【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及河道修复，特别是涉及一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法及系统。
技术介绍
1、生境栖息地是生物个体、种群或群落生活繁衍的场所，是动植物赖以正常生活、生长、觅食、繁殖及其生命史循环中各类活动所需要的场地。研究表明，河流生物群落物种多样性与栖息地异质性存在正相关关系。在河流廊道尺度上，不同类型栖息地的空间异质性为种群动态、种间关系、群落演替以及干扰传播等多种生态过程提供了基础。这种空间异质性主要表现为两个方面，一是水文和水力学因子时空分布及其变异性；二是地貌上各种成分的空间配置及其复杂性。河流地貌多样性特征表现为河流纵坡变化、平面形态的蜿蜒性、河流横断面多样性、河流基质颗粒组成及河流主槽分布状态等。
2、生态丁坝指构建于河道内，以保护和恢复河流自然生境为目的，通过构造多样性的水文水动力条件、恢复地貌空间异质性而建设的丁坝。生态丁坝具有调节水流、改变地貌和颗粒分选等功能。丁坝能够减缓流速，为鱼类和其他水生生物提供避难所，形成低流速区域，创造丰富的流态。丁坝能促进冲刷和淤积，改变水下地形，形成不同水深和不同水温的地貌单元。丁坝的冲刷作用还可以对河流基质进行颗粒分选，导致水流冲刷部位河流基质粗化，淤积部位颗粒细化，在河床形成不同的基质分布。连续布置的丁坝称为丁坝群，丁坝群之间易产生泥沙淤积，创造出鱼类繁衍的产卵场，为柳树、芦苇等植物生长创造条件，对水生生境有更好的保护作用。
3、适当布置的丁坝(群)可以激发所在河段的鱼类栖息地潜力，但目前关于生态丁坝(群)涉及到的水域生态保护技术和鱼类栖息地修复技
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法及系统，有利于栖息地的生态修复，同时提高生态丁坝群的构建效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，包括：
4、获取目标生境栖息地的当前环境数据及待保护生物对象生存数据；所述当前环境数据包括河段地形地貌数据、河床粒径分布数据、河段流量及河段下游水位数据；所述待保护生物对象生存数据包括生物对象的种类及生存环境数据；
5、基于所述当前环境数据及所述待保护生物对象生存数据，通过设置不同的丁坝群布置方式及不同的丁坝结构参数，以确定多种生态丁坝群布设方案；
6、针对每种生态丁坝群布设方案，将所述当前环境数据输入至预设水文水动力及泥沙输移模型，并进行所述生态丁坝群布设方案的模拟，以得到模拟结果；所述模拟结果包括模拟河道水深、模拟河道流速及模拟河道基质冲淤分布图；
7、将所述模拟结果与所述生物对象的生存环境数据进行耦合，以得到生物栖息地可用面积分布图；
8、基于所述生物栖息地可用面积分布图，计算生物栖息地可用总面积；
9、将多个所述生态丁坝群布设方案中，生物栖息地可用总面积最大的生态丁坝群布设方案，标记为最终生态丁坝群布设方案。
10、第二方面，本专利技术提供一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建系统，包括：
11、环境及生物对象确定模块，用于获取目标生境栖息地的当前环境数据及待保护生物对象生存数据；所述当前环境数据包括河段地形地貌数据、河床粒径分布数据、河段流量及河段下游水位数据；所述待保护生物对象生存数据包括生物对象的种类及生存环境数据；
12、丁坝群布设模块，用于基于所述当前环境数据及所述待保护生物对象生存数据，通过设置不同的丁坝群布置方式及不同的丁坝结构参数，以确定多种生态丁坝群布设方案；
13、水动力泥沙模拟模块，用于针对每种生态丁坝群布设方案，将所述当前环境数据输入至预设水文水动力及泥沙输移模型，并进行所述生态丁坝群布设方案的模拟，以得到模拟结果；所述模拟结果包括模拟河道水深、模拟河道流速及模拟河道基质冲淤分布图；
14、栖息地可用面积分布图确定模块，用于将所述模拟结果与所述生物对象的生存环境数据进行耦合，以得到生物栖息地可用面积分布图；
15、栖息地可用总面积确定模块，用于基于所述生物栖息地可用面积分布图，计算生物栖息地可用总面积；
16、最终生态丁坝群布设方案确定模块，用于将多个所述生态丁坝群布设方案中，生物栖息地可用总面积最大的生态丁坝群布设方案，标记为最终生态丁坝群布设方案。
17、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
18、本专利技术公开一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法及系统，基于目标生境栖息地的河段地形地貌数据、河床粒径分布数据、河段流量、河段下游水位数据及待保护生物对象生存数据，通过设置不同的丁坝群布置方式及不同的丁坝结构参数，以确定多种生态丁坝群布设方案；然后基于预设水文水动力及泥沙输移模型，进行任一生态丁坝群布设方案的模拟，得到模拟结果；将模拟结果与生物对象的生存环境数据进行耦合，以得到生物栖息地可用面积分布图，并计算生物栖息地可用总面积；最后将多个生态丁坝群布设方案中，生物栖息地可用总面积最大的生态丁坝群布设方案，标记为最终生态丁坝群布设方案。本专利技术以流速、水深和河底基质为研究参数，通过建立二维水动力泥沙输移模型，耦合二维栖息地模型计算河流指示物种栖息地地貌变化，并基于此确定利于栖息地修复的丁坝群构建方案，从而保证丁坝群在实际构建对于栖息地的生态修复效果；而所采用的模型模拟和计算的方法得到的丁坝群构建方案，相较于现有技术，能够提高生态丁坝群的构建效率，减少人力和物力的投入。
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1.一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述丁坝群布置方式包括基于河道的丁坝布置、基于丁坝型式的布置、基于丁坝数量的丁坝布置；
3.根据权利要求2所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述丁坝长度的范围为0.2～0.4倍的河道宽度；
4.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，获取目标生境栖息地的当前环境数据，具体包括：
5.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述生物对象的生存环境数据包括生存水深、生存流速及生存基准粒径分布。
6.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述生物栖息地可用总面积的计算公式为：
7.根据权利要求2所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，方法还包括：当生态丁坝布设目的为形成深潭地貌时，选择上挑丁坝；当生态丁坝布设目的为增加产卵场、增加淤积边滩时，选择下挑丁坝。p>
8.一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建系统，其特征在于，系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，方法包括：
2.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述丁坝群布置方式包括基于河道的丁坝布置、基于丁坝型式的布置、基于丁坝数量的丁坝布置；
3.根据权利要求2所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，所述丁坝长度的范围为0.2～0.4倍的河道宽度；
4.根据权利要求1所述的用于栖息地修复的生态丁坝群构建方法，其特征在于，获取目标生境栖息地的当前环境数据，具体包括：
5.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵进勇，王琦，张晶，徐伟，丁洋，任锦豪，
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：
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