[发明专利]面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的梯级水库调控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程生态调控技术领域，特别涉及一种面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的梯级水库调控系统及方法。

背景技术

我国水利工程发展迅速，在金沙江、雅砻江、大渡河、乌江、南盘江、澜沧江等水电基地已形成初具规模的世界级水电工程群，水利水电工程在防洪、发电、灌溉、航运等方面发挥巨大效益的同时也对河流生物资源及其生存环境带来不利影响。水库蓄水后，库区形成了巨大的停滞水域，一方面改变了河流的天然径流过程，使得下游河道的水动力环境发生改变，另一方面由于库内水流变缓，库水更新期加长，水体在太阳辐射和对流混合及热量传输作用下，垂向水温呈现分层现象，在春夏之交的升温期，水库深层取水导致下层低温水体排入下游河道，改变了下游河道的水温条件，又由于水生生物自然繁殖对栖息环境较为敏感，对水文、水动力和水环境有着独特需求和喜好，所以下游水动力条件和水温结构的变化会对水生生物的产卵繁殖和生长发育产生不利影响，而电站的梯级开发加剧了这种影响。

白鲟、达氏鲟、胭脂鱼等产粘沉性卵鱼类受大坝阻隔、水质、航运等因素影响，数量急剧下降，处于濒危状态，梯级电站的运行使这些鱼类产卵场的水文水动力环境和水温结构发生改变，加剧了产粘沉性卵鱼类的减少，因此需要充分认知重大水利水电工程对河流重要水生生物的影响，继而形成科学可行的生态调控方法和技术，在发挥水电工程效益的同时减轻其生态环境影响，这对生态文明建设具有重要意义。

近年来，为减小水利工程建设对下游河道生态环境的影响，尤其是对珍稀鱼类繁殖的影响，许多措施被应用到水利工程中，专利申请号CN201210007401.0公开了一种兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度方法，考虑中华鲟自然繁殖的水文水动力需求及水库的社会经济效益，使水库发挥巨大社会经济效益的同时，有效的保护中华鲟资源；专利申请号CN201210113940.2公开了一种适合家鱼繁殖需求的河道型水库生态调度方法，为家鱼产卵创造合适的水流条件，有效地减轻大坝运行对家鱼产卵造成的影响；专利申请号CN200920113798.5公开了大流量高水头叠梁门型通仓流道分层取水进水口结构，可达到灵活控制下泄水温的目的。上述生态调度方法都是针对特有鱼类繁殖对水动力条件的需求，尚未考虑目标鱼类繁殖对水温结构的需求，且这些生态调度方法都是针对单一水库的；叠梁门分层取水结构因为可以灵活控制下泄水温，在大型水利水电工程中得以广泛应用，但由于单节叠梁门的高度限制，叠梁门顶淹没水深变化较大，叠梁门在取水库表层水时效果有限；此外，在进行生态调控时，对工程措施的配合使用考虑不够，在工程措施与非工程措施配合使用方面仍是空白。

因此，如何配合叠梁门运行对梯级水库进行生态调控，同时改善产粘沉性卵鱼类产卵场的水动力条件和水温条件，促进产粘沉性卵鱼类繁殖，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的梯级水库调控系统及方法，采用上游水库配合叠梁门运行调控水温和末级水库调节流量的协同调度方案，通过工程措施与非工程措施的配合使用，为产粘沉性卵鱼类繁殖提供适宜的水温流量条件，减轻梯级水库运行对产粘沉性卵鱼类繁殖的影响。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的梯级水库调控系统，由水温气象智能监测监测平台、系统运行支持平台和梯级水库生态调度决策平台构成；

水温气象智能监测平台由水温监测单元、数据接收基站、电站监控中心和系统监控中心构成：用于自动、连续获取流域内水温及气象信息，为生态调度提供数据基础；

系统运行支持平台由通信传输系统和网络系统构成，为系统运行提供物理保障，完成数据的传输及交流共享；

梯级水库生态调度决策平台由调度信息层、调度决策层和调度操作层这三层架构组成：用于提供面向产粘沉性卵鱼类繁殖需求的梯级水库生态调度决策。

进一步的，所述水温监测单元由用于监测水库水温的垂向温度链和用于监测干支流及产卵场水温的表层温度球构成，水温监测单元用于监测采集流域的水温数据；所述数据接收基站由数据收发装置和气象监测装置构成，数据接收基站用于接收水温数据及采集气象数据，同时负责将水温气象数据上传至电站监控中心及接收和传达电站监控中心的监测命令；所述电站监控中心设于各梯级电站的管理中心，用于对数据接收基站上传的数据进行存储及管理，并实现与系统监控中心的信息共享；所述系统监控中心设于流域调度中心，负责向各梯级电站监控中心发布监测命令及接收电站监控中心上传的数据，并与梯级水库生态调度决策平台共享实时数据；