水文变异下洞庭湖四水环境流研究

探究水文变异前后环境流组成成分的变化特征,可为洞庭湖四水流域的生态保护与生态修复提供科学依据。基于湘、资、沅、澧四水(湘潭、桃江、桃源、石门)4个水文站1959-2016年逐日流量数据,运用Mann-Kendall法确定长时间序列径流的突变年份,并辅以累积距平和滑动T检验法校核检验,将时间径流序列划分为水文变异前后两个阶段,并以IHA软件为平台,分析四水流域在水文变异前后环境流的组成成分变化情况。结果表明,水文变异前后,四水流域各水文站环境流的组成发生了不同程度的改变;在湘潭站环境流组成中,小洪水极大值出现次数的偏移度最大,为77%,其环境流组成呈单一化趋势,整体流量过程逐渐并入到小洪水、高流量脉冲时间和枯水流量这3种事件中,流量事件发生的多样性减少;在桃江站环境流组成中,小洪水极大值出现时间偏移度最大,为150%;在桃源站环境流组成中,大洪水极大值出现次数偏移度最大,为150%;在石门站环境流组成中,特枯流量极小值出现次数偏移度最大,为252%;与水文变异前相比,桃江、桃源和石门站的环境流较为多样化,流量过程年内更加丰富。     

长江上游珍稀特有鱼类保护区水文情势时空变化特征初步分析

为科学评价预测长江上游珍稀特有鱼类保护区水文情势变化特征,以长江上游珍稀特有鱼类保护区内的屏山、朱沱和寸滩3个水文站的实测逐日流量序列为基础,采用基于32个IHA指标的RVA方法,分析保护区水文情势的自然特征和不同历史时期的变化情况。并通过梯级水库联合调度运行模拟,研究金沙江下游梯级水库运行后保护区未来的水文情势变化。研究表明：上世纪80年代之前保护区的水文变化比较稳定;1990年后保护区水文情势变化有所增加;金沙江梯级水库运行后保护区屏山站的水文变化加剧,但朱沱和寸滩站的水文变化不大,显示保护区支流水量汇入显著减缓了水库调度对保护区中下游河段水文情势的影响。     

流量过程变化对黄河内蒙古河段鱼类影响初探

通过分析黄河干流内蒙古河段水文流量过程的时空变化特征，研究黄河鱼类生态习性与径流组分的响应关系，探讨内蒙古河段流量过程变化对黄河鱼类生长的影响。选择月均流量、日均流量变幅、极端流量和脉冲延时4个水文情势指标，采用IHA-RVA（水文情势变化指标法-变化范围法）分析内蒙古河段水文情势的改变程度。黄河内蒙古河段枯期月均流量增加、最小日流量增加，有利于内蒙古河段的鱼类越冬。但是内蒙古河段月均流量过程坦化，降低了鱼类栖息地数量及多样性；最大流量出现时间明显改变，洪水脉冲刺激减弱均会影响鱼类繁殖行为；洪水持续时间缩短导致鱼类产卵栖息地减少、幼鱼食物来源减少，不利于幼鱼生长。黄河干流上游河段水利工程运行后，对内蒙古河段的水文情势产生了明显的影响，改变了该河段的生态水文联系过程。需要采取生态调度、栖息地恢复等手段优化水文情势过程，为促进黄河内蒙古河段的水生态保护提供支持。     

耦合水文情势及鱼类繁殖的江垭水库生态调度需求研究（生态调度专刊）

大型水库实施生态调度是修复河流水文情势、维持河流生态系统健康的重要手段。江垭水库位于溇水干流下游的张家界慈利县，是澧水流域具有重要防洪意义的大型水库。本研究通过环境DNA采样、IHA水文指标变动分析和文献资料总结等方法，开展了江垭坝下水文情势及鱼类繁殖需求的关系研究，提出了江垭水库生态调度需求及建议。2021年9月在溇水干支流综合调查到鱼类55种，与上世纪90年代相比，流水性种类在干流江段显著减少了51.35%；按照生态调度优先等级评估原则，确定江垭水库生态调度的主要目标物种为产漂流性卵的银鲴、银鮈、贝氏?和产粘沉性卵的鲤、鲫；江垭建坝前后下游水文情势变化较大，发生高度改变且对鱼类洄游产卵及鱼卵发育有重要作用的水文指标包括：年最大1日、3日平均流量指标，年出现高流量脉冲事件的次数和持续时间，以及连续日流量上涨率。以促进坝下不同产卵类型的鱼类繁殖为目标，江垭水库生态调度一方面需要恢复一定的高流量脉冲次数和历时，另一方面需要控制下游的水位日降幅，通过泄放合理的生态流量来维持下游鱼类的生物多样性。     

