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澜沧江中下游鱼类栖息地的水文、水力学特征研究

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'分类号密级UDC编号?十?水剩水老科營研究院学位论文澜沧江中下游鱼类栖息地的水文、水力学特征研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学作者姓名王莹指导教师王东胜中国北京二〇一五年五月 分类号密级UDC编号?中?水剩水老科摩巧究院学位论文澜沧江中下游鱼类栖息地的水文、水力学特征研究学位类别工学硕士学科专业水力学及河流动力学作者姓名王室指导教师王东胜中国北京二?一五年五月 studyonHydrologicandHydraulicCharacteristicsofFishHabitatinMiddleandLowerLancanRivergDereeGrade:MasterofEnineeringggMaor:Hdraulics&RiverDnamicsjyyCandidate:WangYingSupervisor:ProfessorWangDongshengMay,2015ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch(IWHR),Beiin,Chinajg 关于学位论文的独创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师指导下独立进行研宄工作所取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致谢外,本论文不包含其他人己经发表或撰写的研宄成果,也不包含本人或他人为获得中国水利水电科学研宄院或其它教育机构的学位或证书等而使用过的材料。若有不实之处。,本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签名:年月曰6 摘要栖息地保护是我国水利水电工程建设中生态保护体系的重要组成部分,因其可同时保护河流原始生境和其他生物,减少保护中不确定因素对保护效果的影响,而成为最适宜、高效的鱼类保护方法。本文在收集整理历史资料的基础上,结合现场调查结果,对澜沧江干流中下游、罗梭江保护区鱼类物种相似性、水文条件相似性进行分析,力图探讨支流实施栖息地保护的适宜性,,;开展鱼类产卵场调查和监测确定中国结鱼产卵河段以其为目标鱼类,开展鱼类生命史关键时期需求的水文、水力学特征研究,提出以中国结鱼为代表同资源类群的澜沧江特有鱼类实施栖息地保护的水文、水力学特征参数指标。主要研宄结论如下:结合两年罗梭江保护区鱼类资源调查结果和历史资料,编制了澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类名录。两河段相同鱼类物种为62种,相似性指数为67.39%,特有种基于澜沧江干流下游允景洪水文站及罗梭江曼安水文站-相似性指数为66.67%;19591985年长序列日径流数据,开展澜沧江干流中下游及罗梭江保护区水文情势变化相似一。结果显示,两河段水文情势年际变化、年内变化及讯期涨水情况都较为致性分析。罗梭江适宜对澜沧江干流中下游水电影响区的鱼类实施支流生境替代保护。结合鱼类资源调查结果和历史资料,选定中国结鱼为目标鱼类开展研宄,以期代表同资源类群的澜沧江特有鱼类需求的栖息地保护的水文、水力学特征。通过鱼类产卵场调查和监测,识别曼安水文站下游500m至南醒河河口上游500m之间河段为中国结鱼的产卵河段。959-1985IHA(基于曼安站1年逐日径流资料,核算水文变化指标)33个水文指标,以均值加减标准差的范围作为适宜鱼类栖息地保护的水文特征范围;对IHA指标进行蹄选,结合关键涨水过程指标,提出表征中国结鱼产卵期栖息地保护的17个水文特征指标。其中,罗梭江保护区,关键涨水指标对鱼类产卵的刺激作用显著。计算结果显示“”涨水情势对中国结鱼产卵的刺激属于多次、型,即涨水过程数较多,在[3.14.2短时,]的范围内波动,3.23.7但平均每次持续时间不长,在,的范围内变化。[]在对中国结鱼产卵河段地形实测的基础上,应用局部高程差异法识别出该河段交错分布着3个深潭及4个浅滩,相邻深潭、浅滩的平均距离为0.66km,分布密度为1.4个/kmc应用Delft3D搭建模型对中国结鱼产卵河段开展二维水力学模拟。结果显示,流量从237mVs上涨到1273mVs时,全河段的流速变化范围为[1.29,2.24],水深变化范围为2,10.365.18弗汝德数值变化范围为[0.3.41;0.531.53,,深潭的流速变化范围为,水深[,]][]I 变化范围为5.408.46.1.19,00,0;浅[,]弗汝德数值变化范围为[]滩的流速变化范围为1,03.883.51.95.56,0.610.71。[,水深变化范围为[,]弗汝德数值变化范围为[以上述全河],]段、深潭、浅滩的流速、水深、弗汝德数的变化范围表征产卵河段的水力学特征,为对其他同资源类群的澜沧江特有鱼类实施支流栖息地保护提供资料和技术支撑。关键词、、中国结鱼、相似性分析、产卵:澜沧江中下游干支流、罗梭江栖息地保护期、水文水力学特征II AbstractH'abitatrotectionisanimportantmethodtoprotecttheecologicalssteminChinaspyhydropowerconstructionroects.Itissuestedtobethemostsuitableandefficientfishpjggrotectionmethodasitcanbothreservetheoriinalriverhabitatandrotectauaticcreatures.,pgppqasedontherelevanthistordBicaldataandfielinvestiationresultsthisaerdiscussestheg,ppfeastofalintributarhabitatalternativerotectionmetinLuosuoRveraibiliyppygyphodi,tributarofLancanRiittiverbstudinshsecessimlariandhdroloiccondiionyg,yygfipyygsmartbetweenLuosuoierandLancanRiver.ThroufieldinvestiatnandiiliyRvgghgigmonitoringoffishspawningsites,thespawningreachofTorsinensisinLuosuoRiverisconfirmed.TakingTorsinensisasatargetfishspecies,thispaperanalyzesthefishdemandonhydrologicandhydrauliccharateristicsinitscriticallifeperiod,andpresentsobjectivescopeofildexindertoetttfhydrologcandhydrauicinorbterroecinendemicishseciesofLancanpgpgRiver.Themaincontentsandconclusionsareasfollows:FiltsfbthRivthillishspecesisoroLuosuoerandemddeandowerLancangRiverare-anedvaatwoearfieiildfishinvestiatonandahistorcaldatastud.6ishsecesgiiygy2fpi,iensecesarerecordedinothtworeachesCaculatontincludn20demicpib.liresulofseciesg,pitttworeaches6739%andenti6667%simlariyindexbeweenis.demicspeciessimilariys..SlartstuofdrolocconditionbetweenmiddleandlowerLancanRverandLuosuoimiiydyhygigiRiveriscarriedoutonthebasisofdailyrunoffdataofYunjinghongandMananHydrologicStationfrom1959to1985,Theresultsshowthatinterannualandannualvariationofhydrologic.reirisinconditioninfloodseasonsareconsistentinbothreachesInsummargmeandflowgy,osuoRiveritlttlttiheLuissutableoappyingtributaryhabiaaernaverotectiontoreducetimactpphiddlofhydropowerstructureonfisassemblagesinmleandowerLancangRiver.InordertobetteruantifthehdrologicalandhdrauliccharacteristicsforrotectintheqyyypgendemicfishinLancangRiverTorsinensisissettobeataretsecies.Basedonthefield,gpmonitoringresultsreachesstartinfrom500mdownstreamMananStationandendinat500,,ggupstreamthejunctionofNanxingRiver,areidentifiedasspawningreachofTorsinensis.DalrunoataofMananHdroloicStationfrom9to985areusedtocat3iyfd1951lculae3ygIHAIndicatorofHdroloicAlterationhdroloicindiceswhichareimortanthdroloic(yg)yg,pygindicesforfishhabitatprotection.Theacceptablerangesoftheseindicesaresettobesmallerthanmeanvaluelusstandarddeviationandlarerthanmeanvalueminusstandarddeviation.pgTheresultsshowthatamongthe33IHAindices,17arethoughttobemoreimportantthanothers.Andflowrisingisfoundtobeanessentialstimulusforfishsawnin.NumberofflowpgI