总溶解气体过饱和含沙水体对齐口裂腹鱼影响的实验研究

高坝泄洪形成总溶解气体(Total Dissolved Gas,TDG)过饱和的含沙水流,由于泥沙的作用,加剧了对高坝下游鱼类的影响。为探讨TDG过饱和含沙水体对鱼类影响的规律,以齐口裂腹鱼幼鱼为实验对象,选取中值粒径为7.4μm的泥沙,对TDG饱和度为100%、120%、125%、130%、135%、140%的水体,分别设置0、20、60、80 mg/L的含沙量实验工况,开展含沙水体TDG过饱和的持续暴露实验。实验结果表明,含沙量不同但TDG饱和度保持为100%不变的实验组中,未出现实验鱼死亡现象。TDG饱和度为130%时,含沙量为0、20、60、80 mg/L的实验组中,实验鱼的半致死时间分别为15.3 h、10.75 h、8.3 h、7.85 h。在TDG饱和度相同时,含沙量越高半致死时间越短,但高含沙量实验组(60 mg/L,80m g/L)的半致死时间相差不大;含沙量相同时,TDG饱和度越高,半致死时间越短。     

水坝泄水气体过饱和对鱼类影响及减缓技术研究综述

水坝泄水总溶解气体（TDG）过饱和可导致鱼类患气泡病甚至死亡,给水生态系统健康带来严重危害。近年来随着中国越来越多的高坝工程投入运行,水坝泄水气体过饱和对鱼类影响逐渐成为制约高坝泄水安全运行的重要生态风险。本文需要通过对国内外研究文献的梳理分析,结合研究团队近年来在该领域的研究成果,从鱼类耐受性响应、过饱和TDG规律、减缓技术以及发展动态等几个方面对水坝泄水气体过饱和对鱼类影响及减缓技术研究开展了回顾分析。首先面向我国长江上游特有鱼类保护需求,分析了溶解气体过饱和危害以及不同特征鱼类对溶解气体过饱和的躲避能力和耐受规律。在此基础上,从过饱和TDG生成和释放角度,揭示了水坝泄水溶解气体过饱和规律及其模拟预测方法,从工程措施、调度措施和生态功能利用措施三方面阐述了过饱和气体减缓技术及其工程应用现状。基于我国高坝工程泄水生态安全需求,开展了国内外发展动态分析,指出进一步深入揭示高坝泄水气体过饱和机制、完善和发展高坝泄水过饱和气体预测方法和技术、加强和深化过饱和TDG减缓技术的工程可行性研究、实施基于减缓过饱和TDG影响的流域梯级多目标优化调度、推进我国关于鱼类对过饱和TDG耐受标准的建立是当前面临的关键问题与技术挑战。本文成果旨在为水坝泄水气体过饱和问题的解决以及高坝运行生态安全保障研究提供思路借鉴和科学依据。     

北门江河口径流变化对河口段水环境的影响

北门江河口上游水库的修建将导致丰水期水库下泄流量有所减少,枯水期水库下泄流量有所增加,这些变化将会引起北门江河口处的咸潮上溯距离和冲淡水区域变化等生态环境问题。以北门江河口为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型和二维盐度扩散模型,以咸潮上溯和冲淡区为研究对象,分析河口上游修建水库后,在丰水期、平水期、枯水期径流改变的情况下,北门江河口地区咸潮上溯和冲淡区变化规律。结果表明:(1)水库建设后,枯期下泄流量与天然河道中的流量相差不大,对枯期的咸潮上溯距离无显著影响;丰水年6月(汛期)建库后因为下泄流量减少幅度较大,咸潮上溯距离最大增加约1 790 m;平水年6月建库前后流量减少量少于丰水年,建库后咸潮上溯最大增加距离小于丰水年,为1 270 m。(2)水库建设后,由于汛期下泄淡水流量降低,与建库前相比,丰水年6月新英湾海域的冲淡区面积变化最大,在最低潮位时,新英湾海域中冲淡区面积占比减少17.3%。研究成果可为水利枢纽工程对河口地区咸潮上溯和冲淡区的影响评价提供理论依据。     