三峡水库蓄水初期库区渔民损失补偿的探讨

三峡水库蓄水后，尽管水位、流速等水文条件发生了改变，但总体上并未对现有渔具作业造成明显影响，原有的渔具基本上可以继续使用；但并不排除某些江段对部分渔具的影响。蓄水初期．库区渔民捕捞产量减少只是暂时现象，经过一定时期后，渔民的捕捞产量比蓄水以前可能有所增加，可减少库区渔民的部分损失；但从鱼类种群结构来看，流水性鱼类减少，缓流性鱼类增加，由于前者的价格大大高于后者。这对库区渔民的经济收入可能会带来一定的影响。如果考虑因三峡水库蓄水导致库区渔民捕捞产量减少造成的损失给予一定的经济补偿，应对库区现有渔民数量、蓄水前后单船日捕捞产量、作业时间、渔获物中主要品种的比例和价格等指标进行核定。     

洞庭湖水系水沙特性及参数间的相关性研究

研究洞庭湖水文泥沙参数间的相关性,分析泥沙的冲於演变规律,为正确评价洞庭湖的淤积特性和江湖淤积的有效治理提供理论支撑。基于湘潭站等9座重要水文站2002-2016年间的水文泥沙监测资料,系统梳理洞庭湖水系的水沙特性及水文泥沙参数间的相关性。研究表明:松滋西河、澧水和洞庭湖2016年的年径流量相比2002年增大0.3%～16.2%,其他河道降低2.9%～34.2%;资水的泥沙中值粒径2002-2016年降低57.1%,其他河道增大26.7%～300%;资水和洞庭湖2016年的年均含沙量、年输沙量相比2002年分别增大21.5%～22.2%、5.7%～40.6%,其他河道分别降低13.6%～82.9%、6.7%～88.8%;参数间相关性由强到弱排序为年均含沙量-年输沙量、年径流量-年输沙量、年径流量-年均含沙量、年均含沙量-中值粒径、年输沙量-中值粒径、年径流量-中值粒径;东、南洞庭湖入湖泥沙量和淤积量在时序上分别下降29.9%、144.73%,出湖泥沙量、排沙比分别增大55.72%、113.7%;西洞庭湖入湖泥沙量、出湖泥沙量、淤积量、排沙比在时序上降低24.06%～88.24%。三峡水库蓄水拦沙的作用降低了洞庭湖的入湖沙量、淤积量,增大了排沙量和排沙比,有利于洞庭湖寿命的延长。     

基于四大家鱼产卵需求的汉江中下游生态流量研究

针对汉江中下游梯级电站开发后水文节律变化造成四大家鱼栖息地生境质量降低的问题,分别通过几种常用水文学法和栖息地模型计算了汉江中下游河道最小生态流量和四大家鱼产卵适宜生态流量,并在最小生态流量的基础上,结合四大家鱼产卵适宜生态流量以及生态水文特征在5-8月进行了脉冲设计,综合确定出了满足四大家鱼产卵需求的生态流量过程。结果表明,Lyon法和7Q10法最适宜汉江中下游最小生态流量的计算,流量为294~863 m3/s;通过栖息地模型计算,彭市和仙桃江段四大家鱼产卵适宜生态流量为1233~3950 m3/s;流量日涨幅在139.1~534.8 m3/s,持续5 d的涨水过程可为四大家鱼产卵提供良好的条件。该研究从考虑四大家鱼产卵需求的角度,为汉江中下游梯级电站的生态调度提供科学参考。     

