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龍圖騰網(wǎng)恭喜水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院;中國(guó)水利水電第九工程局有限公司;中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站申請(qǐng)的專利基于植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN117976077B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202410047652.4，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G16C20/10；該發(fā)明授權(quán)基于植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法是由陳求穩(wěn);崔楨;陳誠(chéng);周正榮;金小偉;何夢(mèng)男;范雯霆;莫康樂;韓依霖設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-01-12向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了基于植物生長(zhǎng)衰亡?氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法，首先結(jié)合遙感解譯和空間模擬退火算法選取最少的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格；然后在選取的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格中開展樣方調(diào)查，采用功效分析法，以最少采樣頻次獲取沉水植物單位面積生物量及生長(zhǎng)率；接著選取優(yōu)勢(shì)種帶回實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)沉水植物模型所需的參數(shù)，構(gòu)建沉水植物生長(zhǎng)衰亡?氮磷吸收釋放模型，模擬生物量及植物體內(nèi)氮磷凈含量動(dòng)態(tài)變化過程；再將沉水植物模型耦合河湖水動(dòng)力?水質(zhì)模型，模擬沉水植物生長(zhǎng)的城市河湖其氮磷濃度動(dòng)態(tài)變化過程。最后設(shè)置不同沉水植物收割情景，分析城市河湖氮磷水質(zhì)目標(biāo)可達(dá)性，確定沉水植物最佳收割方案。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)城市河湖沉水植物定量化、高效、精準(zhǔn)管控。

本發(fā)明授權(quán)基于植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模擬的城市河湖沉水植物定量管控方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：1利用多光譜遙感影像獲取具有沉水植物反射波譜特性的綠光波段，分析沉水植物面積及其空間分布特征；將綠光波段反射率作為主變量，與岸邊距離、水深作為協(xié)變量，以平均回歸克里格估計(jì)方差最少為準(zhǔn)則，通過空間模擬退火算法選取最少的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格；所述空間模擬退火算法具體步驟為：將研究區(qū)按照預(yù)設(shè)大小離散成若干網(wǎng)格，從原始樣點(diǎn)集中隨機(jī)選擇一組樣點(diǎn)作為最優(yōu)解，用最優(yōu)解對(duì)主變量及協(xié)變量進(jìn)行插值預(yù)測(cè)，計(jì)算初始解的平均回歸克里格估計(jì)方差；在初始解外的余集中隨機(jī)選擇一個(gè)點(diǎn)替換初始解中的點(diǎn)產(chǎn)生新解，對(duì)新解繼續(xù)進(jìn)行插值預(yù)測(cè)，并計(jì)算相應(yīng)的平均回歸克里格估計(jì)方差；以平均回歸克里格估計(jì)方差最少為準(zhǔn)則，選取最少的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格；2于沉水植物不同生長(zhǎng)期，在選取的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格中開展樣方調(diào)查，采用功效分析法，當(dāng)取樣次數(shù)達(dá)到n次后、前n次單位面積生物量總和的均值與該監(jiān)測(cè)網(wǎng)格所有數(shù)據(jù)的均值在預(yù)設(shè)的誤差范圍內(nèi)時(shí)，取該采樣頻次估算沉水植物生物量；建立監(jiān)測(cè)網(wǎng)格內(nèi)采樣頻次與單位面積沉水植物生物量之間的關(guān)系，以最少采樣頻次獲取不同區(qū)域的沉水植物單位面積生物量及生長(zhǎng)率；3選取優(yōu)勢(shì)種帶回實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)構(gòu)建沉水植物模型所需的參數(shù)，包括形態(tài)參數(shù)和氮磷吸收、釋放速率；構(gòu)建沉水植物生長(zhǎng)衰亡-氮磷吸收釋放模型，模擬生物量及植物體內(nèi)氮磷凈含量的動(dòng)態(tài)變化過程；其中：沉水植物模型的植物生長(zhǎng)方程為：BSHT＝BSHT-ΔT+1-kSTRkSHOOTGrowfUptfPLT-kSHOOTDecfSHOOTDecTBSHTBROT＝BROT-ΔT+kSTRkSHOOTGrowfUptfPLTBSHT-kROOTDecfROOTDecTBROT 式中，上標(biāo)T表示時(shí)刻，ΔT表示時(shí)間步長(zhǎng)，BSHT和BROT分別代表T時(shí)刻沉水植物的莖部和根系生物量；kSTR代表沉水植物莖部轉(zhuǎn)移到根系的比例；kSHOOTGrow代表最佳條件下沉水植物莖部的最大生長(zhǎng)率；kSHOOTDec代表沉水植物莖部的氮磷釋放率；kROOTDec代表沉水植物根系的氮磷釋放率；fUpt代表沉水植物吸收作用的氮或磷濃度限制；fPLT代表沉水植物生長(zhǎng)的溫度限制；fSHOOTDecT和fROOTDecT分別代表沉水植物莖部和根系腐敗的溫度限制；NHT、NOT和分別代表T時(shí)刻河湖銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和磷酸鹽濃度；KHUpt代表沉水植物吸收氮或磷的半飽和常數(shù)；θPL代表溫度對(duì)沉水植物生長(zhǎng)的影響系數(shù)；θSHOOTDec代表溫度對(duì)沉水植物莖部釋放氮或磷速率的影響系數(shù)；θROOTDec代表溫度對(duì)沉水植物根系釋放氮或磷速率的影響系數(shù)；代表T時(shí)刻河湖的水溫；TAve代表河湖的日平均水溫；TPL1和TPL2代表沉水植物生長(zhǎng)的適宜溫度范圍；沉水植物模型的氮素吸收-釋放方程為： 式中，和分別代表沉水植物吸收的銨態(tài)氮和硝態(tài)氮；和分別代表沉水植物釋放的有機(jī)氮和銨態(tài)氮；kNHUpt和kNOUpt分別代表沉水植物吸收的氮素中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的比例；kORGNDec和kNHDec分別代表沉水植物釋放的氮素中有機(jī)氮和銨態(tài)氮的比例；kNTB代表生物量中氮含量的比重；h代表河湖水深；沉水植物模型的磷素吸收-釋放方程為： 式中，代表沉水植物吸收的磷酸鹽；和分別代表沉水植物釋放的有機(jī)磷和磷酸鹽；kDIPUpt代表沉水植物吸收的磷素中磷酸鹽的比例；kORGPDec和kDIPDec分別代表沉水植物釋放的磷素中有機(jī)磷和磷酸鹽的比例；kPTB代表生物量中磷含量的比重；4將沉水植物模型耦合河湖水動(dòng)力-水質(zhì)模型，模擬沉水植物覆蓋的城市河湖其氮磷濃度時(shí)空變化過程，根據(jù)河湖氮磷水質(zhì)目標(biāo)，確定通過收割沉水植物預(yù)期削減的氮磷通量；5設(shè)置不同區(qū)域、不同收割強(qiáng)度及收割時(shí)間情景，模擬河湖在不同情景下的氮磷濃度，分析氮磷水質(zhì)目標(biāo)可達(dá)性，比選后確定沉水植物最佳收割方案。

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