适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统技术方案

本发明专利技术涉及水电工程生态调度技术领域，公开了一种适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，用以为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件，减轻梯级水库运行对产漂流性卵鱼类繁殖过程的影响。本发明专利技术基于产漂流性卵鱼类产卵场及鱼卵漂流河段的水位、流量等指标的变化，采用上游梯级配合下游梯级调节鱼类产卵场及鱼卵漂流河段的水位、流量等水文水动力条件，通过工程措施与非工程措施的配合使用，为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件，减轻梯级水库运行对产漂流性卵鱼类繁殖过程的影响。本发明专利技术适用于附近生活有产漂流性卵鱼类的梯级电站的生态调度。

【技术实现步骤摘要】
适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统
本专利技术涉及水电工程生态调度
，特别涉及适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统及方法。
技术介绍
近年来，我国水电工程发展迅速，在金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、南盘江、澜沧江等水电基地已形成初具规模的世界级水电工程群，水电工程在防洪、发电、灌溉、航运等方面发挥巨大效益的同时也对河流生物资源尤其是鱼类及其生存环境带来不利影响。水电工程蓄水运行将改变天然河流的水文情势，使坝址下游河段的径流过程及水动力条件发生变化。由于产漂流性卵的鱼类在产卵繁殖期对栖息环境较为敏感，尤其对水文、水动力条件有着独特需求和喜好，所以坝址下游河段水文及水动力条件的变化将对产漂流性卵鱼类的产卵繁殖产生不利影响。如何减轻水电工程对下游河段水生生态的影响是一个复杂的系统问题，短期内很难提出一个系统的解决方案，在此背景下，随着国内环境保护的呼声越来越高，通过调整电站运行方式，结合相关生态需求，实施生态调度逐渐成为弥补或减缓水电工程不利影响的重要措施。许多学者也将研究方向转入到水电工程生态调度研究当中，取得了不少有益成果，其中包括涉及坝下河段鱼类繁殖的生态调度研究。陈端等以锦屏梯级电站为案例，研究提出了满足目标鱼类生态需水条件下发电量最大的梯级电站调度策略，以及生态流量满足程度与工程效益损失之间权衡选择的基本原则。专利申请号CN201210007401.0公开了一种兼顾中华鲟繁殖需求的电站生态调度方法，考虑中华鲟自然繁殖的水文水动力需求及水库的社会经济效益，使水库发挥巨大社会经济效益的同时，有效的保护中华鲟资源；专利申请号CN201210113940.2公开了一种适合家鱼繁殖需求的河道型水库生态调度方法，为家鱼产卵创造合适的水流条件，可有效地减轻水利水电工程运行对家鱼产卵造成的影响。已有研究主要集中在生态调度模型及调度原则的研究，已公开的专利则主要针对个别鱼类的产卵行为对水动力条件的需求，提出相应的下泄流量过程方案，未系统考虑某一类型鱼类整个在整个繁殖期的需求，以及在鱼类繁殖期实施生态调度条件和要求，如起调时间、起调流量、产卵场及鱼卵漂流河段的水位条件和流量条件、与工程其他需求的协调等。并且，已有研究主要针对单一梯级，对大型梯级电站的联合调度考虑不足。此外，在具体实施生态度时，在工程措施与非工程措施配合使用方面的研究也较少。因此，如何对梯级电站实施生态调度，改善工程下游河段在产漂流性卵鱼类繁殖期的水文及水动力条件，促进产漂流性卵鱼类的产卵繁殖，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统及方法，用以为产漂流性卵鱼类繁殖提供适宜的水文过程条件，减轻梯级水库运行对产漂流性卵鱼类繁殖过程的影响。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，包括环境监测系统、网络通讯系统和分析决策系统；所述环境监测系统用于自动、连续获取流域内的流量和水位信息，环境监测系统包括电站下泄流量监测站、产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站和数据接收站；其中，下泄流量监测站置于水库下游，用于实时监测水库下泄流量情况；产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站置于流域内产漂流性卵鱼类的产卵场及鱼卵漂流河段，用于实时监测产卵场及鱼卵漂流河段的流量和水位情况；数据接收站用于接收电站下泄流量监测站和产卵场水位监测站传回的流量数据、水位数据，并将数据通过网络通讯系统上传至分析决策系统，同时也负责接收分析决策系统下达的监测命令，并指挥梯级电站下泄流量监测站和产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站进行监测；所述网络通讯系统负责数据的传输，及为系统运行提供物理保障；网络通讯系统包括通讯系统和网络系统；其中，通讯系统负责将环境监测系统采集到的流量、水位和位置数据发送给数据接收站，再将数据接收站的数据传输至分析决策系统，同时负责将分析决策系统的监测命令发送到数据接收站，再由数据接收站把监测命令发送给各流量和水位监测站；网络系统负责数据的交流共享及多用户的异地会商；所述分析决策系统用于提供满足产漂流性卵鱼类繁殖需求的梯级电站生态调度方案，分析决策系统包括数据储存平台、数据分析平台和决策执行平台；所述数据储存平台用于搜集、存储及管理各类数据，并将所有信息储存在数据库中，为生态调度决策提供数据支撑；数据分析平台用于在产漂流性卵鱼类繁殖期预测产卵场及鱼卵漂流河段的水位变化情况和确定流量调节能产生最大综合效益的电站，并以该电站为基础提供梯级电站协同调度流量的方案，为产漂流性卵鱼类的产卵繁殖提供适宜的流量和水位变动条件；决策执行平台负责为用户提供与基于地理信息系统的操作界面，实现人机交互功能。