊Ⅲ型分布的概率密度函数为：
其中，Γ(α)为α的伽马函数；α、β、a0分别为表征皮尔逊Ⅲ型分布的形状、尺寸和位置参数。
3.如权利要求2所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：所述步骤6中，均值计算公式如下：
其中，n分别为最枯月平均水位均值、样本容量；x1、x2、…、xi分别为湖泊水文测站第i个最枯月平均水位。
4.如权利要求3所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：步骤6中，所述离差系数Cv的计算公式如下：
其中，k1、k2、…、ki为模比系数，
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权 利 要 求 书
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5.如权利要求4所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：步骤7中，在绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线时，需要求出指定频率P所相应的最枯月平均水位值xp，也就是通过对密度曲线进行积分求出等于及大于xp的累计频率P值，即：
直接由上式计算P值非常麻烦，实际做法是通过变量转换，变换成下面的积分形式：
其中，为离均系数；
根据累计频率P、离差系数Cv或偏差系数Cs查Φp值表或Kp值表，计算出各累计频率P对应的水位值xp，点绘出一条皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线，将此线画在绘有经验点据的图上；
通过离均系数Φp值表查出离均系数Φp，然后计算xp如下：
其中，KP为模比系数。
6.如权利要求1至5任意一项所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：步骤8中，所述N取值范围为70-95。
7.如权利要求6所述湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于：步骤8中，所述N＝90。
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说 明 书
一种湖泊最低生态水位计算方法
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技术领域
[0001]本发明属于湖泊生态环境技术领域，涉及一种最低生态水位计算方法，具体涉及一种湖泊最低生态水位计算方法。
背景技术[0002]湖泊是陆地上的重要水体，湖泊生态系统是重要的陆地水生态系统。随着我国经济的加速增长，社会经济用水量急剧上升，水资源危机日益凸显。近年，湖泊水位持续下降，干湖、湖泊水质恶化、湖泊生态系统衰退，蓝藻爆发等生态问题屡见不鲜，引起了社会的广泛关注。水位是湖泊生态系统的重要特征,水位的调整能控制植被、改变植被多样性以及恢复退化的湖泊,以此控制野生动物的种类。因而,在供水管理中最重要的内容就是确定湖泊的最低生态水位。最低生态水位确定之后,才能对湖泊的可利用水量进行合理分配,如灌溉、城市用水、发电用水等。因此，维护湖泊的合理水位已经成为淡水资源科学配置和永续利用的基本保证。研究湖泊最低生态水位的计算方法，对解决我国湖泊生态退化问题具有重要现实意义。
[0003]现有的湖泊最低生态水位计算方法主要有年保证率法、最低年平均水位法、天然水位资料法、湖泊形态分析法、生物最小空间需求法。[0004](1)年保证率法根据系列水文资料,在设定年保证率前提下,分别计算不同保证率的生态水位。计算公式如下：
[0005][0006][0007]
式中,Hmin为最低生态水位；H为某保证率下所对应的水文年年平均水位；μ为权重。
(2)最低年平均水位法基于最低年平均水位来计算湖泊最低生态水位。计算公式
为：
[0008]
式中,Hi为年最低水位；λ为权重；n为统计年数。
