一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法技术

本发明专利技术涉及一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法，包括：分析香鱼育肥期的育肥场栖息地功能特点；分析着生藻类特点；分析影响香鱼饵料因素；非洪水期水流流速和需水量计算；洪水期香鱼育肥场水流流速和需水量计算。现行的生态需水量计算中缺乏关联生物实际生存和生长所需的环境需求问题的分析。本发明专利技术选择濒危物种香鱼作为生态保护目标，首先分析其育肥期的育肥场栖息地功能特点，进一步分析为满足这种栖息地功能所需的水流条件，最后提出适合香鱼在育肥期的生存和生长所需的生态需水量计算方法。本发明专利技术通过生态需水量的计算，修复和改善濒危鱼类栖息地环境和功能，丰富和发展生态需水量计算评估方法，为生物多样性保护与水资源调度管理提供科学依据。

A method for calculating the ecological water requirement of a fragrant fish during fattening period

The present invention relates to a method for calculating the ecological water requirement of perfumed fish during fattening period, which includes: analyzing the habitat functional characteristics of perfumed fish fattening farm; analyzing the characteristics of algae; analyzing the factors affecting perfumed fish bait; calculating the flow velocity and water requirement of perfumed fish fattening farm during non-flood period; and calculating the flow velocity and water requirement of perfumed fish fattening farm during flood period. The current calculation of ecological water requirement lacks the analysis of the environmental needs related to the actual survival and growth of organisms. The present invention selects endangered fragrant fish as the ecological protection target. Firstly, the functional characteristics of the fattening ground habitat during fattening period are analyzed, and then the water flow conditions needed to satisfy the habitat function are further analyzed. Finally, a calculation method of ecological water requirement suitable for the survival and growth of fragrant fish in fattening period is proposed. By calculating the ecological water requirement, the invention restores and improves the habitat environment and functions of endangered fish, enriches and develops the calculation and evaluation methods of ecological water requirement, and provides scientific basis for biodiversity protection and water resources management.

