一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，包括如下步骤：确定采样河段范围，并获取采样河段内所有鱼类产卵场的水文特征；结合水文特征和预设的二维水流数学模型获取采样河段内多组连续的鱼类栖息地参数；基于得到的多组鱼类栖息地参数，采用频率统计确定适合度；以水深、流速、比降、宽深比作为判别指标，计算并分析得到各判别指标在最优适合度下的值；基于各判别指标在最优适合度下的值确定拟平面布置方案；基于所述拟平面布置方案，再次进行水深、流速、比降的适合度分析，直至满足要求从而确定平面布置方案。本发明专利技术既不影响整治建筑物的整治效果，又通过提高鱼类栖息地连通性的方式来减少整治建筑物对附近鱼类栖息地的影响。类栖息地的影响。类栖息地的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法


[0001]本专利技术属于
，具体涉及一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法。

技术介绍

[0002]当前在长江上游这种大型山区通航河流布置航道整治建筑物后，势必会改变整治河段的水动力条件，以及挤占或破坏鱼类的自然栖息空间，对该河段生态系统的影响是不可避免的。因此有必要尽可能地降低对河流生态环境的影响，同时又满足航道整治效果及其质量要求。
[0003]现有专利中，如CN110258437A就为了协调内河航道工程建设与鱼类栖息地保护间的矛盾，而提出了一种内河航道工程中鱼类栖息地的构建方法，其主要是在河流边滩和主航槽内不同区域，分别构建适宜鱼类栖息的多样性生态环境。但是该专利技术方案的出发点是在河段内重新构建鱼类栖息地，其复杂程度可想而知，且很难应用于长江上游山区河流，故可以转换思路，转而对长江上游河段的整治建筑物本身进行结构上的生态优化处理，以尽可能减少整治建筑物对河段内鱼类栖息地的影响。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，取得能减少航道整治建筑物对鱼类栖息地的影响的效果。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，包括如下步骤：
[0007]S1：确定采样河段范围，并获取所述采样河段内所有鱼类产卵场的水文特征；
[0008]S2：结合水文特征和预设的二维水流数学模型获取采样河段内多组连续的鱼类栖息地参数；
[0009]S3：基于步骤S2得到的多组鱼类栖息地参数，采用频率统计确定适合度；
[0010]S4：以水深、流速、比降、宽深比作为判别指标，计算并分析得到各判别指标在最优适合度下的值；
[0011]S5：基于步骤S4中所确定的各判别指标在最优适合度下的值确定拟平面布置方案；
[0012]S6：基于所述步骤S5中的拟平面布置方案，再次进行水深、流速、比降的适合度分析，直至满足要求从而确定平面布置方案。
[0013]进一步完善上述技术方案，步骤S1中所述采样河段指与生态顺坝所处河段的河势、水流条件相似的河段，所述生态顺坝处于采样河段内；
[0014]所述水文特征包括水深、流速和比降以及对应的流量工况。
[0015]进一步地，步骤S2中所述结合水文特征和预设的二维水流数学模型获取采样河段内多组连续的鱼类栖息地参数包括：
[0016]获取采样河段内各处鱼类产卵场的流量和水位信息，并以所述流量和水位信息作为所述二维水流数学模型的边界条件，通过二维水流数学模型计算得到采样河段内各处鱼类产卵场的水深、流速、比降和宽深比数据以及对应的流量工况；
[0017]利用步骤S1得到的所有鱼类产卵场的水文特征对所述二维水流数学模型进行验证；验证通过后，基于二维水流数学模型计算得到生态顺坝周围河段在各级流量工况下多组连续的鱼类栖息地参数，每组鱼类栖息地参数包括水深、流速、比降和宽深比。
[0018]进一步地，步骤S3中，所述采用频率统计确定适合度包括：对步骤S2中二维水流数学模型得到的多组连续的鱼类栖息地参数进行统计分析，得到生态顺坝附近河段的各组鱼类栖息地参数的适宜性分布情况。
[0019]进一步地，所述各判别指标的最优适合度为大于0.5。
[0020]进一步地，步骤S5中，所述基于步骤S4中所确定的各判别指标在最优适合度下的值确定拟平面布置方案包括：
[0021]根据河势初步确定生态顺坝的平面布置位置，根据预设的坝体长度和坝体稳定性要求初步确定生态顺坝上的开孔数量和开孔间隔；