risingrocessvariesin3.142raeduionofeacrisinrocessvin3237,.andaveratharies..pggp,[][],showinthatflowstimuiliofnaturereserveinLuosuoRverisinseveraltimesbutnotlastinggforlong.RiverbedtopographyofTorsinensissawninreachwasmeasuredinDecember,2012.pg3poolsand4rifflesareidentifiedaccordintothemeasuredresultsbybeddifferencinggtechnique.Averagedistancebetweenadacentoolandriffleis0.66kmanddistributiondensitjpyofooorrenthsreac140ndividuaerometerTmeasuretoraicataipliffliihis.ilpkil.hedogphdspt-usedistDDsTinawodimensionalhydrodynamcimulaioninelft3oftware.heresultsshow^thatithflowdischarerisinfrom237mVsto1273m/saveraevelocitvariesin1w.29,gg,gy,[2.24],waterdepthvariesin[2.36,5.18]andFroudenumbervariesin[0.31,0,41inthewhole]simulatedreachiwaterde.Fortheoolsaveraevelocitvaresin0.531.53thvariesinp,gy[,,]p540846F019tt..androudenumbervariesin0.10.andforheriflesaveraevelocivaries[,,,][];gyin1.88,3.51,waterdethvariesin0.95,3.56andFroudenumbervariesin0.61,0.71.The[]p[][]averaevelocitwaterdethandFroudenrriationscoesofthewholereachoolg,pumbevapsy,pandtthrttfTorifflesareusedhereorepresentehydauliccharacerisicsorsinensisspawningreachandtheycouldalsorovidematerialsandtechnicalsuorttootherLancanendemicfishpppghabitatrotection.pKeywords:mainstreamandtributariesinmiddleandlowerLancangRiver,LuosuoRiver,shhabitatrotectionorsinensissifiimilaritanalsissawninerodhdroloican.T,yy,dp,pgpyghydrauliccharacteristicsII 目录IAstrtbacI-mn绪论11.1研究背景与意义11.1.1研究背景11.1.2研宄意义51.2国内外研究现状7121..鱼类栖息地保护71.2.2栖息地水文及水力学特征研究812..3澜沧江中下游水电开发对鱼类的影响及保护101.2.4亟待解决的问题141315.主要研究内容与技术路线1.3.1主要研宄内容151.3.2技术路线15第二章干支流鱼类资源与水文条件相似性研究172117.澜沧江干流中下游鱼类组成221.罗梭江鱼类资源调查72.2.1罗梭江鱼类保护区概述17222..鱼类资源调查182.3干支流鱼类物种组成和多样性分析20212.3.研宄方法02.3.2鱼类资源组成分析212.3.3鱼类物种相似性分析2124澜沧江.干流中下游与罗梭江保护区水文情势变化对比分析2224122..资料来源2.4.2径流年际变化情况23243讯期、非讯期变化情况25..2.4.4关键涨水过程30/、2531.#J第三章中国结鱼产卵期水文特征研究33I 31.目标鱼类选择的意义及产卵河段识别333.1.1目标鱼类选择3331234..中国结鱼产卵河段识别3.2研宄方法363.3中国结鱼栖息地河段全年水文特征383.3.1月均流量过程3833240..年极值流量过程及出现时间3.3.3高、低流量过程433446.中国结鱼栖息地河段产卵期水文特征3.4.1产卵期水文特征指标范围适用性验证4634249..产卵期水文特征指标计算结果分析3.5顿4951第四章中国结鱼产卵河段水力学特征研究4.1中国结鱼产卵河段地形测量方法及测量结果5141151..测量方法4.1.2测量结果534.2模拟方法介绍5343.二维水力学模型的建立和验证574.3.1研究区域地形生成574.3.2数据来源与处理58..433时间步长取值5944.3.参数率定及模型验证594.4中国结鱼产卵河段水力学特征研究624462..1深潭、浅滩的识别4.4.2中国结鱼产卵河段流速特征644.4.3中国结鱼产卵河段水深特征684.4.4中国结鱼产卵河段弗汝德数特征704.5本章小结72第五章结论与展望745.1主要成果745.2主要创新点755.3研究展望7577_##爐83II 攻读硕士学位期间所取得的科研成果及获得奖励89隱91III 中国水利水电科学研宄院学位论文第一章绪论11.研究背景与意义1.1.1研究背景水电在我国未来经济社会发展中扮演着重要角色,未来几年将是我国水电快速发展一时期,,;然而大范围的水电建设势必对生态环境造成定影响特别是在水电建设向珍稀特有鱼类较多的西南地区河流推进的背景下,水电开发过程中鱼类的保护问题越来越受到国内外广泛关注。相比于修建过鱼设施、开展人工增值放流和实施生态调度等鱼类,栖息地保护具有保护目标明确、保护效果易评估、操作性强等特点保护措施,同时栖息地保护可同时保护河流原始生境及其它生物,从而减少保护中的不确定性因素对保护效果的影响,因而成为水利水电工程建设中生态保护体系的重要组成部分。1.1.1.1我国水电开发中的环境保护问趣我国水能资源丰富,开发潜力巨大,作为清洁能源,水电幵发在我国全球气候变化履约、满足能源需求、改善能源结构中发挥着重要作用,同时水电开发兼具防洪、灌溉、“”“供水、航运等功能。我国十二五规划指出,在做好生态保护和移民安置的前提下积”极发展水电,重点推进西南地区(云南、四川、贵州)大型水电站建设。2012年国家“"“能源局发布《水电发展十二五规划》强调:充分发挥水电在增加非化石能源供应中”的主力作用,十二五期间,预计建成十个千万千瓦级大型水电基地,2015年水电装机总量达到2.。.9亿kW,2020年达到42亿kW然而,,作为世界水能资源和水电开发大国及具有较高政治敏感性的国家中国水电一直备受国内外关注一直是我国水电开发的重开发,特别是水电开发中的环境保护问题要瓶颈。中国十三大水电基地与国际生物多样性保护热点地区在空间范围上存在重叠,生物多样性保护工作面临巨大挑战。例如,怒江、澜沧江和金沙江基地内存有世界自然遗产:三江并流,还包含重要的陆生和淡水保护区域、特有鸟类保护区(EBAs),以及植物多样性世界中心(CPD)。一直是讨论的焦点问题在众多环境问题中,鱼类保护。水库大坝建设改变了地表径流的自然节律,导致河流生态系统的物理环境、化学环境、生物群落结构及其功能发生1]【显著改变。据统计,加拿大、美国、欧洲及前苏联的113条大河(人为干扰前流量3501 中国水利水电科学研究院学位论文)85条77%),mVs中,(受到大琐建设的影响导致下游水文过程改变、水生生物栖息2[]地破碎化或消失、鱼类多样性及资源量下降等后果。近百年来,大坝建设已导致全球近1800种可识别淡水鱼类受到威胁或灭绝。当前,水电开发对鱼类影响成为社会各界。的关注焦点,鱼类栖息地保护已成为水电工程建设生态保护体系的重要组成部分1.1.1.2水电开发对鱼类的彩响(1)直接影响河流不仅是水体流动的连续通道,也是输送物质(如营养物质、泥沙等)和能量的通道。特别是流域梯级水电站建。大坝建设造成河流生态系统片段化、鱼类生境破碎化3[]设,。,将原有河流分割为水库群破坏了河流自然生态的连续性1)阻隔鱼类洄游通道、。鱼类为完成摄食繁殖等行为,需要在上下游水域中进行周期性迁徙大坝建设阻隔了洄游鱼类通道,对生活史中需要进行大范围、长距,并阻断上下游鱼类的有效交流4【]离洄游的鱼类影响严重。例如,受工程阻隔的影响,鲑类在莱茵河、加龙河和塞纳河,等水域中消失;加龙河西鲱以及卢瓦尔河鲑适宜的栖息区域不断减少仅封闭在极其有限的水域;自1981年葛洲坝水利枢纽工程截流后,长江流域中华鋳的繁殖洄游通道被5【】截断,繁殖规模较建坝前明显下降》2)影响鱼类物种遗传多样性“”一6[]研究表明,生境破碎化是影响生物多样性最重要的瓶颈之。生境破碎化导致原有生境面积减少,异质种群隔离,从而影响个体行为特性以及种群间基因交换,最终导致生物遗传多样性丧失目前,该问题已成为国际相关领域研究热点。3)祸轮机对鱼类的直接伤害过坝鱼类易受到润轮机部件(叶片、轮叶等)的撞击,或受流速、压力突然转变而?20%引发高死亡率。研究表明,,成熟鳗鲡降河洄游通过大型低水头祸轮机的死亡率为10950%[]。而在通过小电站较小的祸轮机时,死亡率可超过,,此外大坝泄洪时,水库鱼类易受到高速水流和高水位落差的影响其死亡率因溢洪道位置的不同而差异显著。例如,哥伦比亚河邦纳维尔大坝、麦克纳里大坝和约翰迪?大坝(溢洪道高约30m)泄洪时,幼鲑死亡率为04%,格林斯大现60m)(溢洪道高泄洪时其死亡率增至8%;而埃尔伍哈河下埃尔伍哈大琐(溢洪道高30tn)泄洪时,幼9[]鲑死亡率为37%?(2)间接影响1)流量和水位变化的影响,梯级水电站运行期间库区水位抬高,致;讯期水库调峰运行使顼下河段流量及水位相较天然状态变化明显:季节性洪峰削弱或消失、涨水过程变缓,致使鱼类产卵、孵2 中国水利水电科学研宄院学位论文,化和迁徙所需的刺激性信号中断鱼类繁殖期推迟,早期资源量下降,并对鱼卵的漂流1。11,[]或附着产生影响,;下游流量及水位年内变化趋小消落带范围也随之减少,简化了河流沿岸带生境层次,对流水性鱼类的生存和繁殖产生不利影响,下;水库蓄水关间后一游水位急剧下降,会对生活在深水区旳鱼类造成环境突变,某些行动缓慢的鱼类及些12[]粘着在草丛上的鱼卵会因干枯暴露而死亡。