一种面向库区内鱼类洄游通道维持的驱鱼声源布设方法

本发明属于水资源供应管理以及河流生态环境保护领域，涉及一种面向库区内鱼类洄游通道维持的驱鱼声源布设方法。

背景技术：

1、维持库区内鱼类洄游通道是水库内水资源管理的一项基本需求，也是河流生态环境保护的一项重要工作。洄游鱼类需要水流的刺激来确定游泳方向(水流速度需大于鱼类的感应流速)。然而，库区内很多区域处于静水或半静水状态，库区内的鱼类洄游通道中断，造成鱼类在洄游通道中断区域向各个方向随机运动，导致只有极少鱼类能够成功穿越库区，抵达上游的产卵场。现有维持鱼类洄游通道的方法主要通过水库生态调度来实现，即通过降低水库水位并增加下泄流量，提高库区内水体流动速度，使流速条件满足鱼类洄游需求。然而，该方法需从水库下泄大量的水，会显著损失水库的兴利效益。为了促进鱼类向水库上游洄游，有必要在洄游通道中断区域内降低鱼类向侧向(偏离洄游路线的方向)游泳的概率。

2、声音可以对鱼类进行驱逐，影响鱼类的游泳方向。从而，在洄游通道中断区域，可以在洄游路线左右两侧设置多个人工声源，在洄游路线两侧形成声音屏障，构建出鱼类洄游通道。如何科学地布设人工声源(包括人工声源的强度、数量和位置等参数)，以实现库区鱼类洄游通道的维持，是现有库区内水资源管理和河流生态环境保护未解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对库区内鱼类洄游通道中断，鱼类洄游成功率低的问题，本发明要解决的技术问题是如何建立一种面向库区内鱼类洄游通道维持的驱鱼声源布设方法，以维持库区内鱼类的洄游通道。该方法可以解决以往基于水库生态调度的方法会显著损失水库兴利效益的问题，促进鱼类在库区内的成功洄游。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：首先，通过水动力模拟，确定洄游通道中断区域以及所需的洄游通道宽度；然后，根据声音对鱼类的影响特性，确定驱鱼声源所需的声强；最后，结合声学方法以及鱼类的生理需求，确定驱鱼声源的数量以及位置。具体步骤如下：

3、(1)鱼类洄游通道中断位置的确定

4、通过水动力模拟，针对水库水位等于鱼类洄游期平均水位、水库下泄量等于鱼类洄游期平均下泄量的情景，确定库区表面的流场分布图s；依据流场分布图s，确定库区中泓线(库区各横断面表面最大流速点的连线)上流速小于目标鱼类感应流速的长度li(i＝1,2,…,n)及其位置，该位置即为库区内鱼类洄游通道中断的位置；其中li为第i段中断区域的长度；

5、(2)鱼类洄游通道宽度的确定

6、依据流场分布图s，确定流速大于目标鱼类感应流速并且与库区中泓线相交的区域m，并确定区域m在垂直于水流方向的最窄处的宽度d1和最宽处的宽度d2；鱼类洄游通道宽度d设为d1和d2之间的任意值；

7、(3)驱鱼声源额定声强的确定

8、采用公式p＝(1.3lp0-13)/100，确定洄游鱼类留在洄游通道内的概率为p时，两个声源中间位置所需的声强lp0，其中lp0介于10分贝和86.92分贝之间；所需的驱鱼声源的额定声强lp1设为不小于lp0的任意值；

9、(4)驱鱼声源数量的确定

10、采用公式h1＝2×10(lp1-lp0+3)/20，确定两个声源的间距h1；在第i段洄游通道中断区域的中泓线两侧，分别需要设置的人工声源数量ni等于ceil(li/h1)+1，其中函数ceil是取整函数，返回大于等于表达式的最小整数；

11、(5)驱鱼声源布设位置的确定

12、驱鱼声源在洄游通道中断位置的中泓线的两侧均匀布设，声源间距为h1；采用公式h2＝10(lp1-10)/20+d/2，确定驱鱼声源距离中泓线的距离h2；确定库区内各水深在洄游期的平均温度，将声源设置在目标洄游鱼类适宜水温层的中间深度。

技术特征：

1.一种面向库区内鱼类洄游通道维持的驱鱼声源布设方法，其确定步骤如下：

技术总结
本发明涉及一种面向库区内鱼类洄游通道维持的驱鱼声源布设方法。首先，通过水动力模拟，确定洄游通道中断区域以及所需的洄游通道宽度；然后，根据声音对鱼类的影响特性，确定驱鱼声源所需的声强；最后，结合声学方法以及鱼类的生理需求，确定驱鱼声源的数量以及位置。该方法可以维持库区内鱼类洄游通道，促进鱼类的成功洄游，对库区水资源利用和河流生态环境保护具有重要的意义。

技术研发人员：尹心安,高子捷,杨柏蘅,杨林,檀怡,何辉
受保护的技术使用者：北京师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21