[0010](3)天然水位资料法认为湖泊天然生态系统已经适应了天然多年最低水位，据此利用湖泊多年天然水位资料确定湖泊最低生态水位，计算表达式如下：[0011]Zmin＝Min(Zmin1,Zmin2,…,Zmini,…,Zminn)[0012]式中：Zmin为湖泊最低生态水位，单位为m，Min()为取最小值的函数，zmini为第i年最小的月平均水位，n为统计的水位资料年数。[0013](4)湖泊形态分析法用湖泊面积作为湖泊的功能性指标，采用湖泊水面面积数据和湖泊对应水位资料建立两者之间的关系式。湖泊水位与面积变化之间的关系近似于抛物形，在某一个水位处，面积随水位的增加有一个最大值，若该水位在多年平均水位附近，则可认为该最大值相应水位即为最低生态水位，其计算公式如下:[0014]s＝f(h)
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[0009]
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说 明 书
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式中：S为湖泊面积，km2；h为湖泊水位，m。
[0017](5)生物最小空间需求法从生物对生存空间的最小需求角度，以鱼类为指示生物,提出生物最小空间需求法。换句话说，湖泊各个生物种群都需要一定的生存空间。这个生存空间的衡量方式往往是最小水深。取各种群所需水深的最大值，即湖泊所需最小水深。以这些最低生态水位的最大值为湖中最低的生态水位，表示为：[0018]zmin＝Min(zmin1,zmin2,…,zmini,…,zminn)[0019]式中，Zmin为生物生存所需最小水深，单位为m；n为湖泊生物种类。[0020]从5种最低生态水位计算方法的计算原理来看，年保证率法和最低年平均水位法是从水资源功能与水量关系角度出发，针对具体的湖泊，为维持其水资源功能而不至于造成显著危机时必须满足的水量。这2种方法的优点是全面考虑了湖泊的水资源功能，目标是能够确保湖泊所有功能的正常发挥，比较适用有天然水文资料的湖泊。不利方面是权重μ和λ的确定还没有摆脱人为的主观因素。天然水位资料法是考虑天然情况下水位的变动，对于水位变化受人为影响严重的湖泊以及水位年内变化和年际变化幅度过大以至于湖泊生态环境发生显著劣变的湖泊不适合使用。或者在使用天然水位资料法的时候要注意选择代表年份的数据，而非实际的多年水位变化数据。存在历史水位资料统计时间不能客观确定的缺陷，在天然水位资料缺乏的湖泊也无法较好地适用。湖泊形态分析法认为湖泊生态系统功能中最基本的部分是湖泊地形子系统和水文，研究得以保证湖泊生态系统自身功能不严重退化所需要的最低生态水位，考虑了湖泊的最基本组成部分，但是，由于湖盆发育的不规则性使该方法的普遍使用受到一定的限制。
[0021]由于各种计算方法的基本思想和侧重点存在差异，所以在进行湖泊最低生态水位的计算时，需要根据湖泊的具体情况和目标选用相应的计算方法。
[0016]
发明内容
[0022]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种湖泊最低生态水位计算方法，能有效地计算出湖泊最低生态水位，从而维护生态系统正常运行。[0023]本发明所采用的技术方案是：一种湖泊最低生态水位计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0024]步骤1：收集湖泊水文测站的逐日水位资料。[0025]步骤2：统计湖泊水文测站的每年的最枯月平均水位，即最低的月平均水位。设湖泊水文测站的水文系列共有n年，每年最枯月平均水位分别为x1、x2、…、xn。[0026]步骤3：经验频率的计算。最枯月平均水位不论年序按从大到小的次序排列为x1、x2、…、xm、…、xn，系列中大于等于xm的经验频率可按下式计算：
[0027][0028]
其中，Pm为系列中大于等于xm的经验频率；m为最枯月平均水位按从大到小排列并按自然数顺序编出的序号。[0029]步骤4：点绘经验频率点据。以最枯月平均水位x为纵坐标，以经验频率P为横坐标，
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根据xm-Pm的对应值在频率格纸上点绘经验频率点据。[0030]频率格纸又称“海参格纸”，其横轴采用不均匀分格，中间密两端稀，纵轴是均匀分布。
