[发明专利]一种闸坝调控对鱼类栖息地空间特性影响的量化分析方法

摘要

本发明公开了一种闸坝调控对鱼类栖息地空间特性影响的量化分析方法，该方法首先对研究区域鱼类资源现状进行调查，筛选目标鱼类；针对筛选出的目标鱼类，通过室内胁迫实验及历史资料，建立目标鱼类对关键生境因子的定量响应关系曲线；收集研究区域水文及地形等基础资料建立水动力水环境模型，结合目标鱼类对关键生境因子的响应曲线构建面向鱼类生境的栖息地模型；引入景观生态学的理论与方法对面向鱼类生境的栖息地模拟结果进行空间特性评价，定量分析闸坝运行对鱼类栖息地空间特性的影响。该发明可指导多闸坝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。

主权项

1.一种闸坝调控对鱼类栖息地空间特性影响的量化分析方法，其特征在于该方法包括：(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进一步筛选目标鱼类；(2)针对筛选出的目标鱼类，通过室内胁迫实验及历史资料，建立目标鱼类对关键生境因子的定量响应关系曲线；(3)收集研究区域的水文、水质、地形及气象基础数据，建立水动力水环境模型，结合目标鱼类对关键生境因子的响应曲线构建面向鱼类生境的栖息地模型；具体包括：(3‑1)面向鱼类生境的栖息地模型构建：收集研究区域的水文、水质、地形及气象基础数据，根据所述基础数据采用开源模型SELFE建立水动力水环境模型，其中，水动力水环境模型的控制方程具体包括：A、连续方程：B、动量方程：C、温度和盐度输运方程：其中，u(x,y,z,t)为水平速度，单位为m·s^‑1，在公式中缩写为u；t为时间，单位为s；(x,y)为笛卡尔坐标，单位为m；z为垂向坐标，向上为正，单位为m；η(x,y,t)为自由面水位，单位为m，在公式中缩写为η；h(x,y)为水深，单位为m，在公式中缩写为h；w为垂向对流速度，单位为m·s^‑1；H_R为垂向坐标，单位为m；为潮汐势函数，单位为m，在公式中缩写为ρ(x,y,z,t)为水体的密度，在公式中缩写为ρ，默认取值为ρ₀＝1025kg/m³；P_A(x,y,t)为自由水面的大气压强，单位为N·m^‑2，在公式中缩写为P_A；f为柯氏力因子，单位为s^‑1；g为重力加速度，单位为m·s^‑2；k为符号因子；α为有效地球弹性因子，为0.69；S,T为水体的温度和盐度，盐度单位为psu，温度单位为℃；ν为垂直涡粘度，单位为m²·s^‑1；κ为垂向扩散系数，单位为m²·s^‑1；μ为水平涡粘度，单位为m²·s^‑1；Q为太阳辐射吸收率，单位为W·m^‑2；C_p为水的比热，单位为J·kg·K^‑1；F_s、F_h为输运方程的水平扩散项；(3‑2)将目标鱼类对关键生境因子的定量响应关系曲线和水动力水环境模型做为输入参数，采用软件CASIMIR建立面向鱼类生境的栖息地模型，并根据历史资料和现状调查数据，验证模型可靠性；(4)引入景观生态学的理论与方法对栖息地模型的模拟结果进行空间特性评价，定量分析闸坝运行对鱼类栖息地空间特性的影响。