长江上游铜鱼产卵流速特性分析

长江上游是国家级珍稀特有鱼类保护区,上游水电工程的运行改变了保护区江段的水文情势,对鱼类产卵行为造成了一定影响。以铜鱼产卵场典型断面为基础,分析流量、水位和流速等指标的变化特性及其与铜鱼产卵规模的相关性认为,铜鱼产卵需要流速上涨刺激,对流速上涨的速率、波动次数、波动幅度等暂无明确要求,每年1月~7月流速最大差值是铜鱼产卵规模的指示性指标,与铜鱼产卵规模正相关。保护区流速受上、下游水库联合调度影响,只有同时采取生态调度,才能更好地满足保护区河道的生态保护要求。     

长江上游水文情势变化对保护区铜鱼产卵的影响

为研究向家坝、溪洛渡水电站运行后长江上游水文情势变化及其对保护区鱼类产卵繁殖的影响,以铜鱼为研究对象,采用水库下游朱沱水文站实测流量资料,基于IHA水文变化指标体系,重点选取涨水过程和高流量脉冲过程特征指标,定量分析了向家坝和溪洛渡水库蓄水运行后铜鱼产卵期的水文情势变化情况以及铜鱼产卵的变化情况。分析结果表明:水文特征指标都发生了一定程度的变化,高流量脉冲过程的特征指标变化明显;高流量脉冲发生次数增多,历时变短,起涨流量无明显变化,起始涨幅增大928 m~3/s,峰值流量显著下降了7 079 m~3/s,且发生时间提前,峰值流量对应历时缩短了10 d,平均日涨幅增大了963 m~3/s;铜鱼产卵量降低,产卵高峰期比蓄水前集中,初步提出了铜鱼产卵对高流量脉冲过程各特征指标的需求。研究成果可为长江上游水库生态调度及保护区内重要鱼类的保护提供参考。     

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     

鱼类产卵场水力生境指标体系初步研究

鱼类产卵场是鱼类栖息地中重要且敏感的场所,其独特的水力特性对鱼类繁殖过程具有重要的生态学意义。构建鱼类产卵场水力生境指标体系是准确、全面描述鱼类产卵场水力特性的基础。本文从流体力学的角度出发,将鱼类产卵场水力特性分为几何形态特征、水体运动学特征及水体动力学特征三个层面;结合各指标对鱼类产卵的生态学意义,提出包括水深、流速、流速梯度、涡量及动能梯度的指标层。以长江上游特有鱼类齐口裂腹鱼产卵场为例,进一步验证了各水力学指标的代表性,结果表明,齐口裂腹鱼产卵河段各水力学指标分布规律与非产卵河段有显著差异。在此基础上,构建了鱼类产卵场水力生境指标体系。     

长江上游珍稀、特有鱼类生态水温目标研究

水温是影响鱼类生长发育最重要的生态因子之一,水温的变化对鱼类各个生活周期,特别是繁殖期,将会产生很大的影响。金沙江下游梯级电站建成后,下泄的低温水会造成下游天然河道水温的变化。位于金沙江梯级电站下游1.8km处的长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区,有达氏鲟、白鲟、胭脂鱼、岩原鲤、圆口铜鱼等68种珍稀特有鱼类。本文在生物资料缺乏的情况下,根据屏山站多年水温观测记录,采用生态水文学中的变化范围法（RVA方法）,推算了各月的适宜生态水温目标,并用有文献记录的17种保护区鱼类的产卵期适宜水温范围进行可靠性检验,最终确定了保护区生态水温目标。     

引水式水电站减水河段的水温、流速及水深变化对鱼类产卵的影响分析

引水式水电站的修建使下游产生减水河段,往往对鱼类生态产生影响,特别是对其敏感的产卵期生境造成影响。选取锦屏二级水电站坝址下游的一段减水河段作为分析河段,对流速、水深进行一维水力学模拟并结合水温进行鱼类产卵生境变化分析。结果显示,受工程影响的水温变化对本河段鱼类产卵影响较小。虽然处于生态流量的部分河道流速变为缓流,但仍然有约60%的河道长度为适合本河段鱼类产卵的急流生境。在生态流量下,浅滩所占比例增大,有利于新的鱼类产卵场的形成。     