[0031]步骤5：选定水文频率分布线型为皮尔逊Ⅲ型分布。皮尔逊Ⅲ型曲线是一条一端有限一端无限的不对称单峰、正偏曲线，数学上常称伽玛分布，其概率密度函数为：
[0032][0033]
其中，Γ(α)为α的伽马函数；α、β、a0分别为表征皮尔逊Ⅲ型分布的形状、尺寸和位置参数。
[0034]步骤6：采用矩法估计出最枯月平均水位均值x和离差系数Cv的初估值，而偏差系数Cs初选为Cv的倍数；
[0035]
[0036]其中，n分别为最枯月平均水位均值、样本容量；x1、x2、…、xi分别为湖泊水文测
站第i个最枯月平均水位。
[0037]
[0038][0039]
其中，Cv为离差系数；k1、k2、…、ki为模比系数，
步骤7：绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线。水文计算中，需要求出指定频率P所相应的
最枯月平均水位值xp，也就是通过对密度曲线进行积分求出等于及大于xp的累计频率P值，即：
[0040][0041]
直接由上式计算P值非常麻烦，实际做法是通过变量转换，变换成下面的积分形
式：
[0042][0043][0044]
其中，为离均系数。
根据离差系数Cv或偏差系数Cs查皮尔逊Ⅲ型频率曲线的离均系数Φp值表或模比
系数Kp值表，计算出各累计频率P对应的水位值xp，点绘出一条皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线，将此线画在绘有经验点据的图上。
[0045][0046][0047]
其中，KP为模比系数。步骤8：分析理论频率曲线与经验点据的拟合情况，如果匹配，则该曲线对应的累
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计频率P、离差系数Cv和偏差系数Cs就作为总体参数的估计值；如果不匹配，则修改离差系数Cv，再画一条理论拟合曲线，直到匹配为止。[0048]步骤9：在此曲线上求N％保证率的水位，即为生态流域最小生态水位。[0049]本发明有益效果是：[0050]相对于现有最低生态水位计算方法，本发明具有原始数据湖泊水位资料齐全，序列长的特点；因为实测水位资料是有限的，当水位变量的设计频率较大或较小时，可能无法从实测水位数据中直接查得相应设计频率下的湖泊最枯月平均水位，本发明提出的通过引入皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线对经验频率曲线下端或上端进行外延，克服了由于上端和下端没有实测点据控制，外延具有主观性的缺点。附图说明
[0051]图1为本发明实施例的流程图；
[0052]图2为本发明实施例中四湖流域水系分布示意图；[0053]图3为本发明实施例中洪湖月平均水位示意图；
[0054]图4为本发明实施例中洪湖最枯月水位理论频率曲线示意图；[0055]图5为本发明实施例中洪湖湿地水位面积和水位拟合图；[0056]图6为本发明实施例中长湖月平均水位示意图；
[0057]图7为本发明实施例中长湖最枯月水位理论频率曲线示意图；[0058]图8为本发明实施例中长湖湿地水位面积和水位拟合图。
具体实施方式
[0059]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0060]本实施例以湖北四湖流域为例对最低生态水位进行阐述。四湖流域位于湖北省境内，地处长江中游荆江北岸、汉江及其东荆河以南，为江汉平原心腹地带，介于东径112°00′-114°00′、北纬29°21′-30°00′之间。因境内原有四个大型湖泊(长湖、三湖、白露湖、洪湖)而得名。目前仅保留长湖、洪湖两个湖泊。在行政区划上包括荆州市的荆州区、沙市区、江陵县、监利县、洪湖市和石首市的一部分及荆门市的沙洋县、潜江市一部分，流域总面积11547.5平方公里，内垸面积10375平方公里，洲滩民垸面积1172.5平方公里。四湖流域水系各河流情况如图2所示。[0061]长湖、洪湖为四湖流域主要调蓄湖泊，长湖实测最高洪水位33.45m(2016年7月)，最低水位28.40m(1966年9月)，最大变幅4.89m。