基于越冬水鸟生境模拟的拟建鄱阳湖水利枢纽生态控制水位探讨

长江及鄱阳湖水系上游水库群运用后鄱阳湖枯季水文节律出现新的变化,为应对新的枯水情势,鄱阳湖水利枢纽作为一个选项被提出,如何确定其适宜的调控水位才能维持鄱阳湖湿地生态系统健康是其中的重点与难点.本文选择鹤类、小天鹅、鸿雁等食植物块茎水鸟作为鄱阳湖湿地生态系统的指示物种,基于EFDC水动力学模型和生境适宜度曲线构建了鄱阳湖越冬水鸟生境数值模拟模型;从食物资源与取食可及性两个方面,分苦草(Vallisneria natans)生长期和水鸟越冬期两个时段,以水深作为关键生境因子,对近10年鄱阳湖苦草及水鸟取食潜在生境面积变化进行了连续模拟;揭示了鄱阳湖苦草及水鸟取食潜在生境面积随水位的变化规律并构建了定量响应函数:苦草潜在生境面积随水位呈单峰型变化,在星子站水位为14.8 m时达到最大,约为1703 km2;越冬水鸟取食潜在生境面积随水位呈三段式变化,最大和最小面积分别约为564和476 km2,相应星子站水位分别为11.73和9.56 m.在此基础上,针对拟建的鄱阳湖水利枢纽工程,基于不同调度分期内生境保护目标的差异确定了符合天然水位波动特征的生态水位动态调控方案:下闸蓄水期内水位宜控制在16 m以下,后续根据越冬水鸟迁入情况逐步下降以增加取食生境面积,在12月次年1月的越冬水鸟数量峰值期水位宜控制在12.5 m以下,后续根据来水情况逐步过渡至江湖连通期的自然状态.成果从保护越冬水鸟食物资源与取食可及性两个方面提出了鄱阳湖水利枢纽生态水位的动态调控阈值,为江湖新水沙条件下鄱阳湖湿地生态系统保育提供了量化依据.

基于鱼类生境需求的生态流量过程研究

选用日涨水率和日落水率两个生态水文因子,构建裂腹鱼栖息地生态水文学特征指标。结果表明,产卵期日涨水率的适宜范围为0.005~0.015,日落水率的适宜范围为0.005~0.015;非产卵期（5~10月）日涨水率的适宜范围为0.01~0.05,日落水率的适宜范围为0.02~0.04。采用文献法和专家法得出裂腹鱼产卵期偏好水深范围为0.5~1.5 m、偏好流速范围为0.5~2.0 m/s。用不同方法计算了苏洼龙水电站坝下河段生态需水量,并结合金沙江上游天然河流的水文情势及裂腹鱼栖息地生态水文学特征,以生态水力学法的计算结果作为基流量,确定了苏洼龙水电站坝下河段的生态流量过程。

河道内流量增加方法IFIM研究及其应用

河道内流量增加方法IFIM是用于河流规划、保护和管理等的决策支持体系,由一系列水力、水质、水文、生态等专业模型和各类方法组成,模拟流量和水生生物栖息地可利用性之间的定量关系。它不仅有助于河流管理者对水资源进行科学合理的分配,也为河流生态修复的结果提供了有效的评估工具。该方法在国外有着广泛的应用,而在国内尚未见其应用。对此方法进行详细的阐述,给出国外应用的例子。最后指出在国内应用的前景和需要注意的问题。

基于水生态保护目标的河道内生态需水量研究

生态水力学法计算生态需水量需要依据河流生境特征、水生生物保护目标对生境的需求等实际情况灵活应用。本文以楠溪江干流河道内生态需水量计算为例,分析自然条件下生境条件与标准推荐方法的差别,探讨针对水生态保护目标的河道内生态需水量综合确定的思路和方法。楠溪江干流水文情势、河势河型较为稳定,是洄游性鱼类香鱼的重要栖息地,生态需水量除可参照水文学、水力学方法确定外,还应分时段、分河段考虑香鱼洄游对水流条件的需求。本文提出的生态需水量以维持良好生境条件为目标,以满足基本生态需求为基础,可为流域水资源开发利用提供参考。

珍稀保护鱼类产卵期生境需水量计算方法探讨

分析了水文学法、水力学法和栖息地法计算河道生态需水量的原理及适用性,以姜射坝水电站减水段为例,分别应用Tennant法、R2-Cross法和PHABSIM模型计算了重口裂腹鱼产卵期生境需水量,并进行了对比分析。建议当河流水生生态敏感程度较高时采用栖息地法来计算河段需水量,以期最大程度地保护关键生境条件,为实现水电开发与生态环境协调发展提供技术支持。

基于鱼类生物量法的河道生态需水过程研究及应用

河流水资源开发利用与河流生态保护之间矛盾日益突出,开展生态需水研究已迫在眉睫。提出了一种基于鱼类生物量的河道内生态需水过程确定方法。通过对鱼类栖息地的适宜性分析,建立了单一目标鱼种特定生命史生物量与河道流量间的关系,用于计算维持处于特定生命史的目标鱼种一定生物量时的需水量,同时构建了多目标鱼种和鱼种生命史间的权重关系。针对所有目标鱼种各个生命史所需河道流量,通过匹配相应的鱼种间、鱼种内权重系数,要把研究区域河道内鱼类生态需水过程。以雅砻江锦屏河湾减水河段为例,计算了维持河段鱼类生物量稳定的生态需水量,并获得对应不同鱼类生物量保护目标的系列生态需水过程线。

西江干流敏感生态需水量研究

西江干流是珠江流域内最重要的鱼类产卵场分布区和鱼类洄游通道,其敏感生态需水可由控制断面的鱼类繁殖期适宜生态流量来确定。针对西江干流河道实际情况,选取迁江站和梧州站作为控制断面,依据西江鱼类产卵繁殖所需流速,采用生境模拟法估算西江干流迁江站、梧州站断面生态敏感期的适宜生态流量分别为1 722 m3/s、5 213 m3/s,敏感生态需水量分别为183亿m3、575亿m3,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。该研究结果为西江干流的鱼类生境保护及水资源配置提供了技术依据。

中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算

为更好地对河流水电开发后的鱼类进行保护,探讨中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算。参照大型河流鱼类水力生境参数标准,根据中型山区河流的特点,得到中型山区河流鱼类水力生境参数的参考标准。选取有代表性的四川中型山区河流杂谷脑河进行鱼类生境原型观测,原型观测结果证实了该参考标准能够满足杂谷脑河鱼类对生境的实际需求。基于所得到的参考标准,应用生态水力学法对杂谷脑河红叶二级、理县以及甘堡3座电站减水河段的鱼类生态需水量进行计算分析,得到3座电站的生态需水量推荐值。通过分析可知,所得到的生态需水量推荐值占年均天然流量以及设计引用流量的比例都不高,在3座电站的运行实践中,具有可操作性。