长江中游四大家鱼发江生态水文因子分析及生态水文目标确定

基于长江中游四大家鱼发江量历次调查数据,采用宜昌站作为长江中游水文情势变化分析的控制站,基于其1900~2004年共105年的日径流资料,采用每年5~6月涨水过程数、总涨水日数、平均每次涨水过程日数等3项生态水文指标,分析了四大家鱼发江量与3项生态水文因子的变化关系,认为产卵场所处江段每年5~6月的总涨水日数是决定家鱼苗发江量多寡的一个重要环境因子。根据IHA方法,对宜昌站105年来的生态水文指标分析表明,长江宜昌站生态水文过程的改变并不明显,5~6月总涨水日数变化趋势不显著,显示长江中游影响四大家鱼苗发江量的生态流量过程改变不明显,与前人得出的葛洲坝枢纽修建后四大家鱼的产卵条件和卵苗江汛规律没有变化这一认识一致。但是,随着三峡水库的运行,下游河道的生态环境流量过程会有较大改变,本文建议三峡水库的调控以保障长江中游每年5~6月的总涨水日数维持在22.1±7.2范围内为生态水文目标,即可从生态环境流量过程方面补偿水利工程对中游四大家鱼鱼苗发江量的影响。     

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。     

三峡工程对中下游四大家鱼产卵环境的影响

长江中下游是我国草、青、鲢、鳙四大家鱼的主要天然产地,是四大家鱼繁殖产卵的场所,具有特定自然环境的江段能促使亲鱼鱼群产卵受精活动的完成.三峡工程建成后由于库区泥沙大量淤积,下泄不饱和水流使河床冲刷,改变了四大家鱼产卵场的水力特性,水深增加、流速减小、水位下降、比降变缓等各种因素都将对四大家鱼产卵期、产卵场的水流条件带来一定影响.根据数学模型计算分析,比较三峡水库蓄水运用前后长江中下游四大家鱼主要产卵场的水流条件变化,包括来水来沙条件、产卵期间(4～6月)同流量下的水位、断面平均流速、水位与流速关系以及河床冲淤变化对产卵场水流条件的影响.     

长江四大家鱼产卵场地形及其自然繁殖水动力条件研究综述

"四大家鱼"是我国的主要经济鱼类,而长江是我国四大家鱼优质种质资源重要的产地。目前长江四大家鱼产卵量和种群质量都在下降。资源下降的原因较多,包括自然原因和人为原因,从而导致鱼类栖息环境遭到破坏。影响四大家鱼产卵的主要因素是亲鱼数量、水温、涨水条件和产卵场等。而对产卵场特定的地形和水动力条件的需求是四大家鱼产卵的重要特征,也是四大家鱼自然繁殖生态水力学研究的方向和重点。本文根据目前国内外研究成果,对家鱼产卵场地形特性和水动力特性进行了较为全面的梳理,总结归纳了四大家鱼产卵场地形及其自然繁殖的水动力条件。这些工作可为相关研究提供参考,也可为后续四大家鱼产卵场的生态修复工作提供理论依据和技术支持。     

逆水激扬的生命——四大家鱼

2011年6月18日,科研人员仔细检查着监测网中的每一个细小的变化,突然,一个圆圆的、透明的、有如泪滴的东西引起了大家的注意,经过检查,确认是家鱼的卵。透明的卵壳中,小小的生命蜷成一团,抱着一颗大大的卵黄,背上的脊节隐约可见。这是有史以来首次在人工调度产生的洪水中产下了鱼宝宝,证明了三峡水库生态调度的可行。     

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...     

