【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于流量调控，具体涉及一种基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法。
技术介绍
1、鱼类被广泛用作评价和保护河流生态系统的指示性物种，其繁殖行为受河道径流过程的影响显著。水电站建设将改变河道的自然径流过程，阻断鱼类洄游通道，破坏鱼类的栖息地。通过水电站生态调度，下泄适宜的生态流量，以满足鱼类产卵所需的水动力条件，是维护河道生态系统健康的有效方法之一。
2、已有鱼类繁殖期适宜生态流量研究，大多定性研究鱼类繁殖适宜流量，缺乏从鱼类繁殖需求的角度出发对单位时间内流量变化量的量化研究，从而无法精细对河段生态日流量变化进行描述。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，可有效解决上述问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，包括以下步骤：
4、步骤1，对研究河段在保护鱼类繁殖时期的历史流量进行统计分析，确定研究河段的基准流量上限值rfmax和基准流量下限值rfmin；预设定基准流量间距△rf；
5、根据流量调控需求，预设定调控流量增量上限值qfmax和调控流量增量下限值qfmin；预设定调控流量增量间距△qf；
6、步骤2，在基准流量上限值rfmax到基准流量下限值rfmin之间，按基准流量间距△rf遍历，得到n个基准流量，将每个基准流量表示为基准流量rf
7、在调控流量增量上限值qfmax到调控流量增量下限值qfmin之间，按调控流量增量间距△qf遍历，得到m个调控流量增量，将每个调控流量增量表示为调控流量增量qf j，其中，j＝1,2,…,m；
8、步骤3，对于n个基准流量和m个调控流量增量，每个基准流量rfi和每个调控流量增量qf j均计算得到其对应的鱼类适宜重叠率，从而绘制得到基准流量-调控流量增量-鱼类适宜重叠率分布图；
9、步骤4，获得当前日的日流量均值作为基准流量，查找所述基准流量-调控流量增量-鱼类适宜重叠率分布图，得到鱼类适宜重叠率高于预设定值的调控流量增量范围，采用基准流量加上调控流量增量范围，作为下一日流量的流量调控范围。
10、优选的，步骤3中，采用以下方法，得到基准流量rfi和调控流量增量qf j对应的鱼类适宜重叠率：
11、步骤3.1，根据研究河段的基准流量和调控流量增量的取值范围，确定多个研究流量；对于每个研究流量，均得到对应的研究流量鱼类繁殖适宜性云图，方法为：
12、步骤3.1.1，将研究河段格网化为多个网格；将每个网格表示为gridk,采用二维水动力学数值模型，得到每个网格gridk在所述研究流量下的水深和流速；
13、步骤3.1.2，基于每个网格gridk在所述研究流量下的水深和流速，查找预建立的研究河段保护鱼类的水深适宜性曲线和流速适宜性曲线；其中，水深适宜性曲线为水深和鱼类繁殖水深适宜性指数的关系曲线；流速适宜性曲线为流速和鱼类繁殖流速适宜性指数的关系曲线，得到每个网格gridk在所述研究流量下的鱼类繁殖水深适宜性指数dk和鱼类繁殖流速适宜性指数vk；
14、步骤3.1.3，采用下式，得到每个网格gridk在所述研究流量下的鱼类繁殖适宜性指数csfk：
15、csfk＝vk×dk×ck
16、其中：ck代表网格gridk在所述研究流量下的底质因子适宜性指数，取值范围为0～1；底质因子适宜性指数根据现场收集的鱼类产卵场底质条件确定，符合其产卵底质条件时，ck取值为1，不符合其产卵底质条件时，ck取值为0；
17、步骤3.1.4，采用下式，得到每个网格gridk在所述研究流量下的鱼类适宜栖息地面积wuak：
18、wuak＝csfk×ak
19、其中：ak是网格gridk在水平面上的投影面积；
20、步骤3.1.5，基于每个网格gridk在所述研究流量下的鱼类适宜栖息地面积wuak，得到在所述研究流量下的鱼类繁殖适宜性云图；
21、步骤3.2，采用下式，得到调控流量f:
22、f＝rfi+qfj
23、步骤3.3，分别以基准流量rfi和调控流量f作为研究流量，查找步骤3.1得到的鱼类繁殖适宜性云图，得到基准流量rfi对应的第一鱼类繁殖适宜性云图和调控流量f对应的第二鱼类繁殖适宜性云图；
24、步骤3.4，预设定鱼类繁殖适宜性阈值，计算得到第一鱼类繁殖适宜性云图和第二鱼类繁殖适宜性云图在鱼类繁殖适宜性高于鱼类繁殖适宜性阈值的鱼类适宜重叠率。
25、优选的，步骤3.4具体为：
26、将第一鱼类繁殖适宜性云图进行二值化处理，将鱼类繁殖适宜性大于0.5的区域标记为黑色，其他区域为白色，得到二值化处理后的第一鱼类繁殖适宜性云图；
27、将第二鱼类繁殖适宜性云图进行二值化处理，将鱼类繁殖适宜性大于0.5的区域标记为黑色，其他区域为白色，得到二值化处理后的第二鱼类繁殖适宜性云图；
28、采用下式，得到二值化处理后的第一鱼类繁殖适宜性云图和二值化处理后的第二鱼类繁殖适宜性云图的鱼类适宜重叠率：
29、
30、其中：
31、roverlap为二值化处理后的第一鱼类繁殖适宜性云图和二值化处理后的第二鱼类繁殖适宜性云图的鱼类适宜重叠率；
32、afirst为二值化处理后的第一鱼类繁殖适宜性云图的适宜性分布面积；
33、asecond为二值化处理后的第二鱼类繁殖适宜性云图的适宜性分布面积。
34、本专利技术提供的基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法具有以下优点：
35、本专利技术提供的基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，通过定量评估不同基准流量下不同流量变化量时鱼类适宜产卵区域的重叠率，进而得出河段生态流量变化量约束值。该方法可适用于不同研究河段、不同产卵性质鱼类，适应性好，实用性强，可有效降低水电站调度运行对河段水生生态及鱼类繁殖的不利影响，促进水电可持续高质量发展。
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1.一种基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，其特征在于，步骤3中，采用以下方法，得到基准流量RFi和调控流量增量QF j对应的鱼类适宜重叠率：
3.根据权利要求2所述的基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，其特征在于，步骤3.4具体为：
【技术特征摘要】
1.一种基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于鱼类适宜生境重叠率的河段生态日流量变化调控方法，其特征在于，步骤3中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾洪宾，章国勇，王伟营，薛联芳，姜昊，
申请(专利权)人：水电水利规划设计总院，
类型：发明
国别省市：
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