引黄入冀补淀工程引黄口径流变化及成因分析

为探究“引黄入冀补淀工程”建设下引黄口重点断面的径流情势变化及对其成因进一步分析，本文采用水文变异指标法/变化范围法（IHA/RVA法）对1958~2016年该工程实施前后两阶段的33个单项径流情势指标和整体改变度进行对比分析；并基于6种Budyko假设公式，量化分析气候变化和人类活动对径流改变的贡献率。结果显示：1）8项单项水文指标达到67%以上的高度改变，整体径流情势改变度达到61.72%；2）气候变化和人类活动对径流变化的贡献率平均值分别为41.79%和58.21%。人类活动是影响引黄入冀补淀工程引黄口重点断面径流情势变化的主要因素。     

三峡水库生态调度对长江监利江段四大家鱼早期资源的影响

为探究生态调度对长江中游四大家鱼繁殖的影响,并了解影响家鱼产卵的关键生态水文指标的量化范围,于2013—2017年5—7月三峡水库生态调度期间在长江中游监利江段进行了鱼类早期资源调查,同时对采集到的四大家鱼卵苗与生态水文指标进行了相关性分析。结果显示,家鱼卵苗量与流量增长率呈显著正相关。每年6月下旬的生态调度,监利江段涨水持续时间为4 d及以上,流量增长率为1 600～2 833 m~3/(s·d)时,家鱼卵苗发生量较大,可占年总规模的45%以上。三峡水库生态调度涨水过程能够在一定程度上满足监利江段四大家鱼繁殖的水文需求,对减缓三峡水库运行引起的长江中游鱼类繁殖的不利影响和维持鱼类种群资源补充具有重要意义。     

基于湿周法的西南山区河流生态需水的计算与验证

研究湿周法的适用条件及转折点的确定方法,为计算河流最小生态需水提供参考。收集了我国西南山区岷江和大渡河流域河流上、中和下游共计8个水文站的实测大断面数据,通过建立各断面湿周与流量关系及其拟合曲线,分别采用斜率法、曲率法和经验法分析确定了各断面最小生态需水,并参考相关参数标准对计算结果进行了合理性检验。研究表明,湿周法适用于河床稳定且形态近似抛物线形或矩形的断面,以斜率为1的点(斜率法)确定断面湿周与流量关系曲线的转折点及断面最小生态需水更有利于保护河流生境;对于形态近似为抛物线形或矩形的断面,其计算结果约占多年平均流量的8.9%~13.2%,各断面最小生态需水所对应平均水深、湿周率和平均流速均能满足检验标准。湿周法适用于近似抛物线形或矩形的断面,不建议用于近似三角形或梯形的断面。     

DHRAM: a method for classifying river flow regime alterations for the EC Water Framework Directive

• 1. A method has been developed for assessing the degree of human alteration of river flow regimes relative to near‐natural or reference conditions.
• 2. The Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM) utilizes the Indicators of Hydrologic Alteration approach of the US Nature Conservancy to classify the risk of damage to in‐stream ecology using a five‐class scheme compatible with the requirements of the EC Water Framework Directive.
• 3. Separate methods have been developed for rivers and lakes, though only the former are considered in this paper.
• 4. DHRAM uses daily mean flow time‐series data, representing un‐impacted and impacted situations for the site of interest, in relation to any type of anthropogenic hydrological impact such as impoundments, abstractions or flow augmentation.
• 5. Procedures for coping with different levels of data availability are outlined, utilizing the Micro Low Flows computer package to generate synthetic series of daily mean flows, supplemented by flow alteration data as appropriate.
• 6. The utility of DHRAM is demonstrated through a pair of Scottish case studies illustrating its ability in classifying regime alteration and supporting mapping, which will be of value to river basin managers.
• 7. Finally, present and future issues relating to the calibration of DHRAM scores to levels of ecological damage are discussed.

Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

三峡库区干支流似鳊群体的遗传结构

为全面了解三峡库区小型鱼类优势物种似鳊（Pseudobrama simoni）群体的遗传结构，利用线粒体细胞色素b（Cyt b）基因序列分析了三峡库首的太平溪（干流）、青干河（支流）和袁水河（支流），库中的万州（干流）和甘井河（支流）以及库尾的木洞河（支流）和嘉陵江（支流）共7个似鳊群体的遗传多样性、群体之间的遗传分化情况和种群的历史动态。结果显示，三峡库区似鳊群体遗传多样性较低，单倍型多样性为0.061~0.326、核苷酸多样性为0.005%~0.036%；分子方差变异分析（AMOVA）表明，似鳊群体的遗传变异绝大部分源自于群体内部（99.82%），只有0.18%的变异来自群体之间；遗传分化指数（Fst）显示，所有群体之间不存在显著的遗传分化；系统进化树和单倍型网络图表明，三峡库区似鳊群体没有形成明显的系统地理格局；Mantel 检验显示，三峡库区各似鳊群体群体之间的遗传分化程度与地理距离的远近无相关性；中性检验Tajima''s D值和Fu''s Fs值表明，三峡库区似鳊群体在6.58万年前可能发生过种群扩张现象。     

Classifying flow regimes of the Amazon basin

1. The Amazon River basin contains a vast diversity of lotic habitats and accompanying hydrological regimes. Further understanding the spatial distribution of flow regimes across the Amazon can be useful for recognizing riverine ecohydrological processes and informing river management and conservation, especially in areas with limited or inconsistent streamflow monitoring.
2. This study compares four inductive approaches for classifying streamflow regimes across the Amazon using an unprecedented compilation of streamflow records from Bolivia, Brazil, Colombia, Ecuador, and Peru.
3. Inductive classification schemes use attributes of streamflow data to categorize river reaches into similar classes, which then may be generalized to understand streamflow behaviour at the basin scale. In this study, classification was accomplished through hierarchical clustering of 67 flow metrics calculated using indicators of hydrologic alteration (IHA) and daily streamflow data from median annual hydrographs (MAHs) for 404 stations (representing >7,000 station-years) across five Amazonian countries.
4. Classification was performed using both flow magnitude-inclusive and flow magnitude-independent datasets. For flow magnitude-independent methods, optimal solutions included six or seven primary hydrological classes for IHA and MAH datasets; for approaches that retained magnitude, variance was sufficiently large to prevent convergence to a specific number of classes.
5. Across methods, class membership was strongly associated with the timing, frequency, and rate of change of flow, and spatially coherent clusters were associated with seasonal, elevational, and stream-order gradients. These results highlight the diversity of flow regimes across the Amazon and provide a framework for studying relationships between hydrological regimes and ecological responses in the context of changing climate, land use, and human-induced hydrological alteration.
6. The methodology applied provides a data-driven approach for classifying flow regimes based on observed data. When coupled with ecological knowledge and expertise, these classifications can be used to develop ecohydrologically informed and management-relevant conservation practices.

     

三峡库区干流鱼类资源现状与物种多样性保护

为掌握三峡库区干流现有鱼类种类组成和物种多样性状况,2013-2015年在三峡库区干流涪陵、云阳、巫山和秭归4个江段开展渔获物调查,分析了该区域的鱼类资源现状及物种多样性。结果表明,调查期间共收集到鱼类84种,隶属于5目、13科,以鲤形目和鲇形目为主,其中包括厚颌鲂(Megalobrama pellegrini)、岩原鲤(Procypris rabaudi)、圆口铜鱼(Coreius guichenoti)等12种长江上游特有鱼类,鱼类种类数没有显著变化;多样性分析显示,以相对重要性指数(IRI)大于2%为标准,三峡库区鱼类群落优势种共15种,其中飘鱼(Pseudolaubuca sinensis)和黑尾歺又鱼(Hemiculter nigromarginis)的优势度最高。渔获物调查表明,三峡库区日平均单船产量为8.93kg;鱼类群落的Shannon-Wiener多样性指数(H)和Simpson优势度指数(D)呈现逐年增加趋势。基于本调查结果,提出了栖息地恢复、严格控制捕捞强度等措施,以保护三峡库区干流的鱼类多样性。     

