本发明涉及浒苔绿潮防控评估方法领域,具体地说是涉及一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法。
背景技术:
1、浒苔绿潮具有高生物量、长距离运移过程和巨大影响的特点。浒苔上岸后会腐烂发臭,给海洋生态环境、滨海旅游、海上运动和水产养殖等造成严重影响。浒苔绿潮防控工作已成为国家在海洋领域的重大任务。海上打捞、近岸拦截、岸滩清理是浒苔绿潮防控的三道防线。
2、如何开展船舶浒苔绿潮打捞效果评估,是目前浒苔绿潮防控工作的重点和难点。申请公布号为cn117408534a的中国发明专利公开一种基于卫星遥感的浒苔绿潮打捞效果短期评估方法。该方法并未考虑浒苔绿潮生长,因此只较为适用于浒苔绿潮打捞效果的短期评估。然而浒苔绿潮灾害之所以暴发期长、影响范围广,其重要原因之一是浒苔在适宜条件下繁殖能力较强。
技术实现思路
1、基于上述技术问题,本发明提出一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法。该方法可对浒苔绿潮打捞效果进行中长期评估。
2、本发明所采用的技术解决方案是:
3、一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,包括以下步骤:
4、a、选取评估时间段,确定打捞效果评估区域;
5、b、获取评估时间段内打捞效果评估区域内浒苔绿潮斑块位置和浒苔绿潮斑块的打捞量;
6、c、构建浒苔绿潮生态-动力学数值模型;
7、基于拉格朗日粒子追踪方法,将漂浮浒苔绿潮斑块离散为一定数量的浒苔绿潮粒子,考虑浒苔绿潮斑块的漂移和浒苔生长消亡过程;在每一个模型时间步长内,根据风速、流速计算浒苔绿潮粒子的漂移,且模拟海洋和大气环境要素对浒苔生长和消亡的影响;
8、c1、考虑风和流对浒苔绿潮斑块的拖曳作用,构建动力漂移子模块,浒苔绿潮粒子运动方程见下式(1);
9、 (1)
10、式(1)中,为第i个浒苔绿潮粒子在t时刻的位置;为表层流速,为海面10m 风速;为流作用系数;为风作用系数;表示风对浒苔绿潮粒子运动方向的改变作用;x轴方向为, y轴方向为,其中为风与x方向坐标轴的夹角,单位为度,为风拖曳偏转角,单位为度;
11、c2、考虑温度、光照和营养盐对浒苔绿潮的发生发展起到关键性作用,构建浒苔绿潮生物量变化生态子模块,浒苔绿潮粒子生物量变化见下式(2);
12、 (2)
13、式(2)中,为第i个浒苔绿潮粒子单日生物量变化,为第i个浒苔绿潮粒子生物量的单日增量,为第i个浒苔绿潮粒子生物量的单日减少量;
14、 (3)
15、式(3)中,为第i个浒苔绿潮粒子生物量,为浒苔绿潮最大日生长率,、、分别为温度、光照、营养盐对浒苔生长率的无量纲限制系数;
16、 (4)
17、式(4)中,为最大死亡率;为温度对死亡率的无量纲限制系数;
18、c3、结合动力漂移子模块和浒苔绿潮生物量变化生态子模块构建浒苔绿潮生态—动力学数值模型;
19、d、假设不开展浒苔绿潮打捞工作,基于每日浒苔绿潮打捞数据开展浒苔绿潮漂移生长数值模拟;
20、d1、基于每日浒苔绿潮打捞数据获取打捞评估区域内每日被打捞的浒苔绿潮粒子的位置和生物量;
21、d2、获取打捞评估区域的海洋和气象环境数据;
22、d3、假设不开展浒苔绿潮打捞工作,进行打捞评估区域的浒苔绿潮漂移生长数值模拟;
23、基于步骤c构建的浒苔绿潮生态-动力学数值模型,采用步骤d1确定的浒苔绿潮粒子位置和每个浒苔绿潮粒子所携带生物量,以及步骤d2获取的海洋和气象环境数据,开展浒苔绿潮漂移和生长数值模拟,获取不同时刻浒苔绿潮漂移位置和生物量;
24、e、基于步骤d进行的浒苔绿潮漂移生长数值模拟结果、t时刻卫星遥感监测数据和评估时间内单位面积生物量,进行浒苔绿潮打捞效果评估。
25、本发明的有益技术效果是:
26、本发明基于浒苔绿潮斑块位置和打捞量等打捞数据,结合所构建的浒苔绿潮生态-动力学模型,提出一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法。该方法考虑浒苔绿潮斑块漂移和生长,假设浒苔绿潮不被打捞情况下,基于浒苔绿潮生态-动力学模型,模拟该部分浒苔绿潮的漂移和生长过程。通过分析打捞导致生物量(覆盖面积)减少量和打捞百分比,科学评估浒苔绿潮打捞效果,为浒苔绿潮打捞应急决策(如船舶调配和增减等)提供关键技术支撑,进而减少资源浪费。该方法可用于浒苔绿潮区域整体打捞效果的中期和长期效果评估。
1.一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤a中包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤b中:收集评估时间段内打捞评估区域内每日打捞浒苔绿潮斑块位置和浒苔绿潮斑块的打捞量;若不能收集到,收集评估时间段内打捞评估区域内每日打捞浒苔绿潮斑块的打捞总量和打捞船位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤c2中:
5.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤c2中:
6.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤c中:基于每日浒苔绿潮打捞数据,以及海洋和气象环境数据,开展浒苔绿潮生态—动力学数值模型的数值模拟。
7.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤d1中:
8.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤d2中:海洋和气象环境数据包括海面10 m 风速、表层流速、海表温度、太阳短波辐射强度和营养盐。
9.根据权利要求1所述的一种考虑浒苔生长的浒苔绿潮打捞效果评估方法,其特征在于,步骤e中,构建覆盖面积减少量和打捞百分比两个评估指标,开展浒苔绿潮打捞效果评估,具体如下: