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
专利汇可以提供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专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 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。，下面是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专利的具体信息内容。
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；HR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；PA(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PA；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；Cp为水的比热，单位为J·kg·K-1；Fs、Fh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。
2.根据权1所述的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：
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。
3.根据权1所述的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：
所述步骤(2)具体包括：
针对筛选出的目标鱼类，根据鱼类生物学特性选择流速、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对关键生境因子的定量响应关系曲线。
4.根据权3所述的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：
所述步骤(3-2)具体包括：
(3-2-1)输入因子采用水动力水环境模型的模拟结果，使用软件CASIMIR利用目标鱼类对关键生境因子的定量响应关系曲线建立隶属度函数，采用专家经验法建立规则库，然后进行模糊推理，解模糊化后得到栖息地适宜度的空间分布，即栖息地模型；其中，模糊推理采用Mandani极大极小运算法，解模糊化采用重心法；
(3-2-2)根据历史资料和现状调查数据，验证栖息地模型可靠性。
5.根据权1所述的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：
所述步骤(4)具体包括：
(4-1)根据栖息地模型的模拟结果，对栖息地空间特性进行评价，评价指标包括其栖息地适宜指数、栖息地破碎性指数和连通性指数，各评价指标的计算公式如下：
栖息地适宜指数AHSI：
式中，aj表示研究区域划分网格计算单元j的面积，单位为m2，WUA表示加权栖息地面积，N表示划分出的网格计算单元的个数，HSIj表示网格计算单元j的栖息地适宜性指数；栖息地模型与水动力水环境模型采用同一套网格划分，网格计算单元为三角形；
栖息地破碎性指数HFI：
式中，面积大于设定阈值的栖息地斑块为有效栖息地斑块，研究区域的有效斑块个数定义为ne，有效斑块的面积定义为pe，单位为m2；
栖息地连通性指数HCI：
式中，K为连通性系数；NNDi为斑块i与其他斑块的最短距离，单位为m；
(4-2)将流量设置为不同值，重复步骤(1)-(4)，从而得到目标鱼类栖息地评价指标与流量的非线性关系曲线，根据非线性关系曲线得到闸坝运行后流量改变对下游栖息地空间特性的影响。
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
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
鳊鱼的溶氧耐受范围在4mg/L到12mg/L之间。以鳊鱼产卵期为例，选取流速、水深、温度及溶氧为目标鱼类关键环境因子，根据胁迫实验及文献资料得出鳊鱼产卵期对关键生境因子的定量响应曲线。
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