根据《湖北省湖泊志》，在新中国成立初期，长湖水位33.00m时，水面面积达229.38km2，相应湖容7.63亿m3；根据《四湖流域综合规划》，至上世纪80～90年代，长湖水位33.00m时，水面面积为157.5km2，相应湖容为6.18亿m3。根据《湖北省长湖湖泊保护规划》得到的最新湖泊详查资料，长湖水位33.00m，对应水面面积为130km2，相应湖容为5.64亿m3。长湖萎缩的人为因素主要是上世纪60、70年代的围湖造田和80年代的围湖造池，此外水土流失造成的淤积是长湖萎缩的主要自然因素。[0062]洪湖是我国第七大淡水湖泊，湖北省第一大湖泊，被国外专家称为“世界濒危物种
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的主要栖息地”，现列为省级保护区，湖北省水功能区划中将洪湖402km2水域划作洪湖湿地自然保护区。
[0063]近年来，随着四湖地区经济的快速发展，水资源问题日渐突出。根据湖北省水资源公报近几年(2009-2011)结果，四湖流域主要水体(洪湖、长湖)水环境现状评价为Ⅳ类。为了改善水环境，提高水体纳污能力，需要满足四湖流域生态环境需水的要求。研究湖泊生态环境需水量的关键在于确定合理的生态水位，最低生态水位是生态水位的下限值，低于此值生态系统就会遭到严重破坏。湖泊最低生态水位是指能够保证特定发展阶段的湖泊生态系统结构稳定、发挥湖泊生态系统正常的生态功能和环境功能、维持湖泊生物多样性和生态系统的完整性等而需要的最低水位。
[0064]本实施例使用的水位数据来源于湖北省水文水资源勘测局提供的长湖水文站、洪湖挖沟咀水文站建站--2016年每日的水位实时监测数据，分析时取水位的月平均值。[0065]请见图1，本发明提供的一种最低生态水位计算方法，包括以下步骤：[0066]步骤1：收集长系列(大于30a)四湖流域2个湖泊(长湖、洪湖)实测逐日水位资料。[0067]步骤2：统计四湖流域2个湖泊(长湖、洪湖)每年的最枯月平均水位(最低的月平均水位)。
[0068]步骤3：经验频率的计算。最枯月平均水位不论年序按从大到小的次序排列为x1、x2、…、xm、…、xn，系列中大于等于xm的经验频率可按下式计算：
[0069]
其中，Pm为系列中大于等于xm的经验频率；m为最枯月平均水位按从大到小排列并按自然数顺序编出的序号。[0071]步骤4：点绘经验频率点据。以最枯月平均水位x为纵坐标，以经验频率P为横坐标，根据xm-Pm的对应值在频率格纸上点绘经验频率点据。[0072]频率格纸又称“海参格纸”，其横轴采用不均匀分格，中间密两端稀，纵轴是均匀分布。
[0073]步骤5：选定水文频率分布线型为皮尔逊Ⅲ型分布。皮尔逊Ⅲ型曲线是一条一端有限一端无限的不对称单峰、正偏曲线，数学上常称伽玛分布，其概率密度函数为：
[0074][0075]
[0070]
其中，Γ(α)为α的伽马函数；α、β、a0分别为表征皮尔逊Ⅲ型分布的形状、尺寸和位置参数。
[0076]步骤6：采用矩法估计出最枯月平均水位均值和离差系数Cv的初估值，而偏差系数Cs初选为Cv的倍数；
[0077]
[0078]其中，n分别为最枯月平均水位均值、样本容量；x1、x2、…、xi分别为湖泊水文测
站第i最枯月平均水位。
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[0079]
[0080][0081]
其中，Cv为离差系数；k1、k2、…、ki为模比系数，
步骤7：绘制皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线。水文计算中，需要求出指定频率P所相应的
最枯月平均水位值xp，也就是通过对密度曲线进行积分求出等于及大于xp的累计频率P值，即：
[0082][0083]
直接由上式计算P值非常麻烦，实际做法是通过变量转换，变换成下面的积分形
式：
[0084][0085][0086]
其中，为离均系数。
根据累计频率P、离差系数Cv或偏差系数Cs查Φp值表或Kp值表，计算出各累计频率
P对应的水位值xp，点绘出一条皮尔逊Ⅲ型理论频率曲线，将此线画在绘有经验点据的图上。
[0087]对于若干个给定的Cs值，Φp和Kp的对应数值表，已先后由美国福斯特和前苏联雷布京制作出来。
[0088]
其中，KP为模比系数。
[0090]步骤8：分析理论频率曲线与经验点据的拟合情况，如果匹配，则该曲线对应的累计频率P、离差系数Cv和偏差系数Cs就作为总体参数的估计值；如果不匹配，则修改离差系数Cv，再画一条理论拟合曲线，直到匹配为止。[0091]步骤9：在此曲线上求90％保证率的水位。[0092]步骤10：90％保证率下计算出的湖泊水位，即为四湖流域2个湖泊(长湖、洪湖)最小生态水位。
[0093]以下通过实验验证本发明的正确性。[0094](一)洪湖生态水位计算：
[0095]1)根据洪湖挖沟咀水文站1962--2016年逐日实时水位监测数据，对洪湖每月平均水位做了统计，见图3。洪湖长系列水位资料统计得到：多年月平均水位24.4m。[0096]2)基于“90％保证率最枯月的月平均水位”的最低生态水位的计算方法，根据洪湖挖沟咀水文站1962--2016年逐日实时水位监测数据，得到的洪湖最枯月水位频率计算表见表2。
[0097]表2洪湖最枯月水位频率计算表
[0089]
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[0100]
[0101][0102]
3)采用矩法估计出频率曲线统计参数均值和离差系数Cv的初估值。
[0103]
4)选配理论频率曲线。
[0105]由频率曲线统计参数均值和离差系数Cv的初估值，偏差系数Cs初选为Cv的倍数，查Kp值表，计算出各累计频率P对应的水位值xp。[0106]点绘出一条P-Ⅲ型理论曲线，将此线画在绘有经验点据的图上；[0107]分析理论频率曲线与经验点据的拟合情况，如果匹配，则该曲线对应的三个统计参数就作为总体参数的估计值。如果不匹配，则修改参数，再画一条理论拟合曲线，直到匹配为止。
[0108]优化后的理论频率选配计算表如表3，理论频率曲线如图4。[0109]表3洪湖最枯月水位理论频率选配计算表
[0104][0110]
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5)90％保证率下计算出的湖泊水位23.25m，即为洪湖最小生态水位。
[0113]根据洪湖挖沟咀水文站1962--2016年逐日实时水位监测数据，得到洪湖最枯月水位高于“90％保证率最枯月的长湖生态水位(23.25m)”的次数，统计年限共计55年，高于洪湖生态水位23.25m按年统计共出现49次，90％年份得到保证，基本符合洪湖水文站1962--2016年逐日实时水位监测结果。
[0114]洪湖湿地自然保护区总面积为444.14km2，其中核心区的面积为128.51km2，水域面积403.10km2，缓冲区面积为43.36km2。洪湖湿地作为四湖地区最重要的一块湿地，其自然保护区可以保护洪湖珍稀鸟类等动植物资源和保护湿地生态系统健康。其中，核心区为在天然状态下的生态系统，是濒危、珍稀动植物资源的集中分布地，对保护珍稀鸟类、鱼类等资源起着最为关键的作用，最具有保护价值。因此，认为在洪湖维持生态水位时，相应的水域
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面积应该保证核心区生态系统的正常发展。
[0115]依据90％保证率最枯月的洪湖生态水位计算结果，洪湖生态水位为23.25m，利用洪湖水面面积和水位拟合函数(见图5)，计算出相应湖面面积为219.50km2。结果表明本研究得出的生态水位所提供的水面能满足保护核心区对水面的要求。因此，从维持洪湖湿地自然保护区的面积角度来看，本研究方法确定的生态水位是合理的。[0116](二)长湖生态水位计算
[0117]1)根据长湖水文站1963--2016年逐日实时水位监测数据，对长湖每月平均水位做了统计，见图6。长湖长系列水位资料统计得到：多年月平均水位30.54m。[0118]2)基于“90％保证率最枯月的月平均水位”的最低生态水位的计算方法，根据长湖水文站1963--2016年逐日实时水位监测数据，得到的长湖最枯月水位频率计算表见表4。[0119]表4长湖最枯月水位频率计算表
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[0122]
