[发明专利]一种鱼道监控系统的多种群目标流速构建方法

摘要

本发明公开了一种鱼道监控系统的多种群目标流速构建方法。它包括如下步骤确定过鱼种类；根据鱼类研究资料和鱼道建设需求，确定当前过鱼季节内，有洄游需求的鱼类；确定鱼道最低流速vmin；取值为过鱼种类中，感应流速vfl的最小值；确定鱼道最高流速vmax；选取特征流速区间vch；确定控制断面的候选流速vca区间；将鱼道水头变化范围和入口流量变化范围离散化后，根据不同组合，分别计算出鱼道水头和流量一定时断面的候选流速区间vca_i；确定控制断面目标流速区间vtg‑i。具有提高鱼道目标流速选择区间的准确性，满足不同时间多种鱼类的综合目标流速选取，有效提高鱼道的过鱼效果的优点。

主权项

一种鱼道监控系统的多种群目标流速构建方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：确定过鱼种类根据鱼类研究资料和鱼道建设需求，确定当前过鱼季节内，有洄游需求的鱼类，假设有i(i＝1，2，...n)种鱼需要洄游；步骤2：确定鱼道最低流速vmin最低流速应该满足鱼类感应到水流、产生趋流反应的要求，因此鱼道最低流速可取值为过鱼种类中，感应流速vfl的最小值；vmin＝min(vfl‑i)，i＝1，2，...n；式中，vfl‑i：第i类鱼的感应流速；步骤3：确定鱼道最高流速vmax最高流速情况下，仍应有鱼类能通过持续游泳翻越水坝，将鱼道最高流速确定为鱼类的持续游泳速度vcont之中的最大值，而持续游泳速度vcx根据经验取值为临界游泳速度vcrit的80％；vmax＝max(vcont‑i)＝0.8×max(vcrit‑i)，i＝1，2，...n式中，vcont‑i：第i类鱼持续游泳速度；持续游泳速度vcont：鱼类个体可持续游动200min的游速，根据经验取值为临界游泳速度vcrit的80％，m/s；临界游泳速度vcrit：指鱼类持续游泳大于20s小于200min时的固定水流速度，也称为最大可持续游泳速度，反映了鱼类有氧代谢时的最大游泳速度，通常用试验方法测定，m/s；步骤4：选取特征流速区间vch鱼道的最低流速vmin由水工建筑设计确保发生于鱼道底层，不需控制，只需复核；当鱼道底部流速满足最低流速的要求，而流道内断面平均流速小于最高流速vmax时，流道内必然存在满足流速要求的水流通道；因此，需要控制的目标流速区间范围应满足下式，令：vch_i∈(vmin，Kcal_i×vmax)  (1)式(1)中，特征流速区间vch_i：指鱼道第i个区段所需的断面目标流速区间；折算系数Kcal_i：指鱼道第i个区段目标流速与最大流速的折算系数，折算系数初始值对于补水段取1.1，歇鱼池取0.9，鱼道内的除了补水段、歇鱼池以外的区段取1.0，折算系数并可根据运行数据修正；步骤5：确定控制断面的候选流速vca区间候选流速区间vcai是在鱼道水头和流量一定时，对第i个区段控制断面进行模拟数值仿真计算，得到的断面流速区间；候选流速区间vca_i反映了鱼道水头和流量一定时，断面上存在的最小和最大流速；将鱼道水头变化范围和入口流量变化范围离散化后，根据不同组合，分别计算出鱼道水头和流量一定时断面的候选流速区间vca_i；步骤6：确定控制断面目标流速区间vtg‑i控制断面目标流速区间的选取方法：对某个控制断面候选流速区间进行综合评价判定，分别计算评价分，评价分高的候选流速区间与特征流速区间拟合程度高，将评价分最高者选为该断面目标流速区间，评价分计算公式如下：式(2)中，区间交集：候选流速区间与特征流速区间的交集；区间差集：候选流速区间与特征流速区间的差集。