CN113468825A - 鱼类洄游生态流量的确定方法和装置 - Google Patents

鱼类洄游生态流量的确定方法和装置 Download PDF

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CN113468825A CN202010244943.4A CN202010244943A CN113468825A CN 113468825 A CN113468825 A CN 113468825A CN 202010244943 A CN202010244943 A CN 202010244943A CN 113468825 A CN113468825 A CN 113468825A
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胡鹏
杨泽凡
王伟泽
曾庆慧
刘欢
潘剑光
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Abstract

本发明实施例提供一种鱼类洄游生态流量的确定方法和装置，根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；根据待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。由于考虑了鱼类的洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，使得在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，提高了计算结果的准确度。

Description

鱼类洄游生态流量的确定方法和装置
技术领域
本发明涉及河流生态流量研究技术领域，尤其涉及一种鱼类洄游生态流量的确定方法和装置。
背景技术
鱼类是河流生态保护修复的关键指示物种，量化鱼类生活史的水文动力需求，建立相应的生态水文关系，是发展具有物理机制的河流生态流量计算方法的基础。
现有基于鱼类水文需求的河流生态流量计算方法中，占主导地位的是以河道内流量递增法(Instream Flow Incremental Methodology，简称：IFIM)为代表的物理栖息地建模相关理论和方法，通过评估河流在不同流量条件下目标物种各生命阶段的适宜栖息地数量和质量，进而得到不同时期河流适宜生态流量。
现有技术中的河道内流量递增法仅针对鱼类适宜栖息地面积进行评价，但并未考虑目标物种是否能顺利到达产卵场河段，即没有考虑鱼类洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，导致在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，计算结果的准确度不高。
发明内容
本发明实施例提供一种鱼类洄游生态流量的确定方法和装置，由于考虑了鱼类的洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，提高了计算结果的准确度。
第一方面，本发明提供一种鱼类洄游生态流量的确定方法，包括：
根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；
根据所述待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；
根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；
建立所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
可选地，所述根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模型计算鱼类洄游适宜河道总长度，包括：
根据所述水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在所述不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定所述断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；所述第一河段为所述N个河段中的任意一个河段；N为大于或者等于2的整数；
根据所述断面平均流速和所述鱼类洄游流速适宜度曲线，确定所述第一河段的流速适宜度指数；并根据所述断面平均水深和所述鱼类洄游水深适宜度曲线，确定所述第一河段的水深适宜度指数；
根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度。
可选地，所述根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度，包括：
计算所述N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；
将所述N个乘积的和确定为所述鱼类洄游适宜河道总长度。
可选地，所述根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量，包括：
根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，确定所述鱼类洄游生态流量。
可选地，所述分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线，包括：
根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据所述鱼类洄游的最小刺激流速和所述鱼类洄游的适宜流速建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线；
根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据所述鱼类洄游的最小刺激水深和所述鱼类洄游的适宜水深建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
可选地，根据所述鱼类洄游适宜河道总长度和所述待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；
根据所述鱼类洄游生态流量的持续时间和所述鱼类洄游生态流量确定所述鱼类洄游生态流量过程。
第二方面，本发明实施例提供一种鱼类洄游生态流量的确定装置，包括：
曲线建立模块，用于根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；
模型建立模块，用于根据所述待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；
处理模块，用于根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；建立所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
可选地，所述处理模块，具体用于根据所述水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在所述不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定所述断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；所述第一河段为所述N个河段中的任意一个河段；N为大于或者等于2的整数；根据所述断面平均流速和所述鱼类洄游流速适宜度曲线，确定所述第一河段的流速适宜度指数；并根据所述断面平均水深和所述鱼类洄游水深适宜度曲线，确定所述第一河段的水深适宜度指数；根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度。
可选地，所述处理模块，具体用于计算所述N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；将所述N个乘积的和确定为所述鱼类洄游适宜河道总长度。
可选地，所述处理模块，具体用于根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，确定所述鱼类洄游生态流量。
可选地，所述曲线建立模块，具体用于根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据所述鱼类洄游的最小刺激流速和所述鱼类洄游的适宜流速建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线；
所述曲线建立模块，具体用于根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据所述鱼类洄游的最小刺激水深和所述鱼类洄游的适宜水深建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
可选地，所述处理模块，还用于根据所述鱼类洄游适宜河道总长度和所述待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；根据所述鱼类洄游生态流量的持续时间和所述鱼类洄游生态流量确定所述鱼类洄游生态流量过程。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器；
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于读取存储器存储的计算机程序，并根据所述存储器中的计算机程序执行如第一方面中任一所述的鱼类洄游生态流量的确定方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如第一方面中任一所述的鱼类洄游生态流量的确定方法。
本发明提供一种鱼类洄游生态流量的确定方法和装置，通过根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息、河道的流量、河道的水深、以及河道的流速建立水动力学模型；根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。由于考虑了鱼类的洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，使得在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，提高了计算结果的准确度。
应当理解，上述发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明实施例提供的一种鱼类洄游生态流量的确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的鱼类洄游流速适宜度曲线图；
图3为本发明实施例提供的鱼类洄游水深适宜度曲线图；
图4为本发明实施例提供的不同流量下沿程流速分布示意图；
图5为本发明实施例提供的鱼类洄游适宜河道总长度与流量关系曲线图；
图6为本发明实施例提供的另一种鱼类洄游生态流量的确定方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的乌裕尔河鱼类洄游生态流量过程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种鱼类洄游生态流量的确定装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明的实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。在本发明的文字描述中，字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种鱼类洄游生态流量的确定方法的流程示意图，如图1所示，本实施例提供的鱼类洄游生态流量的确定方法包括以下几个步骤：
S101：根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线。
其中，鱼类洄游流速适宜度曲线用于指示鱼类洄游流速与适宜度之间的关系，鱼类洄游水深适宜度曲线用于指示鱼类洄游水深与适宜度之间的关系。
需要说明的是，待研究鱼类属于洄游型鱼类，洄游型鱼类在洄游时需要一定的河流流速刺激进行上溯，同时为持续上溯河道的连续性，还需要一定的水深条件，其中，流速和水深就是鱼类洄游过程中需要的刺激水文条件。
可以理解的是，本发明实施例中，先确定待研究鱼类的具体类型为洄游型鱼类，例如：草鱼、鲤鱼、鲫鱼，但本发明实施例对此不作限定，仅以此作为例子进行详细说明，再获取这些鱼类的洄游过程的水文条件，即鱼类洄游过程所需的水深、流速以及在不同水深及流量下的适宜度，最后根据水深、流速以及在不同水深及流量下的适宜度，分别建立鱼类洄游流速与适宜度曲线和鱼类洄游水深与适宜度曲线。