2)水温变化的影响,,水库建成蓄水,减弱了水体紊动掺混作用致使库区下层水温降低、含氧量减少水体温差明显加大。由于大琐多采用分层取水方式,下泄水流的水温降低,会造成下游鱼类新陈代谢能力减弱,幼鱼生长迟缓,,。甚之低温会成为错误的剌激信号使鱼类产°卵季节延后或繁殖期缩短。如美国科罗拉多河流域自格伦峡琐建成,水温基本维持在9C13[]左右,,360。较建现前明显下降致使种本地鱼灭绝,多种鱼类生存受到威胁3)流速变化的影响鱼类的生长和繁殖对流速有最低限值的要求。水库蓄水后,,下游河段流速减小溶解氧含量降低。长期低氧环境将导致鱼类呼吸频率加快,对生命造成威胁。此外,低流速无法将漂流性卵或是粘沉性卵输送到下游,难以找到适宜环境孵化,增加了鱼类早期14[]资源死亡率。4)泥沙含量变化的影响泥沙是河床底质的核心组成部分,也是营养物质的重要携带者。大埙建设致使泥沙游积,库区底质中卵石、碌石、砂碌和游泥等组成比例发生变化;水库清水下泄,冲刷下游河道,(,造成河床、河岸带等重要生物栖息地的泥沙大量流失无脊椎动物昆虫、一,方面软体动物等)失去生存环境影响鱼类馆料的种类和数量。另,泥沙游积,无法将上游营养物质携带至下游,造成鱼类栖息地环境部分营养物质旳缺乏。1.1.1.3水电开发过程中的鱼类保护体系为了减缓水电工程对鱼类等重要水生生物资源的影响,已开始实施多种鱼类保护措施,包括过鱼设施、人工增殖放流、生态调度、栖息地保护等,对鱼类保护起到了积极的作用。1)过鱼设施过鱼设施是指让鱼类通过障碍物的人工通道和设施,包括鱼道、鱼闸、升鱼机和集运渔船等其中,以适应于低水头工程设施的鱼道最为常见。国外对鱼道的研究起步较早。最早的鱼道始建于1662年法国。20世纪晚期,鱼道数16]00[量明显增长,00,北美约建有4座日本约建有14余座。这些鱼道多针对鲑鱼或鳟鱼等具有较高经济价值鱼类。鱼道在保证洄游鱼类顺利通过闹现,实现闹现上下游生态连938-2008年通方面起到了重要作用,。1间,哥伦比亚河各水电站鱼道过鱼数量基本稳定3 中国水利水电科学研究院学位论文邦纳维尔琐鱼道多年平均过鱼数量为72.1万尾,而罗哥瑞乃坝鱼道多年平均过鱼数量为?7[]14.3尾。万一我国自1958年建设第座鱼道以来,,至今己建成70余座鱼道主要分布于上海、1618,【]江苏、安徽、浙江、湖南和广东等省。国内鱼道以竖缝式和仿自然式为主,这两种鱼道类型分别占近十年国家级鱼道总数的58%和25%,鱼道的目标种类为珍稀鱼类、特有鱼类、缠科鱼类和奸蟹等。2)人工增殖放流一人工增殖放流是对目标种类进行人工繁殖、培育,并向特定水域投放定数量的鱼苗,从而实现目标种类资源量的恢复和增殖,属于补偿性放流活动一我国鱼类人工增殖放流工作落后于欧美等发达国家个世纪。21世纪以来,随着水利水电工程的加速开发和生态保护要求的不断提高,我国珍稀濒危鱼类增殖放流工作得到了快速发展截至20丨丨年底,已建成投运配套鱼类增殖放流站的水电工程包括:金沙江向家坝、龙开口、阿海,乌江索风营、思林,黄河苏只、积石峡,大渡河瀑布沟,澜沧江功果桥、糯扎渡,红水河桥巩,北盘江光照,雅碧江锦屏等在建鱼类增殖放流;,站的水电工程包括:乌江彭水,大渡河护定沅水三板溪,淡水江坪河等3)生态调度生态调度指在实现防洪、发电、供水、灌概、航运等社会经济多种目标的前提下,兼顾河流生态系统需求的水库调度方式、在鱼类的全生命周期内,产卵鱼卵孵化及幼鱼成长对水量变化、水位涨落更为敏24[】感。因此,产卵期间的水库调度对下游鱼类繁殖具有重大意义。为减少建坝蓄水对下游鱼类产卵、鱼卵漂流及孵化的影晌,国内外水电工程均致力于改进水库调度模式,最大程度接近建现前的天然水文条件。例如,自1959年,俄罗斯伏尔加河下游的伏尔加格25[】,。,勒坝每年春季放水,模拟春讯确保足够水量淹没下游鱼类产卵场2005年中国三“”“"峡总公司启动了四大家鱼产卵繁殖生态调度项目,研究开展实施三峡工程人造洪峰,“"促进四大家鱼的产卵繁殖,减少三峡工程对长江水产的不利影响。2011年,三峡首次、为四大家鱼开闸放水,人工创造四大家鱼繁殖所需水文水力学条件的洪峰过程,为四26【】大家鱼的产卵繁殖提供理想的生态流量。4)栖息地保护鱼类栖息地指能够满足一种鱼各个生活阶段需求的生存环境,不仅包括鱼类的生活空间,还包含能够支撑鱼类摄食、生长、繁殖等生命活动的全部环境因子,如适宜的底5【1质类型、水温、流速等。目前,鱼类栖息地保护多集中于支流生境保护,即针对珍稀25[]特有鱼类,,选择几条适宜鱼类生存的支流建立保护区以减缓水电开发对其的影响。27一[]徐海红等在对北盘江马马崖级水电站干支流调查后,推荐在支流西泌河实施栖息地保护,并对西泌河的挡水坡及河道进行整治改造,以保护产粘沉性卵为主的鱼类。4 中国水利水电科学研究院学位论文“《重庆乌江银盘水电站环境影响报告书》中指出选择与乌江干流生境相似、鱼类资源”、丰富环境状况良好的支流,实施鱼类生境替代保,并对乌江下游重要支流诸佛江、木掠河、芙蓉江、郁江、大溪河、长溪河等进行了比选,认为大溪河具有重要的保护价值。4一、综合而言,这种措施在我国的实施,对鱼类资源量多样性都起到了定程度的保护作用,但在实施过程中,也存在相应的问题。例如,过鱼设施的修建使河流上下游连通,缓解了大现阻隔的影响,但对于修建位置、水力学参数设计等缺乏经验,有效性,仍是巨大的挑战;人工增殖放流能够在短时间内增加放流鱼类的资源量维持下游生态系统的平衡,,但方法尚不成熟缺少完善的增殖放流体系和相应的放流技术标准,放流鱼类的成活率有待提高生态调度能够有效减少建坝、水库蓄水对下游水文、水力学一,条件的改变在发电的经济效益与环境保护间寻求平衡,但作为项最新的水库调度形一29【】式,生态调度的理论基础和技术方法还比较薄弱,有待进步加强。栖息地保护被普,遍认为是最适宜、高效的鱼类保护方法因其保护了原始、自然的鱼类生存环境,从而保证鱼类物种的生长、繁殖等各时期行为的正常进行。目前,为减缓各大河流建坝对鱼类产生的影响,支流栖息地保护工作正在逐步开展中。1.1.2研究意义1.12.1.栖悤地保护是鱼类多样性及资源保护的根本有效方法河流栖息地以其丰富多样的微生境支撑并维持着鱼类种群的多样性通过栖息地,、种群或群落的保护保护不仅实现了对所在生境中的物种个体,还维持了所在区域生态系统中物质循环及能量传递过程,保证了鱼类物种的正常发育与进化过程以及物种与其环境间的生态学过程,并保护了物种在自然环境下的生存能力和种内遗传变异度。因此,栖息地保护是就地保护的基础,提供了鱼类所处生态环境、鱼类物种及遗传多样性全方位有效、充分的保护,是鱼类多样性保护最根本的方法栖息地保护是防止鱼类资源量大幅度下降或某些物种濒临灭绝的有效保障方法。以鋳鱼等产粘沉性卵的鱼类为例,适宜的水流、流速条件是其自然繁殖成功的关键。栖息地保护为这些鱼类的繁殖提供了必要条件,防止因水电幵发造成的环境变化而引起的鱼类资源量大幅减少等情况出现,对于保护鱼类资源具有重要意义。1.1.2.2栖息地保护是西南水电开发中鱼类生态保护的迫切需求0一,我国水能资源丰富,但分布不均,约7%集中于西南地区,些重大能源基地如金沙江、雅袭江、大渡河、乌江、长江上游和澜沧江水电基地均位于该区域。西南地区水能资源开发程度相对较低,例如,云南省境内澜沧江流域旳可开发水电装机容量占全5 中国水利水电科学研究院学位论文32[18.8%。国总量的1,而己开发比例仅为7.02%“”“”根据《水电发展十二五规划》,加快水电幵发步伐是十二五期间发展的重点,一。澜沧江中下游是幵发的重点河段之,澜沧江上游能源基地开发也逐步启动-。澜沧江梯级水电开发过程中,栖息地保护是鱼类保护的重要措施澜沧江媚公河流域独特的地理条件和气候特点,造就了其丰富多样的水生生物。整个流域己知鱼类多达1700种,鱼类多样性名列世界第二,仅次于亚马逊河流域。澜沧江中下游河段记录的鱼类物种近200种,具有多样性优势。大规模、高强度的梯级水电站幵发对鱼类栖息地环境带来不可逆的影响,导致鱼类一,资源量下降,、特有种濒临灭绝。例如漫湾水库库区形成大范围的静水环境致使些土著鱼类物种因无法适应栖息地环境改变而在深水库区消失湾河段4种澜沧江特有;漫33[]鱼类也承受着因环境变化而带来的各方面负面影响。对澜沧江流域栖息地保护和鱼类物种保护迫在眉捷。目前,澜沧江流域部分梯级水电站的环境影响报告书中明确要求实施支流生境替代保护工作,云南省澜沧江。例如《“把澜沧黄登水电站环境影响报告书》要求江上游的通甸河、德庆河、拉竹河列入保护支”“流,禁止水电再次开发;《澜沧江里底水电站环境影响报告书》要求、将澜沧江上游”的重要支流永支河。、洛马河、阿倮河、大桥河等拟定为里底电站河段鱼类自然保护区在澜沧江流域水电加快开发步伐的背景下,栖息地保护能够有效为受影响鱼类提供自然的生存环境并提供其完成生命史的生态需求,特别是支流生境替代保护方法,能够在干流开发和鱼类保护之间寻求平衡,对于澜沧江鱼类保护具有重要意义。1.1.2.3亟霈开展水文及水力学特征研究为栖悤地鱼类保护提供关键技术支揮,鱼类的生长、繁殖行为以及其种群的丰度和多样性都与栖息地的水文、水力学条件息息相关。低流量过程时,栖息地水量增长,能够加快水流中营养物质的循环并增加溶解氧的,,含量使鱼类的多样性和丰度都有所增加;洪水过程时涨水过程能够有效刺激鱼类种群完成洄游、产卵等生命活动。鱼类种群的活动范围和繁殖时间也会受到栖息地水文情势变化的影响栖息地水力学条件对鱼类的直接影响体现在鱼类对水深,如、流速等的喜好选择上平鳍鳅科及把亚科等趋流性鱼类需要生活在急流区,而其他大部分趣科鱼类则喜好流速较缓的静水区域,还间接影响栖息地的地形、水化学、。水深、流速等水力学条件的改变馆料情况,进而影响鱼类的生长情况和种群多样性等。,综上,适宜的栖息地水文及水力学条件影响着鱼类生长、洄游、繁殖等过程进而影响鱼类资源量的变化及分布,可为栖息地保护提供面向。开展水文及水力学特征研究鱼类生长及保护需求的定量化水文及水力学特征参数,为栖息地鱼类保护提供关键技术6 中国水利水电科学研宄院学位论文支撑。12.国内外研究现状1.2.1鱼类栖息地保护1.2.1.1国外研规状世界范围内,欧洲的河流栖息地保护与生态修复研究开始较早,始于20世纪80年,19代将裁弯取直的河道恢复成弯曲自然的河道,以丹麦河流栖息地保护效果最佳。85一年,,丹麦着手改善深潭浅滩、鱼类产卵地局部环境并进步开展了改善河道跌水情况、恢复河道连续性及河流弯曲形态恢复、湿地再造的计划,有效改善了洄游性鲑鱼数量急35“”[]-剧减少的情况。1987年,莱茵河保护国际委员会(ICPR)提出鲑鱼2000计划36[],通过保护鱼类产卵场、实施面向洄游性鱼类保护的生态调度等方法,实现2000年37鲑鱼重返莱茵河的最终目标[]。为更有目标性和针对性地实施栖息地保护,对栖息地的适宜性评估逐渐幵展,美国、澳大利亚、英国及南非等国都在该领域进行了大量的研宄和实践。美国环境保护局提出《快速生物评估草案》(RapidBioassessmentProtocol),釆用鱼类、大型无脊椎底栖动物为指示物,确定栖息地水流、水深等指标的适宜范围;英国环保署提出的河流栖息地调38[]及澳大利亚提出的河流状态调査法查方法(RiverHabitatSurvey)(StateoftheRivers38[39][]Survey)、河流条件指数法(IndexofStreamCondition),都涵盖了对栖息地物理形态、水文情势等方面的评价;南非水事务及森林部(DWAF)于1994年发起河流健康RHethPr,、计划(iveralogramme)以鱼类底栖动物为保护对象,首次将栖息地完整性4。[tt]nteritHabI)。指数(Igyiandex应用于对栖息地主要干扰因素影响的分析中对栖息地水文及水力学条件的评估,特别以鱼类为保护对象方法的提出,都为鱼类栖息地保护指明方向。1.212..国内研究现状我国栖息地保护和评估工作起步较晚,目前,尚处于引进国外先进经验阶段,研宄成果多集中于针对某一珍稀瀕危物种或个别少数物种的栖息地关键环境要素分析、栖息41[]地适宜性评价等方面。例如,杨宇采用野外现场实测与数值模拟相结合的手段,对中华鲟栖息地的水力学特征进行系统分析,通过栖息地生境模拟获得中华鋳葛洲坝栖息地42[]流量与有效栖息地面积的关系。王晓刚等研究了交汇河口汇流比、汇流口下游弗劳德数及汇流口下游宽深比3个主要水力因素对鲤科鱼类和平鲭餓:科鱼类栖息地的影响,并7 中国水利水电科学研究院学位论文?计算了栖息地加权可用面积[](WUA)。易雨君等在四大家鱼栖息地适宜度方程的基础上一,结合维水动力模型,建立四大家鱼栖息地适宜度模型,模拟和预测不同河流水文情景下的家鱼产卵场适宜度。余国安等在西南山区的吊嘎河下切严重的河段,通过布置-15级人工阶梯深潭序列,对水流(水深、流速、水面宽等)、河床底质、河床微地貌和水生底栖动物物种及数量变化进行了为期5个月的野外监测,并采用底栖动物物种丰度、单位面积生物密度和生物群落多样性指数对吊嘎河试验河段的栖息地质量改善情况-进行评价,,,结果显示人工阶梯深潭布置后栖息地生物多样性上升,单位面积水生生物密度,、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势河流生态得到改善。近年来,随着生态文明建设的不断深化,水电开发中的生态环境保护问题日益受到关注,,过鱼设施、。在河流梯级水电建设过程中特别是当流域干流、支流同时幵发时生态调度,、人工增殖放流等鱼类补偿措施受现阶段科学认知程度、技术水平、管理难[?]、度等因素的制约,难以从根本上解决鱼类因生境破坏破碎而面临的多样性丧失问题。因此,支流生境替代保护成为水电开发中栖息地保护的新思路。2011年环保部颁布实施“”“?-的环境影响评价技术导则生态影响(HJ1920n)要求对不可替代、极具价值、”“”极敏感、被破坏后很难恢复的生态保护目标必须有避让措施或生境替代方案。2012“‘一开展年,环保部《关于进步加强水电建设环境保护工作的通知》中也明确提出干’”46[]流和支流开发与保护生态补偿试点?目前,我国己在支流生境替代保护方面开展了实践探索。2005年4月,为了保护长江上游珍稀特有鱼类,协调和妥善处理长江上游水电开发尤其是三峡工程建设和金沙江“水电开发与保护之间的关系,国务院办公厅批准建立了长江上游珍稀特有鱼类国家级”一,自然保护区,将长江上游的级支流赤水河纳入该自然保护区禁止赤水河干流建设梯级电站。2012年,为保护云南裂腹鱼等珍稀鱼类,华能澜沧江公司收购并拆除澜沧江上游支流基独河上的四级电站-,通过河流连通性恢复、深潭浅滩地形营造、河道内栖息一47[]地强化修复等多种工程措施,在定程度上恢复支流基独河支流鱼类栖息地环境。2014年,三峡集团与四川省凉山州签订黑水河鱼类栖息地保护责任框架协议,将金沙江48支流黑水河作为乌东德1]对支流生境替代、白鹤滩水电站鱼类替代生境予以保护。高婦保护的理论基础进行了深入研究,提出了支流生境替代保护的生物学适宜性评价指标体系,,并结合生态环境监测资料在雅砻江减水河段进行了案例分析。1.2.2栖息地水文及水力学特征研究1.2.2.1国外研究现状20世纪40年代,美国鱼类及野生动物管理局(FWS)通过对比研究建坝前后流量一变化引发的鱼类生长及繁殖情况,提出为维持鱼类正常的生命活动,河流应保持定流8 中国水利水电科学研究院学位论文量的生态基流理念。20世纪70年代,澳大利亚、法国、南非等国研究了河流流量与鱼立了水流、流速与鲑鱼生长状况的关系。类生长繁殖的关系,建,并提出生态流量的概念Petts全面地总结了大现对河流生态系统的影响,提出径流水量、频率的季节性变化对鱼类完成迁徙、洄游、产卵等生命活动具有重要影响,其中,水力学特性对生态系统具有决定作用,。大坝的修建改变了栖息地的水文及水力学条件进而影响鱼类种群的数量和组成。Vannote等提出河流连续体的概念(RiverContinuumConcept),认为栖息地的水文、一49系列的生态响应[]水力学条件改变能够在生态系统中形成。20世纪70年代末,河道内流量增量法(InstreamFlowIncrementalMethodology,简称,,,,IFIM法))问世主要针对鱼类通过大量水文及水力学的实测数据结合生物数据利用模拟增加流量开展栖息地评价,其本质是通过生物喜好建立流量与栖息地之间的定_量关系。,通过水文学,形为研究生物与非生物过程的作用机理、水力学与生态学交叉研究成了生态水文学、生态水力学学科。对鱼类而言,生态水文学通过综合法及整体法等方一法研究维持其正常生活的生态需水量,以保证栖息地水量满足这最小限度。生态水力学方面,IAHR成立的生态水力学部、美国伊阿华大学成立的生态水力学研宄中心、英国南安普东大学成立的生态水力学国际中心,都为搭建水力学与生态学之间的桥梁做出重要贡献。生态水文学及生态水力学实现了鱼类生活需求与水文及水力学条件的组合研一究,有利于栖息地鱼类保护水文及水力学条件的进步确定。1.2.2.2国内研究现状国内鱼类栖息地保护研究多关注鱼类敏感生态需水及其量值的核算方法。张陵蕾等51[]口4-7月利用IFIM法确定齐裂腹鱼产卵期()栖息地生态需水量为30.5mVs;李建等利用Delft3D水力学模型和PHABSIM(物理栖息地模拟模型)确定了流量与栖息地-,并提出长江中游四大家鱼在产卵期的最适宜生态流量范围为2000可用面积的关系13法15500m/s。国内学者提出了水量补充、假设法等最小生态径流的计算方法,但这些53I】方法缺乏对栖息地生态系统整体影响的综合考虑。国内生态水力学研究起步较晚,且研宄对象主要为中华鋳和四大家鱼,例如,杨宇等对葛洲现下游中华鋳产卵场的断面平均润量进行了计算和分析,李建等对长江中游四大家鱼产卵场弗劳德数及动能梯度等水415]力学特征指标进行了研究。9 中国水利水电科学研究院学位论文1.2.3澜沧江中下游水电开发对鱼类的影响及保护1.2.3.1澜沧江中下游水电开发现状“”澜沧江中下游规划两库八级电站,由上而下依次为功果桥水电站、小湾水电站、漫湾水电站、大朝山水电站、孺扎渡水电站、景洪水电站、橄榄坝水电站和勐松水电站,其中糯扎渡和小湾水电站水库库容较大,。截至目前具有多年调节性能,功果桥、小湾、漫湾、大朝山、禱扎渡、景洪水电站都已相继投产;橄榄顼水电站己基本完成可行性研。宄,进入设计优化阶段各电站的基本信息和开发情;勐松水电站尚处于规划设计阶段5556[,]况见表1.1。表11.澜沧江干流中下游水电站开发现状多年平放正常电站流域面积ZI调节库容调节开发鰂容量.Jl?由由:3MW名称(km)(亿in)性能方式(),,,、,、(mVs)(m)功果桥97200101013073.160.49日堤塊式900多年小湾11330012201240151.3298.954200、堤坝式调节_不完全漫湾114500123099410.62.571605调、_节堤坝式大朝山12100013308998.93.67日堤坝式1350多年447001730812237.03.檑扎渡111335堤坝式5850调节景洪149100182060211.393.09周堤顼式17501.2.3.2澜沧江中下游水电开发对鱼类的彩响(1)对鱼类区系组成的影响从大尺度看一,澜沧江鱼类可分成两个级动物地理区,即青藏高原区与东洋区,分界线位于小湾与功果桥之间,即功果桥以上的鱼类区系属青藏高原区,小湾以下属东洋区。小湾和功果桥恰好是在青藏高原区的南缘,或东洋区的北缘。澜沧江梯级建成后,功果桥以上江段依然存在裂腹鱼、高原鳅等高原鱼类的生存条件,小湾以下江段也具备鱼巴亚科、贴科、锡伯貼科、胡子鲇科等东洋鱼类的生存条件,澜沧江鱼类分布的两大区系格局总体保持原有状态。大琐建设阻断了下游鱼类上溯的通道,而上游鱼类通过大琐泄水、发电等方式还有10 中国水利水电科学研宄院学位论文一定的下行。因此,中下游梯级对下游东洋区的鱼类产生明显阻隔,受影响较大的种类是巨魅,产生断化效应。根据2011年调查,大朝山库区难以捕到巨魅,而在现下以及精。扎渡区域,巨魅是主要的渔获对象从小尺度看,大坝建设虽然将鱼类分隔成上下两个种群,但坝上下河段仍存在完成,。整个生命史的条件不会直接导致物种灭绝但库区水文情势将发生很大变化,水位抬高,水流变缓,,现前几乎变为静水流水生境萎缩。库区的鱼类组成将由以流水性鱼类为主,逐渐转变成以缓流水及静水鱼类为主。库区河段原适于流水环境中生活繁衍的鱼类如裂腹鱼、高原餓、铫属、墨头鱼、中国结鱼、野结鱼、南方白甲鱼、南、后背鲤鳅属、横斑原缕口鳅、张氏间吸鳅、澜沧江爬鳅:、锡伯鲇科等,逐渐移向干流库尾上游,或进入支流,库区数量将减少,甚至消失。适于缓流水环境生活鱼类种群数量变化不大而适应静水生境的外来鱼类如麦穗鱼、鲤、鲫、酵鮍、棒花鱼、马口鱼、鰕鉞鱼、胡子,可能发展成为库区的优势种鲇、花If等,由于水库的环境条件适合其生长繁殖。,坝下江段不仅水文情势和水体理化性质会发生较大的变化,而且由于下游回水影响河道水深增加,,流速变缓虽然流水生境也会大量萎缩,适应流水性生境的鱼类种群会受限,,为流水性鱼类提供生存条件2011(但依然具有流水生境。如年调查小湾坝下漫湾库尾)有纹胸铫属、墨头鱼、中华鲱鲇、中华华沙揪、南方白甲鱼、少鳞舟齿鱼等鱼类,功果桥坝下(小湾库尾)有裂腹鱼、墨头鱼、后背鲤、细尾高原鳅、短尾高原嫩、扎那纹胸铫、黄斑裙姚等鱼类。(2)对珍稀特有鱼类影响澜沧江梯级水电站的建设及运行导致库区及下游水文情势发生较大变化,澜沧江中下游分布的国家和省级重点保护鱼类、红皮书鱼类及澜沧江特有鱼类的馆料、栖息环境也随之发生变化,对这些鱼类的生长、繁殖产生不利影响,尤其是对喜急流鱼类。4点梯级水电开发对澜沧江珍稀特有鱼类的影响可概括为以下:一一1)大坝修建方面阻隔了某些鱼类的洄游和交流通道,另方面阻断了作为鱼类馆食的营养物质、浮游动植物等的输送通道;2)流水区域面积大范围减少,对喜急流鱼类影响巨大,如梯级电站修建后,鮭的数量急剧减少;3)某些鱼类的产卵场被库区淹没;4)水库下泄低温水影响下游鱼类的生长、繁殖和发育。以橋扎渡电站以下河段为例,由于大坝的阻隔、流水生境减小、低温水的影响,影、响的特有鱼类包括:条纹裸站、棱四须鲍、云南孟加拉鲮脂孟加拉錢、长须短吻鱼、中国结鱼、宽纹南鳅、金线M、黑背波鱼、大鳞半餐、小盘齿絶、南腊方、泰国低线鱲口鲍、多鳞结鱼、细纹似_、锥吻南鳅、南方南鳅、黑线安巴沙鳅、斑鳍连穗沙鳅、彭氏间吸鳅、原爬鳅、短须粒鲇、中华粒鲇等。11 中国水利水电科学研究院学位论文澜沧江珍稀特有鱼类具有巨大的生态价值和经济价值。为维护鱼类种群多样性及澜沧江中下游干支流栖息地生态环境,补偿水电开发对鱼类造成的影响,亟需开展合理、有效的保护措施,以遏止澜沧江珍惜特有鱼类数量的持续减少。1.2.3.3澜沧江中下游鱼类栖息地保护针对澜沧江中下游水电开发状况、水库生态环境特点、水生生物资源状况以及鱼类生物学特性,澜沧江中下游水电开发影响区采取以栖息地保护、建立鱼类保护区为主的鱼类保护措施。IN-己法成水电站^規划修注水电站\.yr—拟进行栖息地保护支流@,保山市?市区北胡叫临沧市。Ji.ftJg.沙;〒t.i7图u澜沧江中下游水电站规划与鱼类栖息地保护示意图12 中国水利水电科学研究院学位论文丨2表.滿沧江中下游支流栖息地保护基本情况-支流姐基本概况主要錢做?一鱼类有墨头鱼满沧江右岸级、横纹南揪、云南吻孔战^1ip长009口支流,云县芒怀絶、、横斑原缕嫩扎那纹胸姚、棒保护河段为乡芒怀村汇入澜花鱼、宽额體、鲤、鲫、胡子鲇、棒半路村至河:沧江,该河流位花鱼30km、马口鱼等。早期资源调查表明口约于漫湾规下、、大罗扎河存在扎那纹胸铫、胡子鲇墨河段。朝山库尾。头鱼等鱼类产卵场。保护河段为一为澜沧江右岸总长173鱼类有墨头鱼、大斑纹胸跳、横纹南動勘河汇口级支流,于双江、km,多年平揪、横斑原缕口揪、棒花鱼、宽额體、右支小,,J^(小黑江检润沧县交界的曼均流量125鲤:、鲫、胡子鲇、棒花鱼、马口鱼等。Z太;^=黒江杳站)至河3昭寨汇入澜沧m/s,天然落早期资源调査表明存在大斑纹胸觥、;U25635m。江.胡子鲇、墨头鱼等产卵场。。差河.段=。鱼类有野结鱼、大斑纹胸觥、大麟高^^自290须鱼、墨头鱼、横纹南餓:、横斑原缀保护河段为为沧江左岸一mk,多年平口^鳅m?’、棒花鱼、宽额體、鲤、鲫、胡小黑江/匸口血+士^丨164威EE江级支流,于思茅均流量口鱼36--子鲇、棒花鱼、马等。早期资源至河口-rr.3区汇入澜沧江。m/s,天然落、?女#。调査表明存在大斑纹胸觥、胡子站产km河段。^差1700m。…卵场。鱼类有巨魅、南方白甲鱼、中国结鱼、大麟结鱼、墨头鱼、大麟高须鱼、丝^^7一尾鳝、黑线安巴沙餓、胡子鲇翩沧江左岸、大斑^平‘;罗梭江级支流,于勐松纹胸觥、叉尾點、泰国南鲍、南方南均流为°g。汇入润沧江。〒揪、横斑原缀口娥、大剌揪等。早期3169.5mZs?河段。麵调查糊存在丝尾獲、墨头鱼、大斑纹胸铫等鱼类产卵场。鱼类有巨魅、南方白甲鱼、野结鱼、总长186.8墨头鱼、大鳞高须鱼、丝尾鹱、叉尾澜沧江一级支mk,多年平贴、泰国南鳅、密纹南鲍、横斑原缕保护河段为、口南阿河流,为中缅国际均流量76.5口鳅棒勐龙至河、宽额體、鲤、鲫、胡子貼3河流。m/s,天然落花鱼、马口鱼、大刺鳅等。早期资源80knr河段。差850m。调査表明存在丝尾鹱、墨头鱼、胡子站等鱼类产卵场。"58596?][1[][]〖注:据黄光明、刘明典、李新宇、康斌等资料整理(1)澜沧江中下游栖息地保护格局13 中国水利水电科学研宄院学位论文栖息地保护是保护鱼类自然资源和维持多样性的有效措施。澜沧江中下游水电站分布密集,根据水电梯级规划和鱼类资源的现状,主要釆取支流保护措施。通过对流域或河段的划区保护,为鱼类,特别是珍惜特有鱼类提供充足的摄食、繁殖、越冬场地以及生长空间和庇护所。根据澜沧江水电开发规划,在澜沧江中下游拟选择支流罗扎河、右支小黑江、威远江、罗梭江、南阿河等支流进行栖息地保护(见图1.1及表1.2)。通过支流栖息地保护一,不仅能够为钱流水性鱼类,如中国结鱼、野结鱼、南方白甲鱼、少鳞舟齿鱼、墨头鱼、鳅类、跳类等提供完成整个生命史的条件,而且为麦穗鱼、鲤、鲫、马口鱼、棒花鱼、花If、宽额體等适应开阔缓流、静水环境水域栖息的鱼类提供了栖息场所。因此,保护这些支流生境,对鱼类资源保护有重要意义。建立鱼类自然一保护区是在支流栖息地保护的基础上进步集中保护区域,通过保护珍稀特有鱼类物种的生态环境,维持鱼类种群的多样性和自然资源量。12.4里.待解决的问通我国栖息地保护研究尚处在起步阶段,缺乏系统、深入的研宄及探索。尽管我国在一,水电开发过程中,提出保留定干流或支流作为鱼类栖息地予以保护并在实践中也划定一些河段作为栖息地,但缺少支流栖息地选取标准、干支流保护鱼类组成及生境条件相似性的相关研究。现有成果多为鱼类资源调查结果,缺乏支流栖息地适宜生境条件的相关研究。鱼类资源的多样性也是鱼类栖息地保护面临的巨大挑战。关于鱼类种类分布的地域性、生活史的复杂性等相关研究尚处于探索阶段。此类基础科学成果缺失限制了栖息地一般为娃鱼保护的实施。实施栖息地保护的目标鱼类,国外,国内主要为四大家鱼、中华鋳、长江上游珍稀特有鱼类等。但由于鱼类的多样性,对多数珍稀特有鱼类关键生命活动的生态需求与栖息地的选择等相关研宄几乎处于空白仍需开展大量的基础研究、基础调查工作。鱼类与生境之间的相互作用十分复杂,包括生物之间的相互作用、生物与非生物要素之间的作用、水流的多样性与生境多样性的关系等。例如,栖息地水文及水力学条件。对鱼类生命史关键时期的影响,不同的鱼类种类具有不同的特征国外相关研宄将鱼类与水文及水力学特征之间的关系作为重要的研究内容。我国近年来也积极开展了协调水资源开发与鱼类保护的基础性研究。但是,不同的鱼类种类,不同的生长阶段对水流条一,开展鱼类与水流相互作用研究是件的需求也不同。因此项亟待深化的长期研究工作,也是鱼类栖息地保护最为基础性的研究内容。澜沧江中下游鱼类栖息地选择,需要在踏勘资料的基础上,通过水量、水质、地形41 中国水利水电科学研究院学位论文地貌、河床河势、鱼类资源、河流开发状况等指标进行比选。但是,有关栖息地选择目前尚处于概念性阶段,缺乏系统的生境调查,鱼类与生境关系研究几近空白,未见干支流生物组成对比及生境条件相似性研宄的相关报道。此外,针对选定栖息地的支流,缺乏特定珍稀特有物种适宜水文及水力学要素的量化研宄,缺少可明确表征栖息地保护目标的关键参数。1.3主要研究内容与技术路线1.3.1主要研究内容1.3.1.1鱼类资源及水文条件相似性研究面向我国水电开发区域鱼类栖息地保护的迫切需求,选取澜沧江干流中下游水电开发影响区及支流罗梭江作为研究区域。收集整理了20世纪50年代至今的两河段鱼类资源相关资料数据,结合本论文连续两年开展的罗梭江保护区鱼类资源监测成果,编制了澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类名录。幵展澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类资源组成、物种多样性、物种相似性、水文条件相似性研宄,探讨支流鱼类栖息地的适宜性。1.3.1.2中国结鱼产卵期水文特征研究,选择中国结鱼作为目标鱼类根据现场调查成果及其同资源类群特点;在汇总历史资料的基础上,通,识别中国结鱼产卵场位置过实地走访和现场捕榜监测;梳理提炼了鱼类产卵期水文特征参数分析方法;基于实测径流资料,对计算指标的变动范围进行验证;通过对典型水文站点长系列水文资料分析,提取河流表征其栖息地的水文特征,对典型鱼类生命史关键时期的水文特征开展研宄。1.3.1.3中国结鱼产卵河段水力学特征研究测量产卵河段水下地形点坐标及高程;应用Delft3D软件,对中国结鱼产卵期栖息河段开展了二维水力学模型模拟;识别研宄河段的深潭、浅滩;结合实地测量及模型模拟成果,计算不同代表流量下,全河段,提、深潭、浅滩的平均流速、水深及弗汝德数出中国结鱼产卵河段的水力学特征参数。1.3.2技术路线本文主要研宄方法包括文献综述、实地监测、指标计算、模型模拟等,技术路线见51 中国水利水电科学研宄院学位论文图1.2。"研究问-櫥息地保护鱼类与水iiiii“的提出(理实需求)(基础支撑)"-—ri、-r,类生态学k激类物种组成多样性糨似饿i|I,,11L—I1干支流相;!1II"似性分析i:门Il|1‘‘生物多样钱保护—H水文情势变化賴似性1iI;训“Ii—理论烹;!;n撑体系ifI"輪*妙“嫁鱼类韵选#_—中a结鱼;iI^p^|生态水力学-fHliJI||II錢榇fe类栖&地全水文特g1|」!Lb::::::-益JI:“?*""*水)C特征*!t—髮1‘^I转述LJ-0标魚类栖息地产雜期水文特征—i丨jI主究;现场?访賴i;;爲I一g确gj标fr类产卵河段iii糴量ii侧Ilii[;‘:水下聽賺-:Ih、浅滩进疗识别对产辦河段深潭i;)_产^“旅鱼类対水文历史数据\pi,|I计算集中度一、进目馳类产細段流速特征;?期水力;!体系:■检驗等iII行」学特征I!I-i标鱼类产卵期河段水深特征THA指标体系i||]j^如迸行二iDeUit:IH_标兔类产卵河段薄汝德数特征i维水力学漠搏丨;r栖息地保护的通目“达现标直性的水文、水力学潘求图1.2技术路线图16 中国水利水电科学研宄院学位论文第二章干支流鱼类资源与水文条件相似性研究在水电开发影响河段选择支流河段作为替代生境,促进鱼类的保护是减缓水电工程对鱼类影响的重要措施。干支流相似性研宄是鱼类就地保护的前提和基础,相似性指标包含生物学指标及非生物指标,如鱼类资源、水质、河床底质、水文情势、河流的幵发状况等。为了减缓澜沧江水电开发对鱼类的影响,拟在罗梭江州级鱼类保护区的基础上,通过实施支流生境替代保护,达到减缓下游鱼类影响的目的。本次研究在充分利用现有资料的基础上,开展对罗梭江鱼类资源的现场调查以及干支流鱼类资源相似性的研究;基于干流水电站建设前干支流水文资料,开展干支流水文条件相似性分析;力图在宏观尺度上探讨支流栖息地保护的适宜性。2.1瀬沧江干流中下游鱼类组成澜沧江干流起于青藏高原东部,,自北向南穿过青藏高原东南边缘进入云贵高原西部-600km沿西北东南方向在云贵高原西南边缘流出国境。在长约1的河段中,海拔自起点昌都约3200m降低到出境口的465m。全河段地跨青藏高原区与东洋区两个动物地里区,鱼类区系主要由该两大类群构成。本章研究只针对湖沧江中下游鱼类,也即功果桥以下河段。功果桥至景临桥段,河谷由宽谷与峡谷相间展布,比,宽谷渐多。景临桥至励腊县南腊河口,河谷开阔降平缓。青藏高原鱼类由上至下逐渐退出该河段,下游河段基本由东洋区鱼类组成。其代表类群有鲤形目科的IE亚科、野鲮亚科、沙鳅亚科类群,S>!i形目的鎖科、鲇科类群,以及鏘形目、舻形目鱼类。