大坝对长江流域洄游鱼类的影响

大坝的隔离,使长江与通江湖泊的关系受到威胁,洄游性鱼类失去了原有丰富的栖息地,直接影响到一些江湖洄游性鱼类的生长与繁殖.根据对不同时期的渔获物组成、三口分流水量和分流比、中游及洞庭湖鱼苗产量、四大家鱼产量、四大家鱼在鱼类资源中的比例和监利四大家鱼鱼苗径流量的统计分析,得出了大坝对以四大家鱼为代表的江湖洄游性鱼类资源量的影响.结果表明,大坝对长江中下游鱼类物种组成和丰度有一定影响,优势物种趋于集中,大坝对水文规律的调节对鱼类的产卵量有一定不利影响,江湖关系的连通度决定着洄游性鱼类的生长与繁殖.为降低工程对生态的影响,水库的运行,特别是在产卵期应结合生态的需要,应进行优化调度.     

大藤峡水利枢纽工程南木江生态鱼道规划浅析

为解决水利工程建设后阻隔鱼类洄游、阻断保护区与坝下两个鱼类种群的基因交流及种群间遗传交流受阻的问题,笔者以大藤峡水利枢纽工程南木江副坝为例,结合南木江副坝的布置、地形条件和过鱼特性研究了过鱼设施方案,确定采用“仿生态鱼道+工程鱼道”相结合的生态鱼道,详细介绍生态鱼道布置、鱼道流速、工程鱼道体型、仿生态鱼道体型和鱼道辅助设施等规划设计情况。该鱼道设计符合水库运行特性,满足鱼类洄游和过鱼要求,同时满足生态流量下泄要求,可为类似过鱼设施的研究提供一定的借鉴。     

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...     

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。     

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。     

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。     

基于四大家鱼栖息地模拟的汉江下游生态流量研究

梯级水库运行显著改变了河流自然水文情势,对河流水生态系统产生不利影响。选择四大家鱼作为汉江下游的指示物种,考虑四大家鱼对栖息地流速和水深的喜好性,构建了产卵期和生长期适宜度指数曲线,采用River 2D水动力模型,模拟了不同流量下四大家鱼适宜栖息地状况的变化,提出维持四大家鱼产卵期与生长期需求的生态流量及高流量脉冲。结果表明：汉江下游四大家鱼产卵期最小和适宜生态流量分别为1 310,3 520 m³/s,每年提供至少2次持续时间不低于3 d、流量不低于1 310 m³/s的高流量脉冲,以刺激四大家鱼自然产卵,增加产卵规模;生长期最小和适宜生态流量分别为441,1 520 m³/s。与Tennant法和实际生态监测对比,River 2D水动力模型计算结果较为合理可靠。但与历史实测流量过程比较,产卵期生态流量满足率不高,需择机实施汉江中下游梯级水利枢纽联合生态调度,提高生态流量满足程度。     

葛洲坝下游中华鲟产卵场的水文学模型

根据对(每年9～11月)葛洲坝下游中华鲟产卵场水位-流量过程的分析,构建了多项水文参数与中华鲟产卵量的耦合模型,分析了水位、流量等水文参数改变对中华鲟产卵繁殖的影响,为三峡工程的调度提供了设计生态流量、生态流速、生态水深的依据.     