进一步的，所述数据储存平台可包括环境数据库、业务数据库和鱼类数据库；其中，环境数据库用于存储梯级电站所在流域相关的环境信息；业务数据库用于存储生态调度决策与执行中产生的业务数据；鱼类数据库用于存储与产漂流性卵鱼类相关的信息；进一步的，所述梯级电站所在流域相关的环境信息可包括该流域的水文、气象、行政区划，以及流域内相关梯级电站运行信息。进一步的，生态调度决策与执行中产生的业务数据可包括调度规则、调度参数和调度方案。进一步的，所述与产漂流性卵鱼类相关的信息可包括产漂流性卵鱼类的生存现状、生长繁殖特性、生活习性、产卵场分布及鱼卵漂流河段范围。进一步的，所述数据分析平台可包括调节电站确定模型、流量和水位预测模型和电站流量调节模型；所述调节电站确定模型用于对符合要求的电站进行综合效益评估，并在计算后将综合效益最大的电站定为调节电站；所述流量和水位预测模型，通过输入数据储存平台长期、连续的流量、水位、气象及水文监测数据，预测特定时间下产卵场的水位，用于在生态调度期，根据水库水位实时信息、水文预报及气象预报，预测下一日产卵场的流量和水位情况；所述电站流量调节模型，用于计算为使产卵场及鱼卵漂流河段的水位满足产漂浮性卵鱼类的产卵繁殖需求，梯级电站所需进行的下泄流量调控方式。进一步的，所述调节电站确定模型可采用如下公式对符合要求的电站进行综合效益评估：V＝α1f1+α2f2式中：V为电站的综合效益，f1表示目标电站进行流量调控时的生态效益，f2表示目标电站进行流量调控时的经济效益，α1为生态效益的权重值，α2为经济效益的权重值，且α1+α2＝1，在生态调度期时α1、α2根据调度目标进行确定；f1表示电站的生态效益，具体表现为电站进行流量调控时对产卵场水位的改善程度：式中：ΔH为电站进行流量调控时产卵场水位的变化量，为正值，H0表示不进行流量调控时产卵场的水位；f2表示电站的经济效益，具体表现为电站进行流量调控时对发电量的影响程度：式中：ΔE表示水库进行流量调控时发电量的变化量，为负值，E0表示不进行流量调控时水库的发电量。进一步的，所述决策执行平台可包括用户交互界面和地理信息系统，所述地理信息系统用于为用户交互界面提供可视化、查询、分析、相关的地图操作和数据图表的浏览功能，使具有空间属性的数据在地图上直接显示与查询。进一步的，所述具有空间属性的数据可包括电站位置、产卵场位置和鱼卵漂流范围。适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度方法，包括如下步骤：步骤一、环境监测和信息获取：在产漂流性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，包括环境监测系统、网络通讯系统和分析决策系统；所述环境监测系统用于自动、连续获取流域内的流量和水位信息，环境监测系统包括电站下泄流量监测站、产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站和数据接收站；其中，下泄流量监测站置于水库下游，用于实时监测水库下泄流量情况；产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站置于流域内产漂流性卵鱼类的产卵场及鱼卵漂流河段，用于实时监测产卵场及鱼卵漂流河段的流量和水位情况；数据接收站用于接收电站下泄流量监测站和产卵场水位监测站传回的流量数据、水位数据，并将数据通过网络通讯系统上传至分析决策系统，同时也负责接收分析决策系统下达的监测命令，并指挥梯级电站下泄流量监测站和产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站进行监测；所述网络通讯系统负责数据的传输，及为系统运行提供物理保障；网络通讯系统包括通讯系统和网络系统；其中，通讯系统负责将环境监测系统采集到的流量、水位和位置数据发送给数据接收站，再将数据接收站的数据传输至分析决策系统，同时负责将分析决策系统的监测命令发送到数据接收站，再由数据接收站把监测命令发送给各流量和水位监测站；网络系统负责数据的交流共享及多用户的异地会商；所述分析决策系统用于提供满足产漂流性卵鱼类繁殖需求的梯级电站生态调度方案，分析决策系统包括数据储存平台、数据分析平台和决策执行平台；所述数据储存平台用于搜集、存储及管理各类数据，并将所有信息储存在数据库中，为生态调度决策提供数据支撑；数据分析平台用于在产漂流性卵鱼类繁殖期预测产卵场及鱼卵漂流河段的水位变化情况和确定流量调节能产生最大综合效益的电站，并以该电站为基础提供梯级电站协同调度流量的方案，为产漂流性卵鱼类的产卵繁殖提供适宜的流量和水位变动条件；决策执行平台负责为用户提供与基于地理信息系统的操作界面，实现人机交互功能。...

