[发明专利]基于鱼类生境需求的多闸坝平原河流生态流量过程推求方法

说明书

本发明公开了一种基于鱼类生境需求的多闸坝平原河流生态流量过程推求方法，包含：(1)对研究区域采用层次分析方法筛选目标鱼类；(2)针对筛选出的目标鱼类，建立其产卵期、捕食期和越冬期对关键生境因子的定量响应关系曲线；(3)建立水动力水环境模型，并结合定量响应关系曲线，构建栖息地模型，并对栖息地空间特性进行评价；(4)对于产卵期，根据非线性响应关系，采用栖息地法推求对应月份的生态流量，对于捕食期和越冬期，采用水量平衡法推求，最终得出完整水文年生态流量过程。该发明可指导多闸坝平原河流生态修复及保护，对流域水资源规划及配置具有重要的理论与实践意义。

技术领域

本发明涉及水利技术领域，尤其涉及一种多闸坝平原河流生态流量过程推求方法。

背景技术

河流是地球生命的支持系统，是物质传递和能量流动的重要通道。河流蕴藏着丰富的水资源和水能资源，拦河闸坝是人类开发利用河流资源的重要的方式之一。为了满足社会经济发展需要，人类在河流上修建了大量的闸坝工程。闸坝运行在带来巨大社会经济效益的同时，改变了河流原有的物质场和能量场，直接影响生源要素在河流中的生物地球化学行为，进而改变河流生态系统的物种组成、栖息地分布以及相应的生态功能。修复受损河流生态系统，对保障社会经济可持续发展具有重要意义，已经成为水资源开发利用中迫切需要解决的问题。生态流量是保证河流生态功能的最基本要素，也是近年来国际水利科学界广泛关注的热点，建立了包括水文学法、水力学法、栖息地法、综合法及组合分析法等生态流量推求方法。

在我国多闸坝平原河流，生态流量作为生态调度的重要依据还处于初步研究阶段，推求方法多采用水文法或水力学法，以生物生境需求为基础的多闸坝平原河流生态流量推求方法相对较少，尤其在对完整水文年内生态流量过程的推求尚缺乏较为完善的计算方法。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于鱼类生境需求的多闸坝平原河流生态流量过程推求方法，以缓解闸坝运行对下游鱼类栖息环境的影响，为水库的生态调度提供依据。

技术方案：本发明所述的基于鱼类生境需求的多闸坝平原河流生态流量过程推求方法，包括：

(1)对研究区域开展鱼类资源现状调查，然后采用层次分析方法筛选目标鱼类；

(2)针对筛选出的目标鱼类，通过室内胁迫实验及历史资料收集，建立目标鱼类产卵期、捕食期和越冬期对关键生境因子的定量响应关系曲线；

(3)根据研究区域的水文、水质、地形及气象基础数据建立水动力水环境模型，并结合目标鱼类对关键生境因子的定量响应关系曲线，建立面向鱼类生境的栖息地模型，并对栖息地模拟结果进行空间特性分析，分别得出目标鱼类产卵期、捕食期和越冬期栖息地空间特性评价指标与流量之间的非线性响应关系；

(4)对于产卵期的月份，根据产卵期目标鱼类栖息地空间特性评价指标与流量之间的非线性响应关系，采用栖息地法推求对应月份的生态流量，对于捕食期和越冬期，采用水量平衡法推求对应月份的生态流量，从而得到多闸坝平原河流完整水文年生态流量过程。

进一步的，所述步骤(1)具体包括：

(1-1)鱼类资源现状调查：依据研究区域鱼类资源现状及历史资料，确定多闸坝平原河流生态流量计算备选鱼类，其中，鱼类资源现状调查包括调查鱼类的种群数量，测定鱼类群体的结构状况，掌握渔业利用情况，研究鱼类种群和数量变动规律；

(1-2)目标物种筛选：根据鱼类生物学特性制定筛选原则，对备选鱼类运用层次分析法构建判断矩阵，计算各备选种类的排序权值，筛选研究区域对生境要求具有代表性的目标鱼类。

进一步的，所述步骤(2)具体包括：

针对筛选出的目标鱼类，根据鱼类生活史将水文年内不同时段分为产卵期、捕食期及越冬期，选择流速、水深、温度及溶氧为目标鱼类关键生境因子，根据胁迫实验及文献资料得出目标鱼类产卵期、捕食期及越冬期对关键生境因子的定量响应关系曲线。