总溶解气体渐变饱和度下齐口裂腹鱼的耐受特征

高坝泄水产生的总溶解气体（total dissolved gas,TDG）过饱和会使下游鱼类患气泡病甚至死亡。为减缓TDG过饱和对鱼类的影响,有必要探究河流中鱼类对TDG过饱和的耐受性。针对河道中TDG过饱和变化特征,以长江上游特有的齐口裂腹鱼为研究对象,通过室内试验开展了TDG过饱和恒定胁迫和TDG过饱和渐变式胁迫下齐口裂腹鱼的耐受性研究,并利用半致死时间评价试验鱼在各工况下对过饱和TDG的耐受性,利用生存分析方法来分析不同试验工况结果的差异性。结果表明：齐口裂腹鱼在TDG饱和度维持在120%下胁迫24 h,其半致死时间为27.7 h;在TDG饱和度时均值相近的情况下,受TDG过饱和110%～130%渐变式胁迫24 h试验鱼的半致死时间较TDG过饱和120%恒定胁迫24 h降低58.2%,而先承受115%TDG过饱和胁迫72 h后,再经历110%～130%渐变式胁迫24 h的试验鱼较TDG过饱和恒定胁迫24 h降低了72.5%;低水平TDG过饱和胁迫对齐口裂腹鱼具有一定的损伤作用,与健康试验鱼直接进行110%～130%渐变式胁迫24 h相比,先经历115%TDG过饱和胁迫72 h后再受TDG过饱和渐变式胁迫24 h,试验鱼的半致死时间降低25.4%;齐口裂腹鱼在TDG过饱和恒定胁迫和TDG过饱和渐变式胁迫下均会患气泡病,症状以胸鳍气泡、背鳍气泡、尾鳍气泡较为明显。研究揭示了TDG过饱和渐变条件下齐口裂腹鱼的耐受性和气泡病特征,有助于下一步开展水库生态调度优化方案研究及鱼类受TDG胁迫的气泡病响应研究。     

TDG过饱和对齐口裂腹鱼的影响及避难所营造研究

为探究山区河流TDG过饱和工况鱼类避难所营造的可行性,以半龄齐口裂腹鱼为研究对象,营造了TDG过饱和室内避难模型,定量开展了不同TDG饱和度工况下的室内实验,通过数理统计及显著性分析的方法对实验结果进行了比较。结果表明:齐口裂腹鱼的避难趋势随着水流TDG饱和度的升高逐渐增强,在主槽上游TDG饱和度小于等于130%时未出现明显的避难行为,140%时开始出现避难趋势,大于等于150%时的避难效应十分明显;实验结束时,TDG饱和度为150%及以下的各工况组中鱼苗的回避率存在显著差异,TDG饱和度为150%及以上各工况组的回避率极显著高于140%及以下的各工况组。     

总溶解气体过饱和对长薄鳅的急性和慢性致死效应研究（研究生论坛）

高坝在泄流过程中可携带大量空气进入水体,形成总溶解气体（Total Dissolved Gas,简称TDG）过饱和,给下游水生生物尤其是鱼类的生存造成威胁。本文以长江流域特有珍稀鱼种—长薄鳅为研究对象,对其进行不同TDG饱和度下致死实验和再暴露实验,旨在研究长薄鳅对TDG过饱和水体的耐受性以及低饱和度对其的慢性伤害作用。结果表明长薄鳅连续暴露在TDG饱和度为120%、130%和140%的水体中的半致死时间分别为152.81h、64.02h和14.89h。将在110%和120%饱和度下暴露96h后存活的长薄鳅,再次放入到140%浓度下进行暴露,该情况下两组的半致死时间为8.72h和7.14h,较原140%工况下正常实验鱼半致死时间分别快41.4%和52.05%;将在110%和120%饱和度下暴露96h后存活的长薄鳅,再次放入130%浓度下进行暴露,该情况下两组的半致死时间为47.77h和15.52h,较原130%工况下正常实验鱼半致死时间快25.56%、75.81%。结果表明TDG低饱和度水体对长薄鳅有慢性伤害的影响。     

总溶解气体过饱和胁迫下齐口裂腹鱼的耐受和回避特征

高坝工程在泄流时,高速水流强烈的掺气作用导致下游水体中总溶解气体(Total Dissolved Gas,TDG)过饱和,从而使水体中鱼类患上气泡病,威胁到其生存。本文以二龄齐口裂腹鱼幼鱼为研究对象,对其开展了急性致死实验、间歇胁迫实验、水平回避实验和垂直回避实验,结果表明齐口裂腹鱼持续暴露在TDG饱和度为120%、125%和130%的水体中的半致死时间分别为10.7 h、9.5 h和6.5 h。通过短时间的TDG过饱和暴露结合长时间的清水恢复能显著地延长齐口裂腹鱼在TDG过饱和水体中的生存时间。齐口裂腹鱼对饱和度为135%和145%水体具有较强的探知和回避能力,而当水体TDG饱和度为125%及以下时,其探知和回避能力较弱。齐口裂腹鱼在垂直方向具有利用补偿水深来回避水体中TDG过饱和的能力。