【技术特征摘要】
1.适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，包括环境监测系统、网络通讯系统和分析决策系统；所述环境监测系统用于自动、连续获取流域内的流量和水位信息，环境监测系统包括电站下泄流量监测站、产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站和数据接收站；其中，下泄流量监测站置于水库下游，用于实时监测水库下泄流量情况；产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站置于流域内产漂流性卵鱼类的产卵场及鱼卵漂流河段，用于实时监测产卵场及鱼卵漂流河段的流量和水位情况；数据接收站用于接收电站下泄流量监测站和产卵场水位监测站传回的流量数据、水位数据，并将数据通过网络通讯系统上传至分析决策系统，同时也负责接收分析决策系统下达的监测命令，并指挥梯级电站下泄流量监测站和产卵场及鱼卵漂流河段水位监测站进行监测；所述网络通讯系统负责数据的传输，及为系统运行提供物理保障；网络通讯系统包括通讯系统和网络系统；其中，通讯系统负责将环境监测系统采集到的流量、水位和位置数据发送给数据接收站，再将数据接收站的数据传输至分析决策系统，同时负责将分析决策系统的监测命令发送到数据接收站，再由数据接收站把监测命令发送给各流量和水位监测站；网络系统负责数据的交流共享及多用户的异地会商；所述分析决策系统用于提供满足产漂流性卵鱼类繁殖需求的梯级电站生态调度方案，分析决策系统包括数据储存平台、数据分析平台和决策执行平台；所述数据储存平台用于搜集、存储及管理各类数据，并将所有信息储存在数据库中，为生态调度决策提供数据支撑；数据分析平台用于在产漂流性卵鱼类繁殖期预测产卵场及鱼卵漂流河段的水位变化情况和确定流量调节能产生最大综合效益的电站，并以该电站为基础提供梯级电站协同调度流量的方案，为产漂流性卵鱼类的产卵繁殖提供适宜的流量和水位变动条件；决策执行平台负责为用户提供与基于地理信息系统的操作界面，实现人机交互功能。2.如权利要求1所述的适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，所述数据储存平台包括环境数据库、业务数据库和鱼类数据库；其中，环境数据库用于存储梯级电站所在流域相关的环境信息；业务数据库用于存储生态调度决策与执行中产生的业务数据；鱼类数据库用于存储与产漂流性卵鱼类相关的信息。3.如权利要求2所述的适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，所述梯级电站所在流域相关的环境信息包括该流域的水文、气象、行政区划，以及流域内相关梯级电站运行信息。4.如权利要求2所述的适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，生态调度决策与执行中产生的业务数据包括调度规则、调度参数和调度方案。5.如权利要求2所述的适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，所述与产漂流性卵鱼类相关的信息包括产漂流性卵鱼类的生存现状、生长繁殖特性、生活习性、产卵场分布及鱼卵漂流河段范围。6.如权利要求1所述的适用于产漂流性卵鱼类的梯级电站生态调度系统，其特征在于，所述数据分析平台包括调节电站确定模型、流量和水位预测模型和电站流量调节模型；所述调节电站确定模型用于对符合要求的电站进行综合效益评估，并在计算后将综合效益最大的电站定为调节电站；所述流量和水位预测模型，通过输入数据储存平台长期、连续的流量、水位、气象及水文监测数据，预测特定时间下产卵场的水位，用于在生态调度期，根据水库水位实时信息、水文预报及气象...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉小盼，孙大东，何涛，谭平，肖玥，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51