长江中游水文情势变化及对鱼类的影响分析

为分析三峡水库蓄水后长江中游河道水文情势变化情况及其对鱼类产卵繁殖的影响,采用水文变化指标体系和变动范围法,对宜昌站水文情势变化进行了定量分析,得出了变化程度较为剧烈的水文参数。通过对照典型鱼类的历史产卵量与历史流量过程,归纳了典型鱼类四大家鱼的生态水文需求,得出了影响鱼类产卵繁殖的主要水文参数。提出了水文情势变化影响鱼类产卵繁殖过程的概念性模型。在分析的基础上,揭示了长江中游水文情势变化对鱼类产卵繁殖的影响。     

长江水文过程与四大家鱼产卵行为关联性分析

以长江中游宜都后江沱断面四大家鱼为研究对象,根据评估河流生态水文变化的IHA方法,采用8个生态水文指标(涨水过程数、涨水时间、断面初始流量、洪峰流量、流量日增率、断面初始水位、洪峰水位、水位日增率)分析了长江干流四大家鱼产卵区域水文过程与其自然繁殖产卵行为的相关性。研究结果显示,涨水过程是四大家鱼产卵的主要诱导因素,当达到诱导产卵的临界涨水天数后,只需维持流量的平稳即可继续产卵行为,而涨水期高流量维持时间则是影响其产卵规模的主要因素。     

三峡工程生态调度达到预想效果

<正>自2011年开始,长江防总对三峡水库连续三年实施了生态调度试验,为长江主要渔业资源四大家鱼创造产卵条件,结果表明生态调度达到预想效果,四大家鱼"鱼卵汛"多次出现。由于三峡大坝的拦蓄作用,长江自然涨水过程消失,以四大家鱼为主的长江鱼类产卵受到影响。所谓生态调度,就是在四大家鱼产卵期间,持续增加三峡水库放水量,人为造成江水     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程,蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况,将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象,并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种,研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明,三峡工程蓄水运行后,坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化,主要表现为多年平均水温上升,多年平均流量、水位和含沙量下降;非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变;下游生态水文条件的改变,导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低;栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素,而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

基于物理栖息地模拟的长江中游生态流量研究

利用Delft3D水力学模型和栖息地模型组成物理栖息地模拟模型，以长江中游宜昌至枝江河段为研究区域，以长江的重要经济鱼类四大家鱼为目标物种，结合流速及水深两个栖息地限制因子推求研究区域内不同流量下四大家鱼四个产卵场的栖息地面积。研究结果表明：长江中游四大家鱼4—6月份产卵期间的最小生态流量为4570m3/s，适宜生态流量范围为12000~15500m3/s。计算结果在传统水文学法界定的生态流量范围之内，而且比传统水文学法的计算结果更加合理，可为四大家鱼的保护和三峡及葛洲坝工程的生态调度提供参考建议。     

基于物理栖息地模拟的长江中游生态流量研究

将Delft3D水力学模型和栖息地模型组成物理栖息地模拟模型以研究鱼类的生态环境。以长江中游宜昌至枝江河段为研究区域,以长江的重要经济鱼类四大家鱼为目标物种,结合流速及水深两个栖息地限制因子计算研究区域内不同流量下四大家鱼4个产卵场的栖息地面积,得到了流量与栖息地面积关系曲线。分析该曲线,结果表明：长江中游四大家鱼4—6月份产卵期间的最小生态流量为4 570m3/s,适宜生态流量范围为12 000~15 500m3/s。计算结果在传统水文学法界定的生态流量范围之内,分析认为该计算结果更加合理,可为四大家鱼的保护和三峡及葛洲坝工程的生态调度提供参考建议。     

三峡初期蓄水对典型鱼类栖息地适宜性的影响

三峡工程是长江中游干流最大的骨干工程，蓄水后下游水文情势发生明显改变。分析水库运行后下游水文情势的改变情况，将为了解大型水利工程对河流健康状况的影响程度和开展生态保护提供有意义的信息和帮助。本文选择宜昌站作为研究对象，并以中华鲟和四大家鱼为典型代表物种，研究三峡工程初期蓄水对下游生态系统的影响。结果表明，三峡工程蓄水运行后，(1) 坝下宜昌站生态水文条件发生明显变化，主要表现为多年平均水温上升，多年平均流量、水位和含沙量下降；(2) 非汛期的水温以及汛期的流量、水位和含沙量月径流过程明显改变；(3) 下游生态水文条件的改变，导致中华鲟鲟卵孵化适宜度和四大家鱼产卵适宜度明显降低；(4) 栖息地内生态水文条件的变化是影响中华鲟鲟卵孵化和四大家鱼产卵行为的关键因素，而不是影响中华鲟产卵和四大家鱼鱼卵孵化的关键因素。     

