CN114819753A - 一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,包括建立目标鱼类产卵数与水温、水文过程增量的联合分布,计算水库下游目标鱼类产卵的可使用水量,确定梯级水库促进目标鱼类产卵生态调度的最早起动时机,梯级水库生态优化调度;通过本发明,可大幅度提高梯级水库河段目标鱼类产卵率,有效缓解水库大坝阻隔对河流生态环境的影响,具有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及水生态修复技术领域,尤其涉及一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法。
背景技术
水库的兴建造成河流连续性阻隔,改变了其上下游水文过程,致使包括水温、水深、流速等水生生境条件发生变化,严重影响生活在河流中的鱼类产卵。
为减少水库兴建对鱼类产卵的影响,主要有两种途径:一是通过兴建水库鱼类增殖站,将目标鱼类人工繁殖成功后再放入河道,该类方法能够照顾到鱼类种类较少,并需要大量的经费投入和人工维护;二是通过水库调度模拟目标鱼类的产卵条件从而促进目标鱼类的产卵量,但往往针对单一水库,梯级水库的联合生态调度则研究较少。如何考虑梯级水库为目标鱼类产卵的联合生态调度,并协同梯级间水温、流量涨落、持续时间等综合要求,达到全河段目标鱼类产卵的整体最优,当前尚无成熟的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供了一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,能够最大限度地提高梯级水库目标鱼类产卵率。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
本发明提供了一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,包括以下步骤:
S1、建立目标鱼类产卵数与水温、水文过程增量的联合分布;
S2、计算水库下游目标鱼类产卵使用的水量;
S3、确定梯级水库促进目标鱼类产卵生态调度的最早起动时机;
S4、梯级水库生态优化调度。
进一步,所述S3包括:
进一步,所述S4包括:
进一步,所述梯级水库生态优化调度,为梯级水库的单一水库、部分水库和全部水库为目标鱼类产卵所开展的调度。
进一步,所述水文过程增量指适应鱼类产卵的因保证一定的水位或流量上涨或下降速率和持续天数所需使用的水量;
本发明的有益效果为:可大幅度提高梯级水库河段目标鱼类产卵率,有效缓解水库大坝阻隔对河流生态环境的影响,具有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。
附图说明
图1 为本发明一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法的流程图;
图2为不同温度下目标鱼类产卵数与水文过程增量的关系
图3为攀枝花站来水过程与生态调度目标关系图;
图4为攀枝花站2010~2018年5月~7月日均水温过程线;
图5为试验性生态调度期间梯级上水库运行过程;
图6为试验性生态调度期间梯级下水库运行过程。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,包括以下步骤:
S1、建立目标鱼类产卵数与水温、水文过程增量的联合分布;
其中,目标鱼类包括一种鱼类或多种鱼类的组合。
S2、计算水库下游目标鱼类产卵使用的水量;
S3、确定梯级水库促进目标鱼类产卵生态调度的最早起动时机;
其中,最早起动时机指为梯级水库最早开展促进鱼类产卵的某一水库调度开始时间。
S4、梯级水库生态优化调度。
所述S3包括:
所述S4包括:
其中,多目标协同指鱼类产卵目标与包括但不限于防洪、供水等目标之间的协调,主要体现在对水库上游水位,水库下游水位、流量变化限制。
其中,梯级水库群优化调度指按给定的多目标协同函数,采用各类数学最优化方法求解得到的梯级水库群运行方式。
其中,多目标协同函数包括但不限于目标鱼类产卵数、发电效益、防洪效益、供水效益等的最大化。
所述梯级水库生态优化调度,为梯级水库的单一水库、部分水库和全部水库为目标鱼类产卵所开展的调度。
其中,生态优化调度可为生态调度期间的优化调度,亦可为含有生态调度期的全年最优化调度。
所述水文过程增量指适应鱼类产卵的因保证一定的水位或流量上涨或下降速率和持续天数所需使用的水量;
其中,梯级水库生态调度,可为梯级水库的单一水库、部分水库和全部水库为目标鱼类产卵所开展的调度。
其中,水库限制水库指为防洪、兴利等所设定的限制水位,包括但不限于防洪限制水位、死水位、正常高水位、防洪高水位等。
实施例一
以金沙江中游梯级水电站为例,开展实例研究,验证本专利所提方法的实用性,不同温度条件下金中河段目标鱼类产卵数与水文过程增量的相关关系参见图2。
以金沙江中游不同鱼类自然繁殖为目标,针对不同目标鱼类的调度需求,选取长系列径流成果,假设水文条件满足时,进行金沙江中游梯级水库生态调度模拟,主要针对圆口铜鱼、长薄鳅、长鳍吻鮈等产漂流性卵鱼类产卵所需水文条件开展生态调度,长系列生态调度模拟结果为:金中梯级水电站促进目标鱼类产卵的可使用水量为:未来15天平均入库流量大于1900m3/s,梯级水库前期拦蓄水量1.66亿m3。
通过统计攀枝花5月~7月来水条件,以及与生态调度目标所需水量的分析,满足金中河段生态调度所需水量条件的时间为6月上旬~7月,过程见图3,图中目标1~4对应的是四种目标鱼类的产卵所需水量条件。
通过统计攀枝花多年5~7月分旬水温特征值,参见图4,满足金中河段产漂流性卵鱼类产卵水温条件的时间为5月中旬~7月。
综合金中梯级目标鱼类产卵所需的水量、水温条件,得到满足金中河段生态调度最早启动时机为6月上旬。
依托金中梯级预测来水过程,并根据预见期内的可利用水量和水温数据,以梯级的生态调度满足度和发电保证出力最大化为目标,得到了不同梯级的最佳生态调度实施方案,梯级最佳运行水位过程见图5~6。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求。
Claims (5)
1.一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、建立目标鱼类产卵数与水温、水文过程增量的联合分布;
S2、计算水库下游目标鱼类产卵使用的水量;
S3、确定梯级水库促进目标鱼类产卵生态调度的最早起动时机;
S4、梯级水库生态优化调度。
4.根据权利要求3所述的一种促进鱼类产卵的梯级水库生态调度方法,其特征在于:所述梯级水库生态优化调度,为梯级水库的单一水库、部分水库和全部水库为目标鱼类产卵所开展的调度。
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