示例的，在本发明实施例中，在建立鱼类洄游流速适宜度曲线时，可以根据野外观察和室内试验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线。
其中，鱼类洄游的最小刺激流速是指能够是鱼类感受到刺激的流速；鱼类洄游的适宜流速是指能够使鱼类迅速开始上溯的临界流速，例如：根据人工河道鱼类上溯实验可以知道，鱼类在流速大于0.2m/s，能够感受到来流刺激，流速超过0.35m/s鱼类能较为迅速的开始上溯，则鱼类洄游的最小刺激流速为0.2m/s，鱼类洄游的适宜流速为0.35m/s。
可以理解的是，本实施例中，可以通过实验方法建立类洄游流速适宜度曲线，即根据人工河道鱼类上溯实验的实验结果获取到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线，如图2所示，图2为本发明实施例提供的鱼类洄游流速适宜度曲线图。
示例的，在本发明实施例中，在建立待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线时，可以根据野外观察和室内试验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深建立待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
其中，鱼类洄游的最小刺激水深是指能够是鱼类感受到刺激的水深；鱼类洄游的适宜水深是指能够使鱼类迅速开始上溯的临界水深。例如：根据人工河道鱼类上溯实验可以知道，鱼类在水深小于0.2m时，能够在短距离内迅速通过，但绝不是长时间自由游动的适宜条件，结合实验可知，在流速及其他水文条件一致的情况下，实验鱼群在超过0.3m的水深条件下，游泳能力相对更强，则鱼类洄游的最小刺激水深为0.2m/s，鱼类洄游的适宜水深至少在.35m/s以上。
可以理解的是，本实施例中，可以通过实验方法建立类洄游水深适宜度曲线，即根据人工河道鱼类上溯实验的实验结果获取到鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深建立待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线，如图3所示，图3为本发明实施例提供的鱼类洄游水深适宜度曲线图。
S102：根据待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型。
需要说明的是，水动力学模型的建立过程主要包括地形资料整理、输入文件制作、初始条件和边界条件的确定、主要参数的率定和模拟结果验证等。
示例的，地形资料的整理依据乌裕尔河实测大断面资料，克山至依安河段共收集河道横断面37个，全长72km，断面平均间距1.6km，各横断面约有20-50个测点。
将河道的河网信息、河道的断面信息、边界条件(河道的流量)作为模型输入文件，模型输入文件的制作是模型模拟的基础和前提，根据收集的地形资料提取河网信息，模型根据河网文件判断河流走向和模拟长度，模拟河段为乌裕尔河干流克山大桥到依安大桥站；断面信息以模拟河段中对应大断面位置及地形数据，根据各断面到克山大桥站的距离确定，共37个断面信息，模型通过断面信息刻画河道地形物理特性。结合模拟河段范围及干支流交汇情况，选取依安大桥站、克山大桥站、双河站、古城站实测水文资料作为初始条件。以上游克山大桥水文站断面作为入流断面、以依安大桥水文站断面作为出流断面，入流断面输入克山站逐日径流实测数据作为上边界条件，出流断面以同时期依安大桥站逐日水位实测数据作为下边界条件。乌裕尔河两条最大的支流鳌龙沟和润津河在模拟河段内汇入干流，分别在干支流交汇口处，以点源形式汇入至模拟河道内，由于古城站和双河站基本位于所在支流的最下游，因此分别以各水文站实测流量数据作为边界条件。
需要说明的是，本实施例中，根据待研究鱼类的洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线以及根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息以及河道的流量建立水动力学模型，这两个步骤不分先后顺序，既可以先建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线，再根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息以及河道的流量建立水动力学模型，也可以先根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息以及河道的流量建立水动力学模型，再建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线，本发明实施例中对此不做限定。
S103：根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度。
需要说明的是，鱼类洄游流速适宜度曲线反应了鱼类洄游的流速与对应的适宜度指数之间的映射关系，鱼类洄游水深适宜度曲线反应了鱼类洄游的水深与对应的适宜度指数之间的映射关系，水动力学模型可以确定出每一个断面在不同预设流量下平均流速和水深，因此，本实施例中，根据鱼类洄游的流速与对应的适宜度指数之间的映射关系、鱼类洄游的水深与对应的适宜度指数之间的映射关系和每一个断面在不同预设流量下平均流速和水深就可以确定出水动力学模型计算鱼类洄游适宜河道总长度，其中，鱼类洄游适宜河道总长度是不同流量下每一个断面对应的适宜河段长度的和。
示例的，在根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模型计算鱼类洄游适宜河道总长度时，可以先根据水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；第一河段为N个河段中的任意一个河段；并根据断面平均流速和鱼类洄游流速适宜度曲线，确定第一河段的流速适宜度指数；并根据断面平均水深和鱼类洄游水深适宜度曲线，确定第一河段的水深适宜度指数；再根据第一河段的长度、第一河段的流速适宜度指数以及第一河段的水深适宜度指数计算鱼类洄游适宜河道总长度。