各类群代表物种有中国结鱼、云南吻孔絶、裂峡絶、红鳍方口把、少、S麟周齿鱼、长臀鲍、脂孟加拉錢、巨魅、短须粒鲇、中华绯贴、攀|、湄公河单孔飩等(见附录1)。2.2罗梭江鱼类资源调査2.2.1罗梭江鱼类保护区概述一'罗梭江又称补远江 ̄,是澜沧江下游左岸级支流,位于东经1005rl()P46,北玮°'°'2309 ̄2147。之间罗梭江发源于云南省普再市勐先的笔架山和大青山之间,源头自西17 中国水利水电科学研究院学位论文向东,流经思茅地区普再市勐先乡称为家脚河;流经普海市与江城县交界处称为勐先河;沿江城县向东南方向流动,至踏青河汇合口称为曼老江;在景养河汇入后转向西南方向,沿景洪市与勐腊县边界流至勐腊县象明乡曼配村称为小黑江;曼配村以下至罗梭江河口27663.5km245段称为罗梭江。罗梭江流域总面积为,干流全长为297.8km1,天然落差达m。主要支流有磨者河、南品河、普文河、踏青河、南线河和曼赛河等。一罗梭江州级鱼类保护区成立于2007年,包括罗梭江全长46km,小黑江段14kmm,总鱼巴和曼赛河全长30k长度90km,主要保护对象包括大鳍鱼、长丝紀、红鰭方口、裂峡IE,、驰鲤、湄南细丝鲇、叉尾鲇、丝尾鑊、巨魅、长臀緋鲇、中国结鱼等。其中保护区核心段为磨者河汇入罗梭江的河口到罗梭江汇入澜沧江的河口之间河段,全长46km,主要保护鱼类为中国结鱼、长臀鮮鲇、巨魅等澜沧江特有鱼类。罗梭江鱼类自然保一护区核心段见图2.1。实验区包括2个河段,段为小黑江磨者河河口至曼赛河口之间,一62[],30km。全长14km另段为曼赛河,全长北者河^那伞麵一瓶V曼薪堵■江鱼类自然保护E(—南■可曼喃醒?县城湖‘“官寒?、^\?拱炳},江V/04km8km图2.1罗梭江鱼类自然保护区核心保护河段示意图2.2.2鱼类资源调查2.2.2.1调查方法按照《内陆水域渔业自然资源调查手册》.,采用电捕鱼的方法采集鱼类样本(见图2218 中国水利水电科学研究院学位论文-2-和图.3),调查时间为2012年5月、79月、12月和2013年79月。调查采集的鱼类样本,采用防腐药物加以固定。将样本浸入10%的福尔马林溶液中,带回实验室鉴定,6[3]于5%福尔马林溶液中长期保存。鱼类标本的种类鉴定参考《云南鱼类志》。I—图2.2罗梭江保护区鱼类资源调查__图2.3罗梭江鱼类保护区渔获物2.2.2.2调查结果在罗梭江保护区连续两年的监测调查中,共釆集到35种鱼类,分属4目14科,其中鲤形目物种数占物种总数的68.57%,具有绝对优势,其次为鲇形目、形目鱼类。数I量方面,中国结鱼、中华鲱鲇和巨魅均为常见物种(见附录),均与历史资料记载情况保持一致。19 中国水利水电科学研宄院学位论文2.3干支流鱼类物种组成和多样性分析2.31.研究方法2.3.1.1物种多样性评价方法-F指(s-amndex-本文采用G数GenuFilyI)开展物种多样性评价。GF物种多样性指数包括科多样性指数(F指数)和属多样性指数(G指数)。F指数反映科间、科中物种一丰富程度-F,G指数反映属间物种丰富程度。G指数是个标准化的参数,可以进行不同地区间的生物多样性比较,变化范围为计算公式如下所示。对第科:=-1"2PP.1ZLi()i其中:/^-第々科中包含属的数量;=sSPj,为各属中包含物种数,。ik&为第;^科中包含的所有物种数=—(2-2巧H)i4其中-分-科数。=-QIn巧Iq;.jj2.3()其中-p为所有属的数量;?=575.为第J属中包含的物种数Q,5为物种总数。j,?D=1-2/.4a-rA^()2.3.1.2物种相似性评价方法本文采用Sorensen相似性指数对澜沧江干流中下游及罗梭江保护E鱼类物种的相似程度进行比较。计算公式如下所示。SI=[2c/(a+A)]x100%2.5()其中,a,6为罗梭江保护区鱼类物种种数为澜沧江干流中下游的鱼类物种种数,C为两地相同的鱼类物种种数。20 中国水利水电科学研宄院学位论文2.3.2鱼类资源组成分析一为进步了解澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类组成情况,本文收集整理了20世纪50年代以来澜沧江干流中下游及罗梭江保护区采集到的鱼类信息,包括鱼类专著,67681,]例如云南鱼类志(上、下卷)中国鲤科鱼类志(上、下卷)等,并补充最新58697°,,][文献相关信息。结合2012、2013年的鱼类调查结果,编制了澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类名录(见附录I),并对澜沧江特有种及外来种进行划分。1)、对于有争议的物种有两种处理方法:(选取确定在澜沧江干流中下游罗梭江保,(2)护区发现过的物种不确定是否在对应河段发现的物种不列入名录;不同的文献对一同物种的分类不同,以最新发表的信息为主,确定物种所在目、属名。对于不确、科定是否为特有种的物种,不做特有种标记。根据整理后的澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类名录,在澜沧江干流中下游共采集到85种鱼类,分属7目20科60属。其中鲤形目占69.41%,鲇形目占16.47%,P24%45524形目占8.。鲤科鱼类为种,物种数占总数的.9%。在罗梭江保护区河段共发现99种鱼类,分属于5目21科65属。其中鲤形目占71.71%,鲇形目占16.16%,形目站9.09%。鲤科鱼类为48种,为最优势科,占物种总数的48.48%。澜沧江干流中下游鱼类种群组成,以鲤形目、鲤科鱼类为最优势目、科,与罗梭江保护区鱼类组成情况相似。但罗梭江保护区内的鱼类物种数要多于澜沧江干流中下游,说明更多物种的鱼类能够在罗梭江保护区内找到适宜的栖息地生存。-应用式(2.1).4)式(2,澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类物种多样性评价结21果如表.所示。结果表明,两地区的科多样性都很高,属多样性处于中等水平。主要原因为各科中鱼类分属于不同属的程度高,而绝大多数的属中物种数都较少。两地区比较而言,罗梭江保护区的物种多样性与澜沧江干流中下游十分接近,且略高于澜沧江干流中下游水平。表2.1澜沧江干流中下游及罗梭江鱼类物种多样性计算结果地区DFDgDG-F澜沧江干流中下游8.953.950.56罗梭江保护区9.043.970.562.3.3鱼类物种相似性分析澜沧江干流中下游及罗梭江鱼类组成统计见图2.4。在澜沧江干流中下游和罗梭江21 中国水利水电科学研宄院学位论文保护区发现的物种中,62种为相同物种,分别占澜沧江干流中下游物种和罗梭江保护区72.%。62种鱼物种总数的.94%、626343种,鲇形目类包含鲤形目11种,形目7种,与两地优势物种组成结构相同。应用式(2.5),两个河段的物种相似性指数计算结果为67,。,.39%相似性较高对特有种而言澜沧江干流中下游、罗梭江保护区分别记录了28种、29种特有鱼类,其中19种为相同物种,分别占两地特有种总数的67.85%和65.52%,相似性指数计算结果为66.67%,特有种的相似度较高。阑沧江干流屮卜游□罗梭江保护区S相同物种100?1-90;!;-80_70■n_60-_?::::和i-S-^0iIIpI30-___20-_‘_1Ik:.m,11,^一___.11,11.令々/?命,?产?/?\八.邊//图2.4澜沧江干流中下游及罗梭江龟类组成统计图2.4湖沧江干流中下游与罗梭江保护区水文情势变化对比分析2.4.1资料来源22-119本文选取澜沧江干流下游允景洪水文站及罗梭江曼安水文站(见表.)95985年长序列水文数据进行分析。该时期两河段的水文情况均未受到大规模水电开发的影响,可以反映鱼类生活的原始条件。表2.2水文站信息表坐标至河口距离集水面积“2东经北绎(公里)(公里)''°°允景洪云南省景洪县允景洪14153141100293380°'°'曼安云南省励腊县励仓区曼安村丨0116215519477522 中国水利水电科学研究院学位论文22径流年际.4.变化情况本文采用距平率法和线性回归法对两河段径流量的年际变化进行分析。从累积距平83,84[]率法出发,距平率法仅计算年径流量相对多年平均水平的偏差比率,不累积该年之前的距平率。该方法能够反映在较长时期内,相对于多年平均水平,年流量的变化程度,一采用线性回归,步反映该时期的整体变化趋势进。两种方法的结合能够比较同期但不同量级流量的变化情况。距平率法计算原理为一组以年为时间尺度的径流量样本71I:对于,,^,{各年的距平百分率为:-5=-.J.X2/X.6()()“2.7()去计算结果见图2.5。结果表明,两站径流年际变化的总体趋势均为不显著的下降趋势,且下降速率十分接近。允景洪曼安允景洪趋势曼安趋势60150-[-540_--=-0+y.2493x3.4905.I30:膝S20-?:n?JPE—L-^Ii:hll"I國[|h「.I,0>fwYrI1j|「1^1.-20:.--30=-+0.2982x4.y1745」-409159196119631965196719691971197319751977丨979198119831985-图2.519591985年允景洪站、曼安站站径流量距平百分率及变化趋势85[]《BT-根据水文情报预报规范G/224822008》(表2.3)中以不同等级的距平百分率划分丰-5、平、枯水年的标准对1959198年径流进行划分。结果见表2.4。2.3表丰、平、枯水年等级划分表(S为距平百分率)分级枯偏枯平偏丰丰-<--20^S<-要素距平值/%S2010lO^S^lO10<S^20S>2023 中国水利水电科学研宄院学位论文表2.4曼安、允景洪站各年水量分级结果水量分级水量分级年份年份曼安允景洪曼安允景洪1959平平1973丰平1960偏枯偏枯1974偏枯偏丰1961平平975枯偏枯11962平偏丰1976平平1963偏枯平1977偏枯偏枯1964平平1978偏枯平1965平偏丰1979枯平1966丰丰1980偏枯平1967平偏枯1981偏丰平11968偏丰平982平偏枯1969平平1983偏枯平41970平平198偏丰偏枯1971丰偏丰1985平丰1972平偏枯"'=:驪丨ar■?Hto..il!mt驄编1afa海枯枯(a)允景洪(b)曼安图2.6允景洪、曼安站水量分级结果汇总-2.、由表.4及图26,19591985年期间,曼安站涵盖了丰偏丰、平、偏枯、枯五个级别的水量情况,其中平水年所占比例接近50%,偏枯年份其次。而允景洪站不存在枯水年,平水年所占比例略高于50%,枯水年年数与曼安站持平。对比两站的水量分级结24 中国水利水电科学研究院学位论文果,总体比较相近,曼安站的变动情势稍显剧烈。2.4.3讯期、非讯期变化情况2.4.3.1讯期、非讯期时间分布选取两站丰(偏丰),、平、枯(偏枯)代表年份进行讯期、非讯期径流量分配分析。