[0022]根据水深、流速在最优适合度下的值确定拟在生态顺坝上的开孔位置；
[0023]根据比降、宽深比在最优适合度下的值确定拟在生态顺坝上的开孔大小。
[0024]进一步地，所述步骤S6具体包括：
[0025]基于二维水流数学模型在预设的时间周期内和各级流量工况下对步骤S5确定的拟平面布置方案中的拟开孔位置进行分析，分析水深、流速和比降是否满足适合度要求，如不满足，则根据最优适合度下的宽深比来调整开孔位置和开孔大小；
[0026]再次在预设的时间周期内和各级流量工况下对调整后的开孔处重新进行水深、流速和比降的适合度分析，直至满足要求从而确定最终的平面布置方案。
[0027]进一步地，所述生态顺坝上的开孔为通孔。
[0028]进一步地，所述预设的时间周期包括3月
‑
7月；所述各级流量工况包括4000m3/s、5000m3/s、6000m3/s、8000m3/s和10000m3/s。
[0029]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0030]本专利技术的一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，为了降低整治建筑物对附近河段生态系统的各鱼类栖息地的影响，选择在坝体上开孔以增加鱼类栖息地的连通性；为了不影响坝体的结构稳定性以及避免随意在坝体上开孔对附近生态环境的影响，故需要对整治河段内多处鱼类栖息地在一定时间内、各级流量工况下的水深、流速、比降和宽深比进行数据采集和分析，直至确定最终在坝体上的开孔位置和大小；这样，既不影响整治建筑物的整治效果，又通过提高鱼类栖息地连通性的方式来减少整治建筑物对附近鱼类栖息地的影响。
附图说明
[0031]图1为实施例的水深适宜性曲线分布图；
[0032]图2为实施例的流速适宜性曲线分布图；
[0033]图3为实施例的比降适宜性曲线分布图；
[0034]图4为实施例的宽深比适宜性曲线分布图；
[0035]图5为实施例的东溪口顺坝平面布置图；
[0036]图6为实施例的拟平面布置方案下各开孔水深流速适合度分布图；
[0037]图7为实施例的拟平面布置方案下左汊比降适合度分布图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：确定采样河段范围，并获取所述采样河段内所有鱼类产卵场的水文特征；S2：结合水文特征和预设的二维水流数学模型获取采样河段内多组连续的鱼类栖息地参数；S3：基于步骤S2得到的多组鱼类栖息地参数，采用频率统计确定适合度；S4：以水深、流速、比降、宽深比作为判别指标，计算并分析得到各判别指标在最优适合度下的值；S5：基于步骤S4中所确定的各判别指标在最优适合度下的值确定拟平面布置方案；S6：基于所述步骤S5中的拟平面布置方案，再次进行水深、流速、比降的适合度分析，直至满足要求从而确定平面布置方案。2.根据权利要求1所述一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，其特征在于：步骤S1中所述采样河段指与生态顺坝所处河段的河势、水流条件相似的河段，所述生态顺坝处于采样河段内；所述水文特征包括水深、流速和比降以及对应的流量工况。3.根据权利要求1所述一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，其特征在于：步骤S2中所述结合水文特征和预设的二维水流数学模型获取采样河段内多组连续的鱼类栖息地参数包括：获取采样河段内各处鱼类产卵场的流量和水位信息，并以所述流量和水位信息作为所述二维水流数学模型的边界条件，通过二维水流数学模型计算得到采样河段内各处鱼类产卵场的水深、流速、比降和宽深比数据以及对应的流量工况；利用步骤S1得到的所有鱼类产卵场的水文特征对所述二维水流数学模型进行验证；验证通过后，基于二维水流数学模型计算得到生态顺坝周围河段在各级流量工况下多组连续的鱼类栖息地参数，每组鱼类栖息地参数包括水深、流速、比降和宽深比。4.根据权利要求1所述一种适用于鱼类栖息地的生态顺坝平面布置方法，其特征在于：步骤S3中，所述采用频率统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅帅，王涛，曾施雨，何艳军，刘辛愉，邵伟峰，苏丽，朱俊凤，何奔，张毅，王艳芳，蒋海燕，
申请(专利权)人：长江重庆航运工程勘察设计院，
类型：发明
国别省市：