【技术实现步骤摘要】
一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法
本专利技术涉及一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法，是一种生态保护的水文计算方法，是一种基于鱼类保护目标生命周期水流条件的香鱼育肥期的生态需水量计算方法。
技术介绍
水生态需水满足是河流生态系统稳定和生物多样性保护的前提。国内外开展河流生态需水量研究已有60多年的历史，已提出的方法超过200种。大致分为四类：。我国水利水电行业也颁布了《河湖生态需水评估导则》（试行）（SL/Z479-2010）和《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》（环评函[2006]4号）技术标准，规定首先采用水文学法中的Tennant法、流量历时曲线法以及水力学法中的湿周法分析计算生态需水量，在此基础上，结合河道保护物种生境需求及水文径流特征综合分析确定河道生态需水量。众所周知，水生态系统和河流水文情势之间关系非常复杂，上述Tennant法、流量历时曲线法以及湿周法等多种河流生态需水量的分析方法缺乏针对具体保护物种的生态习性和水流条件需求耦合的分析，会对计算结果的准确性产生影响。这种计算偏差直接影响河流水资源调控，即影响水资源的生产、生活和生态用水分配，也影响生态保护的效果。
技术实现思路
为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法。所述的方法以濒危物种之一的洄游鱼类香鱼的生命周期中的育肥期为研究对象，从满足鱼类育肥的栖息地功能的水流条件出发，提出结合鱼类生存和生长所需的生态需水量的相对精确计算方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法，包括：分析香鱼育肥期的育肥场栖息地功能特点的步骤：分析香鱼育肥期的生育过程和各个生物过程的食性；香鱼为洄游鱼类，生长期分为育肥期、产卵期、越冬期和洄游期；香鱼育肥期的食性特点是以着生藻类为饵料来源；分析着生藻类特点的步骤：藻类基于其生境，可以分为悬浮于水体的浮游藻类和着生于各种基质的着生藻类；着生藻类根据其生长基质又可分为生于植物表面的附植藻类、着生于石块的附石藻类、附着于沉积物表面的藻类和附着于动物表面的藻类几种；香鱼的食性是刮食附着于卵石上的新鲜的硅藻类；分析影响香鱼进食因素的步骤：根据影响香鱼进食新鲜的着生藻类的特点，分析香鱼育肥场水流对香鱼育肥的影响；影响香鱼育肥的水流流速和需水量须达到如下两个指标：非洪水期的河溪中：水流流速和需水量须足以达到将死亡的着生藻类从卵石表面冲走，保证卵石表面硅藻类的重新生长；洪水期：水流的流速和水量足以带走水中的泥沙，避免泥沙沉降覆盖卵石表面的新鲜着生硅藻类；非洪水期水流流速和需水量计算的步骤：根据公式计算香鱼育肥场的断面平均流速和生态需水量Q：其中：为临界摩阻流速、κ为Karman常数、h为水深、为有效糙率高、B为河道宽度；洪水期香鱼育肥场水流流速和需水量计算的步骤：洪水期的泥沙考虑两种情况，一种是无粘滞性泥沙，另一种是有粘滞性泥沙；无粘滞性泥沙根据以下公式计算：有粘滞性泥沙根据以下公式计算：其中：θm为临界起动条件下的Shields参数、ρs为泥沙颗粒密度、ρ为水体密度、d为泥沙颗粒直径、g为重量加速度、S为沉积含沙量、Sm为泥沙沉积稳定后的含沙量、Uc1为泥沙起动对应的河道平均流速。本专利技术产生的有益效果是：现行的生态需水量计算中缺乏关联生物实际生存和生长所需的环境需求问题的分析。本专利技术选择濒危物种香鱼作为生态保护目标，首先分析其育肥期的育肥场栖息地功能特点，进一步分析为满足这种栖息地功能所需的水流条件，最后提出适合香鱼在育肥期的生存和生长所需的生态需水量计算方法。本专利技术通过生态需水量的计算，修复和改善濒危鱼类栖息地环境和功能，丰富和发展生态需水量计算评估方法，为生物多样性保护与水资源调度管理提供科学依据。本专利技术所述方法改进现有生态需水量的方法，计算结果更加合理准确，目标物种得到有效保护。合理协调生产、生活和生态用水之间的关系，提高水资源利用效果和效益。对于濒危物种及生物多样性的保护具有较好的参考价值。补充和发展现有的生态需水量计算的行业技术规范。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是香鱼不同生命周期栖息地示意图；图2是本专利技术的实施例一所述方法的过程示意图。具体实施方式实施例：本实施例是一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法。本实施例的基本思路是：鱼类不同生命周期的各个环节对生态环境的要求是不同的，对生态需水量的要求也是不同的。