【技术实现步骤摘要】
本申请涉及粘性鱼卵吸附特征预测，尤其涉及一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法、装置、存储介质及电子设备。
技术介绍
1、鱼卵在水动力条件下运动输移具有重要的生物学意义，对鱼卵能否成功孵化意义重大，例如，黏性鱼卵（典型的如中华鲟鱼卵）在水动力作用下输移、悬浮、沉降和吸附，其吸附时间和位置是影响鱼卵存活率的关键。一方面，鱼卵的输移规律及其在河道中的吸附位置是研究鱼类早期资源的一个重要内容，有利于检验、评价和优化生态补偿措施是否对鱼类资源有改善效果，因此，迫切需要对黏性鱼卵在水动力作用下的输移规律、吸附产卵位置、吸附时间等进行准确的预测；另一方面，河道中常见水生植被，不仅对河道中水动力条件改变显著，也为鱼类等重要水生生物提供了食物来源和栖息地，当前，对植被化水流中的鱼卵吸附时空特征进行预测，以确定水生植被对鱼卵吸附的影响，是鱼类早期资源研究的重要课题。因此，建立有效的数学模型预测水生植被水流中鱼卵的吸附时间和距离，可为鱼类资源的保护提供技术支撑，对保护鱼类和水生生态系统具有极其重要的意义。
2、目前，一些国内外的学者对鱼卵的漂流过程的研究，以现场监测和实验室水槽模型试验为主。而对于鱼卵的漂流和吸附特性尚停留在鱼卵一般性质（如密度、直径、沉速等）的研究上，且多是对无植被情况下的鱼卵漂移过程研究。目前尚缺乏有效手段成功模拟预测黏性鱼卵在含植被水流中的漂移，对黏性鱼卵在水生植被这种常见生境状况下的吸附时间和距离特征的研究成果和技术方法更是匮乏。这些都不利于工程实施中对产卵场实施针对性的保护措施以提高鱼卵的存活率。尤其是
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法、装置、存储介质及电子设备，能够准确预测鱼卵在含植被河道中输移的吸附时间和距离。
2、本申请实施例提供了一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，包括：
3、获取研究河道区域的水动力基础参数；
4、根据所述水动力基础参数，计算水流纵向流速和紊流扩散系数；
5、确定鱼卵的吸附概率；
6、构建随机位移模型，将所述水动力基础参数、所述水流纵向流速、所述紊流扩散系数输入到所述随机位移模型中，得到鱼卵的吸附时间和吸附位置。
7、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，所述水动力基础参数至少包括河床坡度、河道入侵深度、水流流速和植被密度。
8、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，所述根据所述水动力基础参数，计算水流纵向流速和紊流扩散系数，包括：
9、根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被水流的断面平均流速和挺水植被的紊流扩散系数；
10、根据所述河道入侵深度、所述水流流速和所述植被密度计算淹没植被的断面平均流速和淹没植被的紊流扩散系数。
11、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，所述根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被水流的断面平均流速，包括：
12、通过第一公式计算所述挺水植被水流的断面平均流速，所述第一公式为：
13、
14、其中，g为重力加速度，s为河床坡度，为植被前面积密度，为植被拖曳力系数。
15、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被的紊流扩散系数，包括：
16、通过第一公式计算所述挺水植被的紊流扩散系数，所述第一公式为：
17、
18、其中，为挺水植被水流的断面平均流速，为经验系数，为植被直径。
19、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，所述根据所述河道入侵深度、所述水流流速和所述植被密度计算淹没植被的断面平均流速，包括：
20、对于淹没植被顶部区域，淹没植被的断面平均流速为：
21、
22、其中，为植被化河道的粗糙高度，为粗糙边界的零平面位移高度，为卡门常数；
23、其中，，为河道入侵深度；
24、对于植被上层区域，淹没植被的断面平均流速为：
25、
26、其中，代表植被顶部的水流流速，为经验系数；
27、对于植被内尾流区，淹没植被的断面平均流速为：
28、。
29、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，根据所述河道入侵深度、所述水流流速和所述植被密度计算淹没植被的紊流扩散系数，包括：
30、对于淹没植被顶部区域，淹没植被的紊流扩散系数为：
31、
32、其中，为植被顶部区域流速与尾流区流速的速度差，为混合层厚度；
33、对于植被内尾流区，淹没植被的紊流扩散系数为：
34、。
35、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其中，在所述随机位移模型中，通过所述水动力基础参数、所述水流纵向流速、所述紊流扩散系数计算鱼卵漂移路径，计算公式为：
36、
37、
38、其中，和分别是水流流向和垂向， i和（ i+1）表示第 i次和 i+1次迭代，和分别代表水流纵向流速和鱼卵颗粒沉速，为迭代的时间步长，r是一个平均值为0标准差为1的随机数，用来模拟紊流的随机性对鱼卵颗粒运动的影响。
39、本申请实施例还提供了一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测装置，包括：
40、获取模块，用于获取研究河道区域的水动力基础参数；
41、计算模块，用于根据所述水动力基础参数，计算水流纵向流速和紊流扩散系数；
42、确定模块，用于确定鱼卵的吸附概率；
43、预测模块，用于构建随机位移模型，将所述水动力基础参数、所述水流纵向流速、所述紊流扩散系数输入到所述随机位移模型中，得到鱼卵的吸附时间和吸附位置。
44、进一步地，上述植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测装置，其中，所述装置还包括：
45、鱼卵运动区域确定模块，用于为鱼卵的输移限制区域，如果鱼卵运动超过水面处，则进行反弹处理，如果鱼卵运动到河床底部，则通过吸附概率对鱼卵发生吸附还是反弹再次随流输移进行判断；
46、迭代计算模块，用于设定鱼卵漂移开始的位置和时间，反复迭代计算鱼卵空间位置；
47、吸附判断模块，用于以吸附概率作为近底鱼卵是否吸附于河床底部的判断依据，如果鱼卵发生吸附则不再本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述水动力基础参数至少包括河床坡度、河道入侵深度、水流流速和植被密度。
3.根据权利要求1所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述根据所述水动力基础参数，计算水流纵向流速和紊流扩散系数，包括：
4.根据权利要求3所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被水流的断面平均流速，包括：
5.根据权利要求4所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被的紊流扩散系数，包括：
6.根据权利要求3所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述根据所述河道入侵深度、所述水流流速和所述植被密度计算淹没植被的断面平均流速，包括：
7.根据权利要求6所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征
8.根据权利要求1所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，在所述随机位移模型中，通过所述水动力基础参数、所述水流纵向流速、所述紊流扩散系数计算鱼卵漂移路径，计算公式为：
9.一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测装置，其特征在于，所述装置还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述水动力基础参数至少包括河床坡度、河道入侵深度、水流流速和植被密度。
3.根据权利要求1所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述根据所述水动力基础参数，计算水流纵向流速和紊流扩散系数，包括：
4.根据权利要求3所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，所述根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被水流的断面平均流速，包括：
5.根据权利要求4所述的植被水流中黏性鱼卵的吸附时间和距离预测方法，其特征在于，根据所述河床坡度和所述植被密度计算挺水植被的紊流扩散系数，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：槐文信，杨柳，杨中华，韩涵，艾一丹，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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