[發明專利]基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法

在審

• 申請號: 202011277792.9
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112502088A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 鄒朝望;劉賢才;黎育紅;孫媛媛;劉伯娟;張平
• 申請（專利權）人: 湖北省水利水電規劃勘測設計院
• 主分類號: E02B1/00
• 分類號: E02B1/00;E02B1/02;E02B3/02;A01K61/10
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：包含以下步驟：

首先，確定需要保護的目標魚類；然后，確定所述目標魚類的產卵必須條件；

再然后，采集流域梯級樞紐數據；

接下來，根據所述目標魚類的產卵必須條件，確定特殊生境保護地的水文水利學需求；

再接下來，根據所述水文水利學需求，制定梯級樞紐聯合生態調度方案；

再接下來，根據所述梯級樞紐聯合生態調度方案，建立生態調度模型；

最后，對所述生態調度模型進行模擬計算，得到所述梯級樞紐聯合生態調度方案所需的上游水庫下泄流量；然后將計算所得的梯級樞紐聯合生態調度方案所需的上游樞紐下泄流量帶入所述梯級樞紐聯合生態調度方案執行。

2.根據權利要求1所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：

所述流域梯級樞紐數據包含流域斷面地形數據、出入境流量數據、水位數據、水利樞紐的工程建設數據、河道的水動力參數和流域多年徑流數據。

3.根據權利要求1所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：

所述目標魚類的產卵必須條件包含漲水幅度和漲水持續時間。

4.根據權利要求1所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：

所述水文水利學需求包含洪峰上漲持續時間、水位日上漲率、產卵起漂流速、卵孵化流速、漂流性魚卵孵化時間、流程和產卵水溫。

5.根據權利要求1所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：所述梯級樞紐聯合生態調度方案包含以下步驟：

首先，在調度洪峰流量到達前，對中下游梯級樞紐進行預泄；

然后，實施聯合敞泄，打開所述目標魚類洄游上溯通道；

接下來，在所述目標魚類順利洄游至上游后，通過上級梯級樞紐下泄來水及區間洪水，制造洪水脈沖；

最后，所述目標魚類孵化完成后，逐步回蓄至正常的蓄水位。

6.根據權利要求2所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：所述生態調度模型為采用MIKE11構建的圣維南方程組，包含連續方程和動量守恒方程；其中，所述連續方程按下式表達：

其中：q為單位長度河道上分布的旁側入流流量，單位為m²/s；t為時間，單位為s；x為距水道中事先根據需求由人工指定的固定斷面沿流程的距離，單位為m；Q為x處，t時刻過水斷面的流量，單位為m³/s；A為所述過水斷面的面積，單位為m²；

所述動量守恒方程按下式表達：

其中：h為x處，t時刻所述過水斷面的水底高程，單位為m；R為水力半徑，單位為m；g為重力加速度，單位為m/s2；α為動量矯正系數，等于單位時間內，河道水流通過所述過水斷面的總動量與斷面平均動量的比值，α≥1；C為謝才系數，按下式計算：

其中：n為用于反映壁面粗糙對水流的影響的糙率。

7.根據權利要求6所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：所述過水斷面的面積通過以下步驟計算：

首先，判斷已測得的過水斷面圖的橫縱向比例尺是否相同；

然后，根據判斷結果做出如下操作：

如果所述已測得的過水斷面圖的橫縱向比例尺相同，則采用求積儀直接量算，或采用方格法直接量算；

否則，將所述已測得的過水斷面圖劃為多個梯形和多個三角形的組合；然后對各個梯形和三角形分別計算面積；最后將所有梯形和三角形的面積匯總求和。

8.根據權利要求6所述的基于實測數據的特殊生境保護地水利調度分析方法，其特征在于：所述水力半徑按下式計算：

其中：X為用于表示所述過流斷面上的流體與固體壁面接觸的周界線長度的濕周，單位為m；所述濕周不包含與空氣接觸的周長部分。