基于水力学模型的三峡库区四大家鱼产卵场推求

卵场位置是长江流域四大家鱼资源调查的重点。对于四大家鱼产卵场位置的定位以及影响家鱼产卵繁殖的水文、水流条件等非生物的因素,一般以河段邻近水文站观测数据来推算或近似。本文采用MIKE 11商业软件,基于三峡库区622个河道断面,模拟了2002~2003年三峡库区水动力变化,而后以重庆市云阳断面为起点,根据该断面2002~2003年四大家鱼捞获卵、苗的发育时间,推求出长江上游重庆至云阳4个产卵场的位置,最后对模型法推求产卵场位置的不确定性进行了分析。     

四大家鱼产卵栖息地适宜度与大坝泄流相关性分析

为探究三峡—葛洲坝水库联合调度运行后,长江四大家鱼对不同大坝泄流工况下产卵栖息地水动力环境的适宜性,在构建长江四大家鱼主要产卵栖息地水动力数学模型及产卵栖息地适宜度评价模型基础上,针对大坝不同运行参数进行大坝泄流方式与四大家鱼产卵栖息地适宜度相关性分析。结果表明,大坝泄流量为10 000~15 000 m~3/s时,四大家鱼产卵栖息地具有较高的适宜度;在流量基数为10 000~15 000 m~3/s,日均流量增长率为1 000~1 500 m~3/s时,四大家鱼产卵栖息地同样有较高的产卵栖息适宜度。研究结果可为构建考虑家鱼自然繁殖的水库生态调度方式提供参考。     

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。     

湘江干流四大家鱼产卵期生态水文情势变化分析

产卵期是鱼类生命周期最重要的环节,对生态水文、水力条件有着特殊的要求.以湘江常宁张河铺至衡阳云集四大家鱼产卵场为研究区域,以涉及研究区域的近尾洲和大源渡日调节型电站蓄水时间作为时间节点,采用IHA-RVA法(生态水文指标变动范围法)对归阳(1961～2015年)、衡阳(1959～2015年)两水文站四大家鱼产卵期(4～...     

Longitudinal and temporal water temperature patterns in the Yangtze River and its influence on spawning of the Chinese sturgeon (Acipenser sinensis Gray 1835)

In this study, water temperature longitudinal and temporal patterns were investigated in four locations of the Yangtze River to identify their influence on spawning of the Chinese sturgeon (Acipenser sinensis Gray 1835). The results showed that, historically (1960–1980), the four locations, Pingshan (PS, 2,687 river kilometres [rkm]), Yichang (YC, 1,640 rkm), Chenglingji (CLJ, 1,265 rkm), and Hukou (HK, 805 rkm), all had similar average annual water temperatures (around 18.0 °C) but very different amplitudes: The upper two locations, PS (11.4–23.2 °C) and YC (9.1–25.9 °C), were relatively stable and had smaller amplitude than the lower two ones, CLJ (6.0–30.0 °C) and HK (5.9–30.8 °C). On the basis of the physiological effects for Chinese sturgeon, we defined three water temperature ranges: stressing (>23 °C), holding (23–20 °C), and spawning (20–16 °C). We found that the upper two locations with successful spawning of the Chinese sturgeon (PS and YC) had short or no stressing period but long holding and spawning periods. Currently (2013–2016), the impoundment of the Three Gorges Reservoir increases the time for water temperature decreasing to 20 °C at the current spawning ground (YC) in autumn, which increases the stressing and holding periods, and has significant negative impact on the spawning of Chinese sturgeon. Nonetheless, considering the very high stressing temperature and the short duration of the holding and spawning periods at CLJ and HK, we propose that YC is still the most suitable spawning location for the Chinese sturgeon.     

优化中华鲟产卵生境的水库生态调度研究

为减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响，针对重要珍稀水生动物中华鲟资源的有效保护及和可持续发展问题，本文在葛洲坝下游中华鲟产卵场水动力数学模型及产卵适合度评价模型的基础上，利用BP人工神经网络的学习能力获得水库调度与产卵场产卵适合度关系模型，并将关系模型嵌入葛洲坝现行的水库调度模型，获得中华鲟产卵期（10~11月）优化中华鲟产卵生境的水库生态调度模型。生态调度模型以中华鲟产卵场产卵适合度及水电厂发电量最大为双目标函数，以同期水库需满足的航运效益、水资源利用效益及水轮机运行效益为主要约束条件。通过比较相同入库流量下生态调度和现行调度的水库综合效益，得出在中华鲟产卵期，优化中华鲟产卵生境的生态调度在仅损失0.15%发电量的同时使坝下中华鲟产卵场产卵适合度增加39%，使中华鲟获得更适宜的水动力环境，增加产卵概率，有效保护中华鲟资源。     