示例的，在根据水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度时，可以利用水动力学模型进行数值模拟，对比不同方案情景下流场模拟结果与鱼类产卵期流速需求条件，结合图2所得鱼类洄游流速适宜度曲线，在水动力模拟的基础上，参照物理栖息地模拟理论，研究满足典型鱼类洄游条件的流量范围，基于水动力学模拟结果，分析并确定不同流量下沿程断面平均水深和断面平均流速，并得到如图4所示的不同流量下沿程流速分布示意图，并计算平均流速达到最小刺激流速和适宜流速的第一河段的长度，第一河段为N个河段中的任意一个河段。
示例的，在根据断面平均流速和鱼类洄游流速适宜度曲线，确定第一河段的流速适宜度指数；并根据断面平均水深和鱼类洄游水深适宜度曲线，确定第一河段的水深适宜度指数时，可以根据建立的鱼类洄游流速与适宜度的对应关系，查找第一河段对应的断面平均流速对应的适宜度指数，将该适宜度指数确定为该平均流速对应的适宜度指数；根据建立的鱼类洄游水深与适宜度的对应关系，查找第一河段对应的断面平均水深对应的适宜度指数，将该适宜度指数确定为该平均水深对应的适宜度指数。
示例的，在根据第一河段的长度、第一河段的流速适宜度指数以及第一河段的水深适宜度指数计算鱼类洄游适宜河道总长度时，可以先计算N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；再将N个乘积的和确定为鱼类洄游适宜河道总长度。计算公式如下：
Figure BDA0002433750200000101
式中：WUL为鱼类洄游适宜河道总长度；VN、DN分别为第N断面平均流速和平均水深，f(VN)和f(DN)分别为第N断面的流速适宜度指数和水深适宜度指数，由对应的适宜度曲线获得，LN为研究河段第N断面控制河道长度。
S104：建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
可以理解的是，S103中已经得到了不同流量下对应的鱼类洄游适宜河道总长度，则建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，该映射关系的表示形式有很多种，可以用表格、数组、曲线图等形式表示，本发明实施例是用鱼类洄游适宜河道总长度与流量关系曲线图来表示，这样最直观，数据最全，同时可以看出随着流量的增加，鱼类洄游适宜河道总长度的变化趋势，根据鱼类洄游适宜河道总长度的变化曲线中的转折点即拐点来确定出鱼类洄游的生态流量。
需要说明的是，根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量时，将鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系以鱼类洄游适宜河道总长度与流量关系曲线图的形式表示，如图5示，图5为本发明实施例提供的鱼类洄游适宜河道总长度与流量关系曲线图，然后根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，其中，拐点是指是曲线图从递增到平缓的转折点，确定鱼类洄游生态流量。由鱼类洄游适宜河道总长度与流量关系曲线图可以看出，当流量超过12m3/s时，鱼类洄游适宜河道长度不再随着流量增加而显著变化，因此综合确定12m3/s为鱼类洄游生态流量。
本实施例中，通过根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息、河道的流量、河道的水深、以及河道的流速建立水动力学模型；根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。由于考虑了鱼类的洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，使得在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，提高了计算结果的准确度。
基于上述实施例一所示的方案，在不同流量下，建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量之后，还可以确定鱼类洄游生态流量过程，可参见下述实施例二中的相关描述。
实施例二
图6本发明实施例提供的另一种鱼类洄游生态流量的确定方法的流程示意图，如图6所示，本实施例提供的鱼类洄游生态流量的确定方法包括以下几个步骤：
S601：根据鱼类洄游适宜河道总长度和待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间。
需要说明的是，确定了鱼类洄游所需的生态流量后，还可以建立鱼类洄游生态流量过程，则需要确定待研究鱼类的鱼类洄游速度，然后根据鱼类洄游适宜河道总长度和待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间，即鱼类洄游适宜河道总长度除以待研究鱼类的鱼类洄游速度，得到鱼类洄游生态流量的持续时间。例如：根据乌裕尔河典型鱼类的调查，生殖洄游期为5-7月，即保证洄游期各月份均发生一次持续生态流量过程，持续时间综合考虑主要鱼类的洄游速度及河段长度，其中，典型鱼类(草鱼)洄游上溯平均速度为0.1m/s，洄游通道长度约为72km，因此综合确定各月份持续时间均为8天。
S602：根据鱼类洄游生态流量的持续时间和鱼类洄游生态流量确定鱼类洄游生态流量过程。
可以理解的是，根据鱼类洄游生态流量的持续时间、鱼类洄游生态流量以及发生洄游的发生时间确定出鱼类洄游生态流量过程。例如：乌裕尔河鱼类的洄游生态流量为12m3/s，洄游持续时间8天，并且在5-7月份各发生一次鱼类洄游过程，则建立乌裕尔河鱼类洄游生态流量过程，如图7所示，图7为本发明实施例提供的乌裕尔河鱼类洄游生态流量过程示意图，使得根据该乌裕尔河鱼类洄游生态流量过程示意图采取相应的措施，保证洄游鱼类顺利到达上游产卵区域，同时提供鱼类产卵信号和方向指引、维护洄游通道畅通，使鱼类顺利到达产卵河段。
本发明提供的实施例，通过根据待研究鱼类的洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；根据待研究鱼类所在河道的河网信息、河道的断面信息以及河道的流量建立水动力学模型；根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模型计算鱼类洄游适宜河道总长度；在不同流量下，建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量；根据鱼类洄游适宜河道总长度和待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；根据鱼类洄游生态流量的持续时间和鱼类洄游生态流量确定鱼类洄游生态流量过程。由于考虑了鱼类的洄游过程及其在洄游过程中所需的水文条件，在计算鱼类洄游过程中的河流生态流量时，提高了计算结果的准确度，使得根据鱼类洄游生态流量过程采取相应的措施，以保证洄游鱼类顺利到达上游产卵区域，同时提供鱼类产卵信号和方向指引、维护洄游通道畅通，使鱼类顺利到达产卵河段。