分别选取1966年、1961年、1977年代表丰、平、枯水年径流过程(见图2.7)。200-崎-.96620:1年1966%1會■‘::(‘丨>A(4,^-*"?1%1年?150\▲1%1J15年?g'"""一-X10:2,憂^//^"00I+ITxIIIII1IItI111II1rII12345678910II12123456789101112im月份(a)允景洪b)(曼安2.7图丰、平、枯水年澜沧江干流中下游、罗梭江流量过程代表年份中,两站径流变化规律相同:6月径流量呈明显上升趋势,10月径流量下一--,因此610月为两河段讯期,其余月份为非讯期降。79月径流量较高,流量峰值般在8月出现。1959-1985年期间,71允景洪站汛期流量占全年径流量比例平均为.9%,最大比例77.3%65.7%为,最小比例为。同期,曼安站汛期径流量占全国径流量比例平均为75.3%,最大比例为84.3%,最小比例为57.2%。两站讯期径流量分配水平基本相同,但曼安站讯期径流量波动较大,主要原因在于支流水量量级比较小,受气候变化等环境条件影响较大。2.4.3.2讯期、非讯期水量分配采用径流集中度表示全年径流量在汛期、非讯期的分配情况。径流集中度指各月径,流量以向量方式累加其各分量之和的合成量占年径流量的比例,其意义是反映径流量-8688一一[]年内的集中程度。计算原理为将年内每日平均流量看作向量,年日数(365日)一°视为个圆周(360),将某日流量的数值作为该日径流矢量的模,该日日序号(从0开°一0.986(3607365)的乘积作为该日径流矢量的方向始算起)与,将次连续的径流过一程按日径流矢量累加,得到次径流过程矢量,定义矢量的模为该次径流过程的集中度。25 中国水利水电科学研究院学位论文一然后对年中M次径流过程求和,合成矢量的模与年径流量值的比为年径流集中度(RCDear)。y22RCD="y?+斤2IR.8ear、/文/ear\(,)yVyR==Sine.,cosG.2.9,Zyl巧()iXlli巧其中:年径流量;-R,A分别为12个月径流量分量之和所构成的水平、垂直分量^;;i=…1212第i月的径流量,,,,;="/12.12沒第i月径流的矢量角度,,,,。径流集中度(RCDyear)比较直观地说明径流在年内分布的非均匀特性,其取值范围一为0,1。当RCD达到最大值1时,即表示该年中径流量完全集中于某个月;而当RCD[]达到最小值0时,即表示该年径流量均勾分配,每月的径流量都相等。当采用月作为计算时段时,,因每个月天数不同需进行概化处理,不考虑不同月份°°的天数差异,都取30日列入计算,。以1月份径流向量指向位置定位0,依次按30-等差角度表示212月份径流位置(表2.5)。表2.5全年各月包含的角度及月中代表的角度值°。。。月份包含角度()代表角度()包含角度()代表角度()-1345-1507651951802--1545308195225210345-75609225-255240475--10590102552852705--10513512011285315300635--165502315345330水平方向分量计算式为:。。。。。。sin0+sin30+sin60+sin90+sin120+sin150+°°°°°°rsin180+sin210+sin240+sin270+sin300+sin330j=^+--一---^^^+^+广^+^25;(6812)(3u)10^¥2.10()垂直方向分量计算式为-26 中国水利水电科学研宄院学位论文。。°。。。cos0+cos30+cos60+cos90+ncos120+cos150+。。°°"。T1802102402700Jcos+rcos+cos+cos+cos300+cos33jg=+,---- ̄广『■n+^+"广-^+--^(!59i){2Hi812)n7互f21.1()根据RCDyea丨计算公式'"'RCD=JR■R¥/RycfirYXyyonr一-=,,+r--+-+。r.rrir21+(.2)(28,^?)],?去(^jI+r…—,—(…t小(8小去#[计算结果如图2.8所示。0-1.70-t0.60??A?《?.,參???'?????■'?????.??:■.??--?声??.??.lm.、0?.30-0.20-▲允景洪…?…0.10曼安—-——0.00H1111111111111r1I1111111111----*00—v-—-*^rr>sc>r^.sO00—r(Nnncr000ri1c>0.fV,'^000^^^000卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜00202?000000。^50^^^^O^OO^OCCOc.O".'lP"?*—*■imtmM?WI_晡?F**mWymi,年份-图2.819591985年曼安站、允景洪站径流集中度计算结果由曼安、允景洪各年集中度计算结果,曼安集中度最大值为063,042,.最小值为.052.52,0370.44平均值为.;允景洪站的集中度最大值为0最小值为.,平均值为。除1974年两地的集中度持平外,其余各年曼安的集中度均高于允景洪的集中度,。因此曼安讯期水量更为集中,且年内径流分配变化较大。27 中国水利水电科学研究院学位论文-表2.61959年1985年允景洪站、曼安站最大径流时间统计表 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄最大径流时间最大径流时间年份年份允最洪曼安允最洪曼安19598月15日9月24日19738月10日9月5日19608月8日7月24日19748月29日7月28日319618月21日8月7日19758月日7月19日6297681683198月18日8月21日1月日月日19638月20日7月13日19778月6日8月5日19647月29日7月8日19788月4日8月4日19658月14日11月3日197910月10日9月10日17498010720日19669月日月日1月7日月19678月10日8月20日19817月18日9月9日689828886198月13日8月13日1月日月日19698月2日8月1日19838月2日11月15日970776198472141月21日月1日月3日7月日19718月27日8月27日19859月10日11月15日19727月29日11月28日允景洪站最大径流时间基本发生在7月下旬89,9791980、月或月上旬仅在1年和年时,最大径流出现在10月份发生安站最大径流发生时间呈波动性,多数年份时;曼一79月下19651972间与允景洪站同步,但些年份最大径流出现在月中上旬、旬,而、、-1983和1985年则发生在11月,较同年允景洪站最大径流时间,延后了23个月。2.4.3.3讯期各月多年径流量变化趋势9°]利用M-K趋势检验方法对1959-1985年允景洪站、曼安站讯期各月份的变化--K-趋势进行分析。M■检验annKendall)趋势分析检验法,即非参数曼肯德尔法(M,是一[84]用于评价水文要素随时间变化常用的方法之。…-在MK检验中H:XX),原假设o时间序列数据(Xi,2,n是n个随机变量形成,的样本,变量之间相互独立、同分布;备择假设Hi(双边检验):对于所有k,当j<n,且时,Xk与X的分布不同。j检验的统计量S计算公式如下:=213.()28 中国水利水电科学研究院学位论文.1_七>0(七)_=j._=sgn.0X0214.([j()吨-小0统计量S为正态分布,均值等于0,其方差的计算公式如下式:VarS=nn-l2/7+5/182.15()()()()当n>10时,标准正态统计变量Z的计算方法如下: ̄1-5>0,-Z‘0S=02(.16)+1-5<0吻小V)a,在给定的置信水平Z双边趋势检验过程中下,如果,|Z|乏?2则原假设Ho不被/a-接受,即在置信水平下,时间序列数据XXXh)存在显著的上升(i,2,S或下降趋势(Z为正数时,上升趋势,Z为负数时,下降趋势)》查阅t分布临界值表可知,当统计量Z的绝对值分别>1.282、1645、.和1.96时,表示该序列数据的趋势分别通过了置信度为80%、90%和95%的显著性检验。计算结果如表2.7所示。2-表.7曼安、允景洪讯期径流量各时段MK趋势检验结果显著水平站点时段Z值趋势80%90%95% ̄6^不显著不显著不显著70.77上升不显著不显著不显著8-24.8下降显著显著显著^允景、洪、-09.40下降不显著不显著不显著10-073.下降不显著不显著不显著-讯期0_96下降不显著不显著不显著^TTs不显著不显著不显著7-月1.29下降显著不显著不显著8-0月.98下降不显著不显著不显著晶安文9月1.29上升显著不显著不显著10月0.18上升不显著不显著不显著-0讯期.63下降不显著不显著不显著29 中国水利水电科学研究院学位论文7-.:①允景洪610,表2结果表明、曼安两站讯期(月)Z值均为负值两站讯期径流量整体成下降趋势,且允景洪站Z值小于曼安站Z值,下降趋势更显著;②曼安站径流量峰值所在月8月径流量呈不显著下降趋势,而允景洪8月径流量呈显著下降趋势,95%6、7,9、显著性通过了置信度的检验;③允景洪站月径流量呈不显著下降趋势106、77月径流量呈不显著上升趋势;④相反,曼安站月径流量呈下降趋势,且月趋势较为显著,9、109月径流量呈上升趋势,月份的趋势较为显著,变化程度相对较大。2.4.4关键涨水过程3d涨水为一个涨水过程涨落水变化是鱼类洄游、产卵的关键信号。本文以连续,对澜沧江干流中下游及罗梭江讯期的涨水过程、涨水总时长、涨水平均持续时间进行计算统计,2见表.8。表2.8澜沧江干流中下游、罗梭江讯期涨水情况对比涨水次涨水总时长/d涨水平均持续时间/d年份澜沧江干流中澜沧江干流中澜沧江干流中明秘汁粗拍汁—^罗梭江T-ite罗梭江—^罗梭江Tw195911851274..64338196012744374133.6.71961II748284.3641962734354864388,.1963107414.126.13719647829334.144.131965109503053.33196676422163.5019679834303.783.751968109503353.67969436.219134356.1970840255417197112549174.083.419727927273.863.0097311553194823.81.197464520453.3310.197510849304.93.7530 中国水利水电科学研究院学位论文涨水aigliC/次涨水总时长/d涨水平均持断间/d ̄"“"“"“ ̄年份灌沧江干流中■沧江干流中满沧江干流中17^罗梭江TTAfe罗梭江罗梭江T#197611741233.733.29402943.19771086334.78197810938383..197911747304274.29198011753304.824.2919817233.311,2936719828946325753.56.198311646214.183.51984117442243.143.4.198586】273885表2.8结果表明,澜沧江干流中下游汛期多年平均涨水次数为9次,涨水平均持续时间为4.1天,而罗梭江多年平均涨水次数为7次,涨水平均持续时间为3.7天。