三峡水库运行以来四大家鱼产卵的生态水文响应变化

水库对径流的调蓄作用,改变了天然河流的水文情势,从而破坏了鱼类原有的生长繁殖条件和对环境的正常行为响应.2011年以来,三峡水库在四大家鱼繁殖期采取了积极的生态调度运行方式以减缓这一不利生态影响.为分析三峡水库运行以来四大家鱼产卵的生态水文响应变化,本研究应用Weber-Fechner生物感知定律,新提出了鱼类感觉日流...     

丰满水电站坝下河段生态水文特性分析

根据研究区域特点以及鱼类主要产卵场分布情况,选取丰满、吉林和松花江三个水文站作为代表来分析丰满大坝下游河道的生态水文特性。分析IHA的5大类32个生态水文指标在研究区域时空变化特性,结果显示大多数指标具有沿程增加的趋势和基本相同的逐年变化趋势。进一步分析产卵期影响产漂流性卵鱼类繁殖的涨水指标(有效涨水过程数、总有效涨水持续时间、断面初始流量、流量的日增长率、前后两个洪峰过程的间隔时间),结果表明:(1)通过丰满与永庆水库联合生态调度,可改善下游产卵场江段的水文条件;(2)丰满、吉林和松花江站的断面初始流量和流量的日增长率指标差别不大,逐年变化趋势一致;(3)比较有效涨水过程数和总有效涨水持续时间指标发现,松花江站明显比其他两站大,比较前后两个洪峰过程的间隔时间指标发现,松花江站变化更加稳定。研究结果为大坝河段的生态研究提供参考。     

面向四大家鱼繁殖需求的水库生态调控模拟研究

分析了长江水系四大家鱼资源繁殖的水文和水动力适宜条件需求,围绕上游控制性水库优化调控过程开展了针对性数学模型研究,提出一种有利于改善四大家鱼产卵环境的水库生态调度过程。所建模型初步量化了面向四大家鱼繁殖需求的动态调度过程,利用上游水库的调蓄功能,采用"先蓄后泄"的调度方式形成人工涨水过程,在不明显影响发电量的前提下,有利于达到刺激四大家鱼进行产卵的目的。     

岷江下游航电梯级生态流量协同造峰调度研究

岷江下游4个水电梯级的开发将对最下游梯级水电站(龙溪口)坝址下长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区内的重点保护鱼类产卵、繁殖关键生命周期的洪峰流量过程产生影响。因此,有必要开展梯级电站生态流量联合调度研究。研究认为,在鱼类产卵高峰期的7~8月,梯级电站可分预泄-敞泄-回蓄3个阶段实施造峰调度,老木孔,东岗岩,犍为和龙溪4个梯级同步敞泄,保证洪峰顺利通过各梯级,维持下游天然水文过程;洪水过后,采取专门的调度措施回蓄,延长回蓄时间,保证退水过程与天然洪峰保持基本一致,避免造成下游减脱水过程。研究方案的实施可为下游长江珍稀特有鱼类提供类似天然的水文过程,减轻水电梯级开发对鱼类产卵的影响。     

Thermal and hydrologic suitability of Lake Erie and its major tributaries for spawning of Asian carps

Bighead carp Hypophthalmichthys nobilis, silver carp H. molitrix, and grass carp Ctenopharyngodon idella (hereafter Asian carps) have expanded throughout the Mississippi River basin and threaten to invade Lakes Michigan and Erie. Adult bighead carp and grass carp have been captured in Lake Erie, but self-sustaining populations probably do not exist. We examined thermal conditions within Lake Erie to determine if Asian carps would mature, and to estimate time of year when fish would reach spawning condition. We also examined whether thermal and hydrologic conditions in the largest tributaries to western and central Lake Erie were suitable for spawning of Asian carps. We used length of undammed river, predicted summer temperatures, and predicted water velocity during flood events to determine whether sufficient lengths of river are available for spawning of Asian carps. Most rivers we examined have at least 100 km of passable river and summer temperatures suitable (> 21 C) for rapid incubation of eggs of Asian carps. Predicted water velocity and temperature were sufficient to ensure that incubating eggs, which drift in the water column, would hatch before reaching Lake Erie for most flood events in most rivers if spawned far enough upstream. The Maumee, Sandusky, and Grand Rivers were predicted to be the most likely to support spawning of Asian carps. The Black, Huron, Portage, and Vermilion Rivers were predicted to be less suitable. The weight of the evidence suggests that the largest western and central Lake Erie tributaries are thermally and hydrologically suitable to support spawning of Asian carps.     