补偿中华鲟产卵场水动力环境的梯级水库联合生态调度研究

三峡—葛洲坝梯级水利枢纽工程的建设和运行阻隔了长江部分洄游鱼类的洄游通道,梯级水库的联合调度运行改变了坝下河道天然径流过程,对被迫在坝下形成新产卵场的珍稀水生物中华鲟的产卵繁殖产生一定影响。为有效保护中华鲟资源,在明确梯级水库调度运行与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析的基础上,提出优化三峡下泄流量和葛洲坝运行方式相结合的三峡—葛洲坝梯级水库生态调度方式,以补偿中华鲟产卵栖息所需的河流生境。通过以三峡水库的实际来流过程输入水库生态调度模型,得出中华鲟产卵期(每年10—12月)补偿其产卵栖息水环境的梯级水库联合生态调度方式。根据梯级水库生态调度与现有调度结果进行分析比较结果表明:梯级水库联合生态调度可在满足三峡水库常规调度目标的基础上同时满足中华鲟产卵所需的生态流量,配合葛洲坝电厂优化调度运行方式,可有效增加坝下中华鲟产卵场水动力环境产卵适合度,补偿梯级水库运行对中华鲟产卵生境造成的不利影响。     

水库生态调度模型及其应用

为了减轻水利工程对河流生态系统造成的不利影响,针对汉江中下游的主要生态问题,结合不同时期生态因子和水文观测资料,分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量以及四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲过程。通过建立丹江口水库生态调度模型,选取典型代表年,对丹江口水库进行河流生态需水量和人造洪水调度。计算结果表明,丰水年和平水年能满足最小和适宜生态流量的需求,典型枯水年能满足最小生态流量,特枯年份无法满足适宜生态流量过程。分析了生态调度对水库发电效益产生的影响,丰水年影响甚微,平水年和枯水年的影响逐渐加大。通过水库的人造洪水调度可以满足四大家鱼产卵所需要的洪水脉冲环境。实施水库的生态调度有益于人水和谐的可持续发展。     

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。     

圆口铜鱼资源变化及物种保护研究进展

圆口铜鱼(Coreius guichenoti(Sauvage et Dabry))是国家二级重点保护野生动物和长江上游特有鱼类，为中国典型的淡水洄游性鱼类，研究梯级电站建设背景下圆口铜鱼资源变化对保护圆口铜鱼具有重要意义。综合文献调研及野外监测结果，发现圆口铜鱼资源量呈下降趋势，分布范围随着电站蓄水不断缩减并呈现出片段化，大坝建成运行几年后，库区不再有圆口铜鱼分布，坝下流水江段仍有圆口铜鱼分布；圆口铜鱼繁殖群体分布范围愈来愈窄，目前金沙江下游仅乌东德水电站坝下流水江段东川渡口能监测到亲鱼；攀枝花断面和巧家、皎平渡断面所监测到的圆口铜鱼产卵规模显著下降。通过对圆口铜鱼资源变化等研究进展的梳理，提出圆口铜鱼保护建议：加强栖息地和产卵场保护，构建人工产卵场；对圆口铜鱼人工种群应开展相应的遗传管理，并进行放流效果评估研究；修建过鱼设施，使圆口铜鱼能顺利通过大坝完成生殖洄游，保护其种群延续。     

弯道鱼类产卵场水力生境指标的空间分布

弯道鱼类产卵场是鱼类栖息地中重要且敏感的场所,基于三维水流数值模拟,以长江流域中的重要经济鱼类四大家鱼为代表,开展弯道鱼类产卵场水力生境指标的空间分布研究。结果表明：(1)弯道断面水面至水底方向,流速减小,最小流速接近0.19 m/s。弯道凹岸侧的流速适宜度S_u随水深的增加先增大后减小,凸岸侧下游出口段S_u较为稳定。(2)横向流速沿横向梯度G_yy与纵向流速沿垂向梯度G_xz在凸岸均沿程先增大后减小再增大,在河心先增大后减小。(3)凸岸的弯道前半段断面上,平均涡量Ω的增加速度随流量增加而加快,后半段断面Ω的增加速度趋于平缓,河心与凹岸Ω的增加速度均随流量的增加而加快。(4)弯道中的大部分区域较适宜鱼类产卵,流量较小时,中水层更适宜鱼类产卵,鱼类在流量较大的情况下偏好选择高水层产卵。