实施例三
图8为本发明实施例提供的一种鱼类洄游生态流量的确定装置的结构示意图，如图8所示，本实施例提供的鱼类洄游生态流量的确定装置80包括：曲线建立模块801，模型建立模块802，处理模块803。
其中，曲线建立模块801，用于根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；
模型建立模块802，用于根据待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；
处理模块803，用于根据鱼类洄游流速适宜度曲线、鱼类洄游水深适宜度曲线以及水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；
处理模块803，用于建立鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
可选地，处理模块803，具体用于根据水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；第一河段为N个河段中的任意一个河段；N为大于或者等于2的整数；处理模块803，具体用于根据断面平均流速和鱼类洄游流速适宜度曲线，确定第一河段的流速适宜度指数；并根据断面平均水深和鱼类洄游水深适宜度曲线，确定第一河段的水深适宜度指数；处理模块803，具体用于根据第一河段的长度、第一河段的流速适宜度指数以及第一河段的水深适宜度指数计算鱼类洄游适宜河道总长度；处理模块803，具体用于计算N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；处理模块803，体用于将N个乘积的和确定为鱼类洄游适宜河道总长度。
可选地，处理模块803，具体用于根据鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，确定鱼类洄游生态流量。
可选地，曲线建立模块801，具体用于根据野外观察和室内试验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速建立待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线；
曲线建立模块801，具体用于根据野外观察和室内试验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深建立待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
可选地，处理模块803，还用于根据鱼类洄游适宜河道总长度和待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；根据鱼类洄游生态流量的持续时间和鱼类洄游生态流量确定鱼类洄游生态流量过程。
本发明实施例所示的鱼类洄游生态流量的确定装置80，可以执行上述任一附图所示的实施例中鱼类洄游生态流量的确定方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与鱼类洄游生态流量的确定方法的实现原理及有益效果类似，此处不再进行赘述。
实施例四
图9为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，示例的，请参见图9所示，该电子设备90可以包括存储器901和处理器902。
存储器901，用于存储计算机程序；
处理器902，用于读取存储器901存储的计算机程序，并根据存储器901中的计算机程序执行上述任一实施例所示的鱼类洄游生态流量的确定方法。
可选地，存储器901既可以是独立的，也可以跟处理器902集成在一起。当存储器901是独立于处理器902之外的器件时，电子设备还可以包括：总线，用于连接存储器901和处理器902。
可选地，本实施例还包括：通信接口，该通信接口可以通过总线与处理器902连接。处理器902可以控制通信接口来实现上述电子设备的接收和发送的功能。
本发明实施例所示的电子设备90，可以执行上述任一附图所示的实施例中鱼类洄游生态流量的确定方法的技术方案，其实现原理以及有益效果与鱼类洄游生态流量的确定方法的实现原理及有益效果类似，此处不再进行赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行计算机执行指令时，实现如上述任一实施例的鱼类洄游生态流量的确定方法，其实现原理以及有益效果与鱼类洄游生态流量的确定方法的实现原理及有益效果类似，此处不再进行赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所展示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元展示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。
应理解的是，上述处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital SignalProcessor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific IntegratedCircuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本发明附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
上述计算机可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种鱼类洄游生态流量的确定方法，其特征在于，包括：
根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；
根据所述待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；
根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度；