Larval fish catches in the lower Milk River,Montana in relation to timing and magnitude of spring discharge

Larval fishes were sampled in the Milk River, Missouri River drainage, Montana from May to August 2002, 2003 and 2004 to describe temporal spawning distribution in relation to spring discharge. Total larval catch‐per‐unit‐effort (CPUE) in 2002 (28.9 fish/100 m³) was an estimated 29 times greater than in 2003 (0.99 fish/100 m³) and 16 times greater than in 2004 (1.78 fish/100 m³). In 2003 and 2004 more than one third of the total catch occurred before 12 June whereas in 2002, only 5% of the total catch occurred before 12 June. Marked differences in larval species composition were also observed between years, suggesting that a later peak in discharge may benefit some species and an earlier peak others. In 2002, when flows peaked later (at 77 m³ s^?1), common carp Cyprinus carpio represented 37% of the total larval catch. Common carp were proportionally less abundant in 2003 (7.2%) and 2004 (1.4%) than in 2002. In 2004, when flows peaked (at 163 m³ s^?1) 32 days earlier than in 2002 but only 15 days earlier than in 2003 (at 73 m³ s^?1), shorthead redhorse Moxostoma macrolepidotum and suckers Catostomus sp. were the numerically dominant taxa. These results indicate that the timing, not necessarily the magnitude, of peak spring discharge may influence spawning success in the lower Milk River, as indicated by larval fish catches. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

三峡工程运用后宜枝河段平滩流量调整特点

三峡水库蓄水运用后,清水下泄使得坝下游宜枝河段发生显著冲刷,河道过流能力也相应调整。宜枝河段(包括宜昌及宜都两河段)断面形态复杂,且过流能力沿程差异较大,河段平均的平滩流量更能反映其综合过流能力。采用基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均相结合的方法,分别计算了宜昌及宜都河段2002—2013年各年汛后的平滩流量,分析了河床冲淤变化对河段平滩流量的影响,同时还建立了两河段平滩流量与前5 a汛期平均水流冲刷强度的经验关系。结果表明当河段冲刷时,平滩流量增大,反之则减小;宜昌河段平滩流量与水流强度相关性系数较低,为0.64,而在宜都河段为0.94,表明宜都河段对上游水沙条件变化的响应较宜昌河段更为显著。     

三峡水库蓄水运用初期长江中下游河道冲淤响应

根据来自长江水利委员会的2003年三峡水库蓄水前后出(入)库水沙变化的逐日数据(2003.5.25-6.12)以及长江中下游2003年和多年平均的干支流测站数据,本文对三峡水库蓄水初期长江中下游河道冲淤响应进行了初步研究。三峡水库蓄水后,拦沙作用十分明显,仅2003年6-12月份,水库淤积泥沙即达1.24亿t。由于泥沙被水库拦截,其下游各站输沙量均降低,河道沿程普遍发生冲刷(除监利至螺山段外)。各江段冲淤响应表现不一,从宜昌至监利冲刷量逐渐减小,监利至螺山段淤积,而从螺山到大通冲刷量逐渐增大。宜昌站至大通站间长江河道2003年总冲刷量为0.798亿t,比预测值小。三峡水库蓄水运用后长江河道冲淤形势发生的变化将对长江中下游环境带来一定的影响,加强及时的监测与研究十分必要。     

航道整治对东流水道四大家鱼栖息地适宜度的影响

为探讨长江下游东流水道二期整治工程对河段内四大家鱼繁殖水流条件的影响,根据平面二维水流数学模型和四大家鱼适宜度曲线,建立了四大家鱼栖息地适宜度模型,并对东流水道不同时期的四大家鱼适宜度分布情况进行了数值模拟,初步评估了东流水道二期整治工程对四大家鱼适宜度的影响。结果表明:东流水道二期工程能增加四大家鱼产卵期理想的适宜性区域,有助于四大家鱼的产卵繁殖;对四大家鱼在生长期的影响因时期不同而有略有差异,在二期工程施工刚完成时不利于鱼群生长,但在施工完成较长一段时间后则有利于鱼群生长。建议在进行航道整治工程的整体布局和尺寸设计时考虑工程对目标鱼群栖息地适宜度的影响,使航道整治工程对目标鱼群栖息地适宜度的影响达到最小,甚至增加目标鱼群的理想适宜度和范围。