[發明專利]一種基流加脈沖的魚類產卵期生態流量設計方法

有效

• 申請號: 201910561123.5
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110348083B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 尹正杰;許繼軍;吳江;李清清;楊春花;王冬;董玲燕;肖雪;宋權;王孟霞
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/2458;G06F119/12
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明提供一種基流加脈沖的魚類產卵期生態流量設計方法，通過開展水庫下游河段的代表性魚類早期資源監測，調查水庫蓄水運行前后代表性魚類產卵繁殖情況的變化，分析水文情勢變化對代表性魚類產卵繁殖的影響，識別影響魚類產卵繁殖的關鍵水文要素指標，采用“基流+高流量(洪水)脈沖”的生態流量設計思路，根據可持續邊界方法(Sustainability Boundary Approach，SBA)確定基流，在基流的基礎上加上具有特定生態意義的高流量(或洪水)脈沖構成完整的生態流量需求，實現魚類產卵期生態流量的設計。

技術領域

本發明涉及河道水生生物適宜生態流量研究領域，具體是一種基流加脈沖的魚類產卵期生態流量設計方法。

背景技術

隨著梯級水庫的建設和投運，水庫下游河段的水文情勢發生了一定程度的改變，勢必對下游河段內生活、繁育的魚類產生不利影響，特別是對水文過程變化反應比較敏感的產漂流性卵的魚類。為此亟需提出滿足產漂流性卵魚類需求的生態流量過程。

目前，河流生態流量計算方法大體上可以分為四類，包括：水文學法、水力學法、生境模擬法和整體分析法。水文學方法主要依靠對河流歷史流量數據為基礎，通過對水文數據指標的統計分析得到河流生態流量需求。水力學法根據河道水力參數(如水深、流速和濕周等)分析確定河流所需流量。這兩種方法對數據要求不高，目前應用較多，缺點是沒有與生物需求相結合，缺乏明確的生態含義。生境模擬法主要依據生物對象的棲息地適宜度曲線，計算不同流量條件下的河段水深、流速、水質等棲息地參數，通過棲息地指標和流量的關系確定合適的生態流量范圍。整體分析法是從河流生態系統整體出發，在認識理解河流生態系統各要素(如底棲、浮游、魚類、河岸帶群落)之間關系的基礎上，提出滿足河流生態系統需求的流量需求。這兩種方法具有較好的生態機理，但對河流生態環境數據要求較高，分析計算也很復雜，應用上存在一定困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有生態流量計算方法中水文學和水力學方法缺乏生態機理，生境模擬法和整體法對生態數據要求高和計算復雜的問題，基于對魚類早期資源(魚類卵苗)的監測資料，提出一種滿足產漂流性卵魚類產卵需求的基流加脈沖的生態流量設計方法，以恢復因水庫運行而受到影響的關鍵生態水文過程，為開展梯級水庫生態調度、促進魚類資源保護提供技術支撐。

本發明提出的一種基流加脈沖的魚類產卵期生態流量設計方法，包括如下步驟：

步驟一：監測代表性魚類早期資源，得到魚類產卵期的逐日產卵數據序列

(1)采集魚卵和魚苗樣本

在水庫下游河段選取典型魚類產卵場調查斷面，在斷面左岸、江中和右岸分別設置3個采集點，每個采集點在江水表層、中層和底層通過網具收集魚卵和魚苗，每次采集時間為10-15min，同時記錄水位、流速、水溫等參數，具體可以LS45A型流速儀記錄網口流速，以YSI pro ODO型溶氧儀記錄調查江段水溫。采集網具為50目圓錐網，網長2.5m，網口面積0.196m²，網后接圓柱形集苗器(長20cm，直徑12cm)，樣本采集斷面的代表站水文數據來源全國水雨情信息網。

(2)鑒定采集卵苗的種類

監測方法依據《內陸水域漁業自然資源調查手冊》進行，同時參考易伯魯、長江四大家魚產卵場調查隊、余志堂、劉樂和等人研究方法進行。通過觀察及測量卵徑、胚體長、卵色澤、發育期及其它特征進行鑒定，對采集的卵苗進行分類，對于當場不能鑒定的種類，將其樣本保存于95％的乙醇中，帶回實驗室提取魚卵DNA，經PCR擴增細胞色素B進行測序，使用DNA STAR軟件包中的SeqMan對返回序列進行檢查，然后在NCBI網站中進行比對，以序列相似度最高為鑒定標準。

(3)估算產卵規模

某日流經斷面的卵苗總徑流量Nm(單位：粒或尾)，是24h內定時采集的卵苗徑流量之和(∑M)與前后兩次采集之間非采集時間內計算出的卵苗徑流量之和(∑M＇)的總和，即