建立所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模型计算鱼类洄游适宜河道总长度，包括：
根据所述水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在所述不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定所述断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；所述第一河段为所述N个河段中的任意一个河段；N为大于或者等于2的整数；
根据所述断面平均流速和所述鱼类洄游流速适宜度曲线，确定所述第一河段的流速适宜度指数；并根据所述断面平均水深和所述鱼类洄游水深适宜度曲线，确定所述第一河段的水深适宜度指数；
根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度，包括：
计算所述N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；
将所述N个乘积的和确定为所述鱼类洄游适宜河道总长度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量，包括：
根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，确定所述鱼类洄游生态流量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线，包括：
根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据所述鱼类洄游的最小刺激流速和所述鱼类洄游的适宜流速建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线；
根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据所述鱼类洄游的最小刺激水深和所述鱼类洄游的适宜水深建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述鱼类洄游适宜河道总长度和所述待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；
根据所述鱼类洄游生态流量的持续时间和所述鱼类洄游生态流量确定所述鱼类洄游生态流量过程。
7.一种鱼类洄游生态流量的确定装置，其特征在于，包括：
曲线建立模块，用于根据待研究鱼类的野外观察或室内实验，探索其洄游刺激水文条件，分别建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线和鱼类洄游水深适宜度曲线；
模型建立模块，用于根据所述待研究鱼类所在河道的河网信息和河道的断面信息建立水动力学模型；
处理模块，用于根据所述鱼类洄游流速适宜度曲线、所述鱼类洄游水深适宜度曲线以及所述水动力学模拟结果计算不同流量下鱼类洄游适宜河道总长度处理模块；建立所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系，并根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系确定鱼类洄游生态流量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于根据所述水动力学模型确定河道的N个河段中第一河段在所述不同流量下对应的断面平均水深和断面平均流速，并确定所述断面平均流速分别达到鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速时第一河段的长度；所述第一河段为所述N个河段中的任意一个河段；N为大于或者等于2的整数；根据所述断面平均流速和所述鱼类洄游流速适宜度曲线，确定所述第一河段的流速适宜度指数；并根据所述断面平均水深和所述鱼类洄游水深适宜度曲线，确定所述第一河段的水深适宜度指数；根据第一河段的长度、所述第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数计算所述鱼类洄游适宜河道总长度。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于计算所述N个河段中各第一河段的长度与第一河段的流速适宜度指数以及所述第一河段的水深适宜度指数之间的乘积，得到N个乘积；将所述N个乘积的和确定为所述鱼类洄游适宜河道总长度。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于根据所述鱼类洄游适宜河道总长度与流量之间的映射关系对应的曲线中的拐点，确定所述鱼类洄游生态流量。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述曲线建立模块，具体用于根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激流速和鱼类洄游的适宜流速，并根据所述鱼类洄游的最小刺激流速和所述鱼类洄游的适宜流速建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游流速适宜度曲线；
所述曲线建立模块，具体用于根据野外观察和室内实验，分别获取鱼类洄游的最小刺激水深和鱼类洄游的适宜水深，并根据所述鱼类洄游的最小刺激水深和所述鱼类洄游的适宜水深建立所述待研究鱼类对应的鱼类洄游水深适宜度曲线。
12.根据权利要求7-11任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
所述处理模块，还用于根据所述鱼类洄游适宜河道总长度和所述待研究鱼类的鱼类洄游速度，确定鱼类洄游生态流量的持续时间；根据所述鱼类洄游生态流量的持续时间和所述鱼类洄游生态流量确定所述鱼类洄游生态流量过程。
13.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于读取存储器存储的计算机程序，并根据所述存储器中的计算机程序执行如权利要求1至6任一项所述的鱼类洄游生态流量的确定方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如权利要求1至6任一项所述的鱼类洄游生态流量的确定方法。
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