基于水文循环分析的雅砻江流域生态需水量计算

本文提出基于水文循环分析的生态需水量计算流程图和方法,即通过野外现场查勘和室内遥感分析,总结研究区生态需水特征,运用环境同位素技术分析水分来源和河道内外水力补给关系,确定明确的生态保护目标,选定合适的生态需水估算方法并进行计算。最后对雅砻江流域河道内外的生态需水量进行计算。结果表明,雅砻江河道径流主要受大气降水补给,地下水单向补给河道水;河道内外生态保护目标分别为保持当前植被面积不减少和保证优势鱼类生长繁殖期最低生境条件;天然降水即可满足草地林地的生态需水要求。雅砻江热巴坝址处最小生态流量范围为36.3～46.8m3/s。     

流域治理与水文要素变化浅析

以水文要素的变化为依据，分析流域治理效果，从水文要素的变化可以证明水保工作是一项治标又治本的举措，意义非常深远。     

中华鲟物种保护研究

中华鲟(Acipenser sinensis Gray,1835)是一种大型溯河洄游鱼类,国家一级重点保护野生动物,目前仅在长江繁殖,是长江的旗舰保护物种。参考近年国内外相关的研究成果,对中华鲟在长江的生长繁育状态进行了研究,发现近年来,进入长江繁殖的中华鲟亲鱼仅百尾左右,2013~2015年连续3 a未在葛洲坝下游中华鲟产卵场监测到中华鲟的自然繁殖,中华鲟面临新的生存危机。为了有效地保护中华鲟,近20 a来,国内许多学者在中华鲟自然繁殖的水文需求与栖息地特征研究、自然繁殖监测、全人工繁殖与苗种培育、增殖放流与放流效果评价、分子生态学研究等方面开展了大量工作,基本突破了中华鲟物种保护的瓶颈。通过对目前中华鲟保护的研究成果分析,指出了今后中华鲟物种保护的重点研究方向。     

黄河源区气象干旱与水文干旱关联性分析EI北大核心CSCD

采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)刻画黄河源区气象干旱和水文干旱过程,通过唐乃亥水文站SRI、源区SPI及3种小波分析方法揭示了1968—2020年黄河源区气象和水文干旱之间的周期性特征及相关性。结果表明:广义极值分布是唐乃亥水文站最适宜的流量分布函数;以Gamma分布和广义极值分布分别作为降水和流量的分布函数,基于距离平方倒数法计算出SPI-9和SRI-1的相关系数最高,为0.68;连续小波变换分析表明SPI-9和SRI-1具有相同的周期特征,交叉小波变换和小波相干分析表明SPI-9和SRI-1在不同周期尺度表现出显著的正相关关系;黄河源区气象干旱向水文干旱的传播时间为9月,SPI-9序列可用于水文干旱监测。     

基于1960-2018年实测径流与水文学方法的开都河生态流量分析

为科学地确定河流生态流量,保障流域水安全与生态环境健康,基于开都河大山口水文站1960-2018年的实测径流数据,采用Tennant法、典型水文频率年法、最枯月平均流量法和Q_p法等4种水文学方法计算了河流的生态流量,通过对比分析确定基于Tennant法的计算结果最为适宜。计算结果表明：开都河大山口水文站10-翌年3月的平均生态流量应不小于15.60 m³/s,对应最小生态环境需水量为 2.47×10⁸ m³;4-9月的平均生态流量应不小于46.15 m³/s,对应最小生态环境需水量为7.30×10⁸ 　m³,全年生态流量平均不小于30.88 m³/s,对应最小生态环境需水量为9.77×10⁸ 　m³。该生态流量目标可满足开都河大山口至博斯腾湖河段的河道径流损失,保证河流基本生态功能与水生态安全。计算分析结果可为开都河河流生态流量管理提供支撑。     

永乐引水工程对楠溪江下游河道及水文要素影响的研究

楠溪江上游跨流域引水将导致下游感潮河段的淤积,应用河口河相关系式预测了下游河道淤积面貌,并通过永宁江引水后的实际淤积情况对计算结果进行了复核,用一维非恒定流数值模型计算分析了径流减少以及河道淤高引起的潮汐、潮流、洪水位等水文要素的变化。