三峡水库中段水体微生物群落结构的季节变化

为了探究三峡库区中段水体微生物群落结构的季节变化特征，分别于2018年春季（3月）、夏季（7月）、秋季（9月）、冬季（1月）采集三峡库区中段万州、涪陵、忠县流域表层水样，分析水质指标和微生物群落结构；通过构建16S rRNA基因克隆文库，结合PCR扩增技术进行高通量测序。结果表明，变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、蓝细菌门（Cyanobacteria）是三峡库区中段水体中的优势菌，不同菌门分布呈现明显的季节特征，冬季微生物多样性高于夏季。夏、秋、冬三季中，变形菌门是第一优势菌，占细菌群落的42.63%~92.90%，春季放线菌门的含量相对丰富，占细菌群落的16.65%~42.25%，蓝细菌门在春冬季的含量相对较高，占细菌群落的6.50%~13.50%，夏秋季的含量较低。PCoA和层级聚类分析显示，夏季和秋季微生物群落结构相似度高，冬季和春季的相似度高，且夏秋季和冬春季的多样性存在显著性差异（P=0.01）。RDA分析表明，温度是影响三峡库区中段水体微生物群落结构最主要的环境因子。     

三峡水库泄、蓄水过程对小江浮游植物群落结构的影响

为阐述水位升降时三峡水库支流浮游植物生态学特征的变化,分别于2013年6月和10月对小江泄、蓄水过程的浮游植物野外监测数据进行对比分析。结果表明,三峡水库泄、蓄水过程调查期,在小江分别鉴定出浮游植物6门、70属、136种(变种)和7门、70属、136种(变种),以绿藻、硅藻、蓝藻为主,共计占总种类数的87.49%和80.87%,但2个时期种类组成略有差异;浮游植物细胞密度变化范围分别为8.1×104~127.2×104个/L和24.4×104~99.9×104个/L,泄水过程略高于蓄水过程,且随着蓄水过程的推进持续减少,随着泄水过程的推进显著增加;浮游植物数量组成分别以硅藻和蓝藻占优势,占浮游植物总细胞密度的比例均在50%以上;蓄水过程Shannon指数和Margalef指数变化范围分别为1.80~3.68和0.09~0.61,与泄水过程相比,此2项指数明显较高且变化幅度大;泄水过程和蓄水过程的浮游植物群落分别聚在一组内,但各组内变化情况不同;在三峡水库泄、蓄水过程中,水温和营养盐对浮游植物的生长均有很重要的影响,而水文特征变化对浮游植物生长影响作用十分有限。三峡水库泄、蓄水过程中小江浮游植物群落结构特征存在差异,水温、营养盐是主要影响因子,其中泄水后期浮游植物细胞密度会显著增加,且随着水位的进一步降低会持续增加,水华暴发潜在风险增大,需引起关注。     

三峡水库澎溪河库湾枝角类的种类组成与时空分布

为了解澎溪河枝角类的种类组成、时空分布特点以及三峡水库蓄水对库湾回水末端区域枝角类的影响,为防治三峡水库富营养化和水华发生提供基础资料,于2013年3月(春季)、6月(夏季)、9月(秋季)、12月(冬季)对澎溪河库湾6个断面(河口、双江、黄石、高阳、养鹿和渠口)的枝角类进行了调查。结果显示,4次采样共采集到枝角类7属、7种,透明溞(Daphnia hyalina)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)为全年优势种,优势度值分别为0.330、0.128、0.034;受上游2个断面(养鹿和渠口)3月份枝角类的影响,澎溪河库湾春、夏、秋、冬枝角类密度(65.9、17.4、4.0、0.6个/L)呈递减趋势,生物量(20.6436、0.6772、0.1072、0.1469 mg/L)基本呈递减趋势;从下游至上游,澎溪河库湾河口、双江、黄石、高阳、养鹿、渠口采样断面枝角类密度(0.5、1.4、11.4、18.8、50.3、49.6个/L)和生物量(0.0348、0.0528、0.6230、1.1538、15.1529、15.3450 mg/L)呈递增趋势。