国内外河流生态修复相关研究进展

河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统,增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统,国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究,取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果,旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考;总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题,并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。  

河流生态系统结构功能模型研究

回顾了河流生态系统结构功能模型的研究进展，介绍了多种重要的概念和模型。在此基础上，提出了河流生态系统结构功能整体模型，它是由河流流态－生态结构功能４维连续体模型、水文情势－河流生态过程耦合模型、地貌景观空间异质性－生物群落多样性耦合模型３个子模型组成。整体模型建立了河流流态、水文情势和地貌景观这３大类生境因子与河流生态系统结构功能和生态过程的相关关系，基本上抽象概括了河流生态系统的主要特征。在模型中除了考虑自然力因素以外，还考虑了水利水电工程设施的干扰作用。  

四大家鱼产卵水文水动力特性研究综述

四大家鱼是中国重要的经济鱼类,长江是四大家鱼的天然种质库,长江四大家鱼的自然繁殖数量对四大家鱼的资源保护意义重大.四大家鱼产卵与河流水文水动力关系密切.较为全面的阐述了四大家鱼产卵与水温、涨水过程的关系,并对四大家鱼产卵场的分布和水动力特性进行了简要描述.本工作将为针对四大家鱼产卵的水库生态凋度和四大家鱼产卵场修复提供一定技术支持.  

基于图论边连通度的平原水网区水系连通性定量评价

河湖水系保持连通是流域内河流与湖泊、河道与河漫滩之间物质流、能量流、信息流和物种流保持畅通的基本条件，也是优化水资源配置战略格局、提高水利保障能力、促进水生态文明建设的有效举措。利用GIS平台和图论理论，研究河湖水系的系统性连通程度定量评价技术，以胶东地区为例，分析了胶东调水东线工程和引黄济青工程实施后山东半岛东部地区水网连通情况。结果表明，胶东调水东线工程实施后连通度可提高50%。此方法可为平原水网区水生态保护与修复、河湖水系连通规划及闸坝调度方案优化等提供技术支持。  

我国过鱼设施现状分析及鱼道适宜性管理的关键问题

水电开发对于洄游性鱼类产生的负面影响最为直接，阻碍了其繁殖、索饵以及越冬等生命行为。在调查的25个水电项目中，有17个采取了鱼类保护措施，其中采取增殖放流措施的占82.4%，仅有1个项目修建了鱼道。介绍了“莱茵河-2000计划”和哥伦比亚河鱼道建设及运行效果。鱼道不单纯是洄游性鱼类的通道，更是实现大坝上下游物质与能量循环的生态廊道。国内开展鱼道适应性管理的关键问题是：建立鱼道长效运行与保障机制，对鱼道过鱼进行长效监测以及研究鱼道过鱼效果评价方法。  

三峡工程运行后长江中游溶解气体过饱和演变研究

为了分析三峡工程运行后泄洪对长江中游溶解气体过饱和的影响，本文建立了长江中游溶解氧数学模型，对不同流量下长江中游的溶解氧过饱和演变进行了模拟预测。模拟结果表明，三峡和葛洲坝过坝水流的溶解氧饱和度在40000m3/s～50000m3/s和100000m3/s附近存在两个峰值，长江中游河道天然情况下溶解氧过饱和恢复速度较为缓慢，平均每100km降低5%，洞庭湖水的汇入能显著降低长江干流的溶解氧过饱和度。当三峡出库流量超过40000 m3/s时，其影响范围可达400km以上。本文讨论了溶解气体过饱和的不同指标间的关系，对气体过饱和可能造成的影响以及对长江中游鱼类目前的影响进行了阐述，认为通过三峡水库的调度减小出库高流量次数和历时是减缓下游溶解气体过饱和的有效手段。  

三峡库区春季鱼类组成及分布特征

为了解三峡库区春季鱼类分布特征,于2007年至2009年每年春季分别采用HTI Model241和SIMRADEY60鱼探仪对三峡库区秭归至重庆江段进行了声学调查,并于2008年和2009年春季对巫山、忠县和长寿江段的渔获物进行了调查。声学调查显示:鱼类在秭归至重庆段分布不均匀,基本表现为从三峡库区的下游到上游密度越来越大,并且春季鱼类喜居于上游长寿至重庆的几处江段。渔获物调查显示:巫山江段优势种为鲢(Hy-pophthalmichthys molitrix),忠县江段优势种为鲢、南方鲶(Silurus meridionalis Chen)和鲤(Cyprinus carpio Linnaeus),长寿江段优势种为铜鱼(Coreius heterokon)。结果表明三峡库区春季鱼类的分布特征和渔获物优势种的生活习性密切相关。  

基于年龄结构的中华鲟资源量估算方法

根据长江中的中华鲟亲鱼捕捞数据的年龄结构,推算不同年龄段中华鲟亲鱼进入长江参与繁殖的占比,首次将长江和海洋中的中华鲟同时纳入估算模型进行计算,构建了一套估算中华鲟资源量的新方法。稳态计算结果显示,在葛洲坝截流前,长江中每年有效补充量为1 882尾,长江和海洋中育龄(雌:13~34龄,雄:8~27龄)总资源量为32 260尾,其中雄鱼15 310尾,雌鱼16 950尾,每年在长江中参与繁殖的中华鲟新老股群之和(1 727尾)占总资源量的比例约5%。计算得出葛洲坝截流后长江中的中华鲟产卵繁殖容量仅为截流前的6.5%,1981年葛洲坝截留造成68%~80%的1980年老股群被阻隔在上游。结合葛洲坝截流后的捕捞数据推算了1981年后长江和海洋中的中华鲟资源量变迁过程。计算结果与捕捞数据反映的趋势一致,证明模型可靠有效。研究表明,葛洲坝截流后,随着捕捞量的减少,长江中的繁殖群体数量上升,1990年左右达到峰值(约2 200尾),随后迅速下降,2010年为170尾左右。葛洲坝截流后中华鲟产卵繁殖环境容量的大幅下降是近年来中华鲟资源量急剧下降的重要原因。  

双侧竖缝式鱼道水力特性研究

研究分析不同水池长宽比条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标,为双侧竖缝式鱼道布置参数的优化选择提供技术依据。基于单侧竖缝式鱼道体型参数的研究成果,选取导板长度与水池宽度之比为0.25、竖缝宽度与水池宽度之比为0.15、导向角度为45°作为研究的基本体型;鱼道来流边界设置为压力进口,上游水深设置为2 m,出流边界设置为压力出口,下游水深设置为2 m;模型顶部设置为压力进口,进口压强为1.01×105Pa,边墙设置为固壁边界。采用三维数值模拟的方法研究分析了水池长宽比分别为4∶8、5∶8、5.5∶8、5.75∶8、6∶8、6.5∶8、7∶8、8∶8、9∶8的条件下双侧竖缝式鱼道的水池流场结构及其水力学指标。在不同水池长宽比条件下,鱼道常规水池内存在3种典型流场结构,其主流轨迹线、主流流速沿程衰减规律以及回流区分布等水力学指标均有不同,典型长宽比取值区间分别为4∶8~5.5∶8、5.75∶8~6.5∶8及7∶8~9∶8;对比发现,长宽比在5.75∶8~6.5∶8区间范围时,主流区宽度相对较大,水池空间利用较为充分,沿程流速衰减情况也较好,回流区主要分布于主流两侧且大小适中。初步认为长宽比5.75∶8~6.5∶8的水池流场结构较为合理。  

国内外河流生态修复相关研究进展

河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统,增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统,国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究,取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果,旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考;总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题,并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。