现有的生态需水量的计算方法主要通过河流水文过程及其水力学参数来确定的，缺乏具体需要保护的生物的生命过程特点及实际生存和生长所需的生态环境分析。为此，本实施例选择濒危洄游鱼类-香鱼作为研究对象，将其生命过程分解成产卵、育肥、越冬和洄游等若干生命周期，分析育肥期对生长环境的具体需求，进而计算鱼类育肥期的生存和生长所需的生态需水量，见图1。本实施例所述方法的具体步骤如下，过程如图2所示：一、分析香鱼育肥期的育肥场栖息地功能特点的步骤：分析香鱼育肥期的生育过程和各个生物过程的食性；香鱼为洄游鱼类，生长期分为育肥期、产卵期、越冬期和洄游期，香鱼育肥期的食性特点是以着生藻类为饵料来源。一般每年3～5月，当河水水温逐渐上升到10℃～15℃时，在河口海岸附近越冬的香鱼幼鱼（体长2～3cm）便进入河口上溯洄游至位于河流中上游育肥场；6～8月份，香鱼在河流中上游育肥场育肥成长，此时大的个体长达20cm；9～10月份，香鱼从育肥场向下游至产卵场产卵；11～12月份，香鱼孵化后的仔鱼从产卵场向下游降河洄游至位于河口及海岸的越冬场；1～2月份，香鱼幼鱼在位于河口及海岸的越冬场越冬成长（体长2～3cm）。香鱼三场分布及鱼类洄游情况如图1。香鱼在仔鱼孵出4～5天后开始摄食，幼鱼阶段在河口海岸附近的越冬场摄食枝角类和桡足类及其他小甲壳类等为主，为动物食性。随着个体发育，每年3～5月沿河上溯洄游至育肥场的游进过程中，摄食器官发生演变，摄食目标逐步改为低等藻类。在香鱼育肥场以河床卵石上的着生藻类为食。因此，对于香鱼的育肥期而言，育肥场的着生藻类的生长的好坏决定着香鱼生长的好坏。二、分析着生藻类特点的步骤：藻类基于其生境，可以分为悬浮于水体的浮游藻类和着生于各种基质的着生藻类；着生藻类根据其生长基质又可分为生于植物表面的附植藻类、着生于石块的附石藻类、附着于沉积物表面的藻类和附着于动物表面的藻类几种，香鱼的食性是刮食附着于卵石上的新鲜的硅藻类。藻类是通过光合作用将氮、磷等营养盐转化为有机物质的最低级的水生植物。基于其生境，藻类可以分为悬浮于水体的浮游藻类和着生于各种基质的着生藻类。其中着生藻类是附着在河床卵石、岩石、底泥和水中植物上硅藻、蓝藻、绿藻等藻类的总称，根据其生长基质又可分为生于植物表面的附植藻类(epiphyton)、着生于石块的附石藻类(epilithon)、附着于沉积物表面的藻类(epipelion)和附着于动物表面的藻类(epizoon)几种。着生藻类一般分布在河流浅滩流速较快的区域的砾石上，是底栖动物和鱼类的重要饵料来源。三、分析影响香鱼饵料因素的步骤：根据影响香鱼进食新鲜的藻类的特点，分析香鱼育肥场水流对香鱼进食的影响；影响香鱼进食的水流流速和需水量须达到如下两个指标：非洪水期的河溪中：水流流速和需水量须足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法，其特征在于，包括：分析香鱼育肥期的育肥场栖息地功能特点的步骤：分析香鱼育肥期的生育过程和各个生物过程的食性；香鱼为洄游鱼类，生长期分为育肥期、产卵期、越冬期和洄游期；香鱼育肥期的食性特点是以着生藻类为饵料来源；分析着生藻类特点的步骤：藻类基于其生境，可以分为悬浮于水体的浮游藻类和着生于各种基质的着生藻类；着生藻类根据其生长基质又可分为生于植物表面的附植藻类、着生于石块的附石藻类、附着于沉积物表面的藻类和附着于动物表面的藻类几种；香鱼的食性是刮食附着于卵石上的新鲜的硅藻类；分析影响香鱼饵料因素的步骤：根据影响香鱼进食新鲜的着生藻类的特点，分析香鱼育肥场水流对香鱼饵料的影响；影响香鱼饵料的水流流速和需水量须达到如下两个指标：非洪水期的河溪中：水流流速和需水量须足以达到将死亡的硅藻类从卵石表面冲走，保证卵石表面硅藻类的重新生长；洪水期：水流的流速和水量足以带走水中的泥沙，避免泥沙沉降覆盖卵石表面的新鲜硅藻类；非洪水期水流流速和需水量计算的步骤：根据公式计算香鱼育肥场的断面平均流速

【技术特征摘要】
1.一种香鱼育肥期的生态需水量计算方法，其特征在于，包括：分析香鱼育肥期的育肥场栖息地功能特点的步骤：分析香鱼育肥期的生育过程和各个生物过程的食性；香鱼为洄游鱼类，生长期分为育肥期、产卵期、越冬期和洄游期；香鱼育肥期的食性特点是以着生藻类为饵料来源；分析着生藻类特点的步骤：藻类基于其生境，可以分为悬浮于水体的浮游藻类和着生于各种基质的着生藻类；着生藻类根据其生长基质又可分为生于植物表面的附植藻类、着生于石块的附石藻类、附着于沉积物表面的藻类和附着于动物表面的藻类几种；香鱼的食性是刮食附着于卵石上的新鲜的硅藻类；分析影响香鱼饵料因素的步骤：根据影响香鱼进食新鲜的着生藻类的特点，分析香鱼育肥场水流对香鱼饵料的影响；影响香鱼饵料的水流流速和需水量须达到如下两个指标：非洪水期的河溪中：水流流速和需...

【专利技术属性】
技术研发人员：白音包力皋，许凤冉，刘慧，穆祥鹏，高士林，房雅楠，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11