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3)采用矩法估计出频率曲线统计参数均值和离差系数Cv的初估值。
[0125][0126]
4)选配理论频率曲线。
[0127]由频率曲线统计参数均值x和离差系数Cv的初估值，偏差系数Cs初选为Cv的倍数，查Kp值表，计算出各累计频率P对应的水位值xp，如表5；[0128]点绘出一条P-Ⅲ型理论曲线，将此线画在绘有经验点据的图上；[0129]分析理论频率曲线与经验点据的拟合情况，如果匹配，则该曲线对应的三个统计参数就作为总体参数的估计值。如果不匹配，则修改参数，再画一条理论拟合曲线，直到匹配为止。优化后的理论频率选配计算表如表5，理论频率曲线如图7。[0130]表5长湖最枯月水位论频率选配计算表
[0131]
频率P(％)0.10.20.3330.5
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水位值xp31.3131.2131.1431.07
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130.96230.83330.753.33330.73530.641030.482030.282530.213030.144030.025029.916029.807029.687529.618029.548529.459029.359529.199729.099928.9099.928.58
[0132]5)90％保证率下计算出的湖泊水位29.33m，即为长湖最小生态水位。[0133]根据长湖水文站1963--2016年逐日实时水位监测数据，得到长湖最枯月水位高于“90％保证率最枯月的长湖生态水位(29.33m)”次数，统计年限共计54年，高于长湖生态水位29.33m按年统计共出现48次，90％年份得到保证，基本符合长湖水文站1963--2016年逐日实时水位监测结果。[0134]长湖跨荆州、荆门、潜江三市,为典型的岗边湖,其北部水域深入岗丘,湖岸曲折，湖汊众多，南部湖岸多受大堤约束。目前湖泊正常蓄水位30.5m时水面面积150.6km2，水位达33.0m时水面面积157.5km2，容积6.18亿m3。长湖实测最高洪水位33.45m(2016年7月)，最低水位28.40m(1966年9月)，最大变幅5.05m。长湖湿地总面积157.5平方公里，其中核心区面积约50平方公里。长湖湿地作为四湖地区重要的一块湿地，其自然保护区可以保护长湖珍稀鸟类等动植物资源和保护湿地生态系统健康。其中，核心区为在天然状态下的生态系统，是濒危、珍稀动植物资源的集中分布地，对保护珍稀鸟类、鱼类等资源起着最为关键的作用，最具有保护价值。因此，本文认为在长湖维持生态水位时，相应的水域面积应该保证核心区生态系统的正常发展。
[0135]依据90％保证率最枯月的长湖生态水位计算结果，长湖生态水位为29.33m，利用长湖水面面积和水位拟合函数(见图8)，计算出相应湖面面积为104.76km2。结果表明本研究得出的生态水位所提供的水面能满足保护核心区对水面的要求。因此，从维持洪湖湿地自然保护区的面积角度来看，本研究方法确定的生态水位是合理的。
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综上，采用“90％保证率最枯月”计算得到四湖流域2个湖泊(洪湖、长湖)的最低生
态水位如表5。
[0137]表5四湖流域2个湖泊(洪湖、长湖)的最低生态水位
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湖泊名称水位资料系列(年)最低生态水位(m)
洪湖1962～201623.25长湖1963～201629.33
[0139]应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。[0140]应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
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