对比,罗梭江汛期涨水次数和平均持续时间均小于澜沧江干流中下游,可知,但差距并不显著可以认为两个河段关键涨水过程基本一致。2.5小结本章开展了澜沧江干流中下游与替代生境罗梭江保护区的鱼类资源及水文条件相似性研宄,具体研宄内容及成果包括:(1)针对支流替代生境罗梭江保护区河段,开展了连续两年的鱼类资源现场调查。共采集鱼类35种,分属4目14科,其中鲤形目鱼类占物种总数68.57%,为优势种,中国结鱼。本章收集整理了20世纪50年代至今的澜沧江、中华绯鲇和巨魅均为常见物种干流中下游及罗梭江保护区鱼类资源相关资料数据,结合本论文补充幵展的鱼类资源现场调查成果,编制了澜沧江干流中下游及罗梭江保护区河段鱼类名录。(2)凝练鱼类物种多样性及相似性分析方法,并应用相关方法开展了澜沧江干流中下游与罗梭江保护区河段鱼类资源物种组成、多样性和相似性分析。结果表明,两河段鱼类物种相似程度较高,相同鱼类物种62种,优势物种组成结构相同;物种相似性7.。指数为6.39%,特有种相似性指数为6667%(3)梳理水文情势特征分析方法,选取澜沧江干流下游允景洪水文站和罗梭江曼-,安水文站19591985年长序列日径流水文数据开展了澜沧江干流中下游与罗梭江保护31 中国水利水电科学研宄院学位论文区河段水文情势特征对比分析。结果表明,两个河段水文情势年际变化、年内变化以及一讯期涨水情况均较为致。(4)综上,罗梭江保护区的鱼类物种组成、多样性、水文情势变化均与澜沧江干流中下游相似;适合作为澜沧江干流中下游替代生境实施保护。32 中国水利水电科学研究院学位论文第三章中国结鱼产卵期水文特征研究,本章根据现场调查成果及同资源类群特点,选择中国结鱼作为目标鱼类对典型鱼类生命史的关键时期水文特征开展研究,;梳理提炼了鱼类产卵期水文特征范围分析方法基于典型水文站点长系列水文资料,对中国结鱼产卵期栖息地水文特征进行深入分析;研究成果可为澜沧江干支流同资源类群特有鱼类栖息地保护提供借鉴。3.1目标鱼类选择的意义及产卵河段识别3.1.1目标鱼类选择根据流域珍稀特有鱼类分布的情况,澜沧江中下游重点保护鱼类为灰裂腹鱼、澜沧裂腹鱼S、叉尾站、丝尾鑊、南方白甲鱼、中国结鱼、野结鱼、大麟高须鱼、后背#鲤、6G]t裂峡鲍13,、中华鲱站、巨魅、红鳍方口肥等种。康斌等人的研究表明罗梭江分布有8种洄游性鱼类,包括:中华鲱站、中国结鱼、魅、巨魅、丝尾鑊、短吻鱼、大剌鳅和大鳞高须鱼,29.6%。其中,中国结鱼、中华緋鲇的数量最多分别占洄游鱼类总数量的和34.8%?针对特定区域的栖息地的保护,遴选关键种作为主要保护对象来实现保护工作的可,,达性,并在满足主要保护对象环境需求的同时兼顾其他物种以通过生物多样性的维91一[]持来满足生态过程顺利完成的需要。根据这原则,本文根据现场调查的结果及同资源类群的特点,选择中国结鱼作为目标鱼种,开展鱼类生命史,特别是产卵期水文及水力学特征研究。中国结鱼(ror(Tor)tor隶属于鲤形目(Cypriniformes)、缠科(Cyprinidae)、鲍亚科(Barbinae)、结鱼属(TorGar)、结鱼亚属(Tor),为澜沧江流域特有物种,主y58]【500-900要分布在海拔m的河段,即澜沧江干流小湾以下河段及南腊河、罗梭江等支流,,。中国结鱼日常栖于干流河道水流较缓处为中下层鱼类幼鱼主要以摄取浮游动物-9-为生7,192rC,,成鱼逐渐变为杂食性。主要产卵时期为月最适繁殖水温为产卵63[]。时亲鱼上溯支流,选择卵石底的急流中繁殖63,67,92[],目前与中国结鱼相关的研宄较少、但是,己有成果仅停留在分类学生物学939495[[】[]]特征、系统发育和养殖驯化等方面,对其产卵所需的水文学、水力学条件未见报道。。预期本论文研宄成果可为澜沧江干支流同资源类群栖息地保护提供借鉴33 中国水利水电科学研究院学位论文3.1.2中国结鱼产卵河段识别3.121..历史资料分析汇总历史调查资料:,发现罗梭江鱼类保护区内分布有多个鱼类产卵场曼赛河口产卵场:口下2km处1k,位于曼赛河游约,产卵场江段长约m宽约100m。水面较0-/s。开阔,流速变化范围为.52.8m。曼配产卵场:位于曼配村上游,产卵场江段长约1km,宽约80m流速变化范围一--为丨.02.5m/s。巨魅具有季节性洄游习性,般在68月份澜沧江涨水时,从下游湄公河上溯进入罗梭江产卵,产卵江段主要分布在曼配村附近的急流险滩区域。,100勐醒农场2分厂9队产卵场:位于勐醒农场下游,产卵场江段长约0.8km宽约n-i。流速变化范围为0.82.6m/s。-曼打鸡产卵场:产卵场江段长约1,8.2km宽约100m。繁殖期4月份水温变化范°_9-C-s。围为.927.4,流速变化范围为0.82.6m/1勐仓产卵场:据历史资料记载5,,长距离洄游的I芒科鱼类于每年月份讯期来临时从湄公河徊游到澜沧江下游,再上溯到罗梭江产卵。这些鱼类的产卵场主要分布在励仓。镇附近,具有急缓流并存的险滩江段另外,保护区内其它江段也零星分布有鱼类产卵场。这些产卵场具有共同的特点,:深潭、浅滩交错分布,边滩较平缓河滩上有水生维管束植物丛生底质多由鹅卵石、碌石和沙泥组成。576?[】[[]、、据黄光明刘明典气康斌等人的研宄成果,巨鮭中国结鱼、野结鱼、丝尾鳆一、墨头鱼、大斑纹胸铫等鱼类在上述个或多个产卵场完成繁殖行为。3.1.2.2识别结果-为了解不同季节鱼类主要集中地和种类组成,2012年5月、79月、12月及2013-年79,在勐企镇附近开展鱼类资源调查,月,设置监测断面,捕捞亲鱼样本,现场解剖31〉。根据鱼类性腺发育阶段(图.,确定中国结鱼产卵场所处的位置同时,联合当地渔政部门走访沿江各村寨(图3.2),通过有经验的渔民进行验证。34 中国水利水电科学研究院学位论文HiiifiWrm^WWH图3.1中国结鱼亲鱼现场解剖结果(左图为雄鱼,右图为雌鱼)國_图3.2沿江村寨走访现场图综合历史调查资料和野外监测结果,确定曼安水文站下游500m处到南醒河河口上500m处3,游为中国结鱼的产卵河段(如图.3中红色线段所示)在此区域捕到成熟的雄性、雌性亲鱼。该河段位于罗梭江鱼类自然保护区核心保护段的中部,全长约5000m。此外,在反复对河段进行监测、捕榜的同时,发现该河段也是巨魅、丝尾鑊等澜沧江特有鱼类的聚集地,说明该河段的栖息地环境适宜多种澜沧江特有鱼类生活并完成产卵等生命活动。35 中国水利水电科学研究院学位论文 ̄—河流1—中国结鱼产卵地模拟河段南0星河曼_?受咖星一曼嫩站^北f実卢^杰④拱炳沧江)04km图3.3中国结鱼产卵地位置示意图3.2研究方法河流自然环境和生物栖息地物理结构在很大程度上受到水文过程影响,流量、频率、出现时间等水文情势要素,在维持河流的生物多样性及生态系统完整性方面发挥着至关97[]重要的作用。因此剖析水文过程变化,可、探寻水文过程和生态过程之间的稱合关系为鱼类保护进展提供技术支持。不同的水文节律特征是影响鱼类进行捕食、洄游、产卵等行为的驱动要素。自然水文情势下的水文节律在保持河流生态系统健康及完整性方面97[]发挥了重要作用,从而保证为鱼类创造适宜的生活、繁衍后代的栖息地环境。对于水文过程的量化,不同学者提出了不同的水文指标体系,目前己涉及超过171个水文指标,其中应用最为广泛的是Richter等于1996年提出的IHA水文变化指标一99,[_(IndicatorofHdroloicAlteration),般简称为IHA指标。IHA指标体系包含5yg组33个指标,各指标定义及其生态学指示意义见表3.1。-本章采用IHA指标体系,依据罗梭江曼安水文站19591985年逐日径流量资料,计算各项水文指标特征值;并根据变化范围法(RangeofVariabilityAroach,简称RVAppiG[n法),以每个IHA指标的均值加减标准差的范围作为适宜流量范围,即鱼类生存及完成洄游、繁衍等生命活动所需的栖息地水文特征条件。36 中国水利水电科学研宄院学位论文表3.1IHA水文指标及其生态学指示意义IHA指标组水文指标(33个)生态学意义水生生物的栖息地陆生动物供水毛皮兽的*物禾nil蔽所(共12个指标)影响水体水温、溶解氧水平和光合作用植物所需的土壤湿度捕食者接近营巢地创造植物定植的场所动物体脱水1日、3日、7日、30日、90日平衡竞争性、杂草性和耐受性生物体平均最小流量通过生物和非生物因子构造水生生态系统37901日、日、日、30日、日塑造河渠地形和栖息地物理条件极值流量的平均最大流量河流与河漫滩区的营养盐交换大小零流量的天数持续紧迫条件,如水生环境低氧和化学物质浓缩基流指数:平均7日最小流量/湖泊、池塘和洪泛区植物群落的分布计算期平均流量持续高流量利于废弃物处理和沉积物中产卵场(共12个指标)通风植物土壤湿度压力植物厌氧性压力、月与生物体的生活周期兼容m?山,、衣日,?rLn、极值流量的:对生物体压力的可预见性与规避=j流(罗马日)出现时间=,生舰鶴和行滅制的进化(共2个■)鱼类迁徙和产卵信号ZZZZZZ植物土壤湿度压力的频率与大小低流,里的谷底数=—U-/.ainAA洪泛区水生生i物-栖B息>.的可能性高_、低流量低流量的平均持续时间河流与河漫滩区营养物质和有机物的交换^的频率与持局流量的洪峰数土壤矿物物质的可用性续时间尚流量的平均持续时间水鸟摄食、栖息和繁殖场所的通道‘影响床沙的输移、河道沉积物的结构(大脉冲)植物干旱的压力(落水线)k德練==!!雑体滞留在岛_河漫滩区上(涨水线)对河边低移动性生物体的脱水压力(共3个指标)37 中国水利水电科学研究院学位论文3.3中国结鱼栖息地河段全年水文特征3.3.1月均流量过程IHA月均流量指标的计算结果和变化范围见表3.2,各年不同月份平均流量分布情331959-/s况见图.4。根据计算结果,1985年期间,罗梭江多年平均流量为150.72m,各月多年流量的平均值在时间尺度上分布极不均匆,呈现明显的汛期、非讯期差别。讯期36-27259-10月的多年月平均流量为.m/s,是年平均流量的1.8倍;而非讯期11次年5月3的多年月平均流量为63.68m/s,不足年平均流量的1/2,约为讯期多年月平均流量的1/4。从标准差/均值得到的结果看,11、12月多年平均流量的变化程度最高,即11、12月平均流量在各年的实测值差距较大,变化剧烈。表3.2IHA月均流量水文指标计算结果和变化范围rzis变化范围变化雖m“rz一平均值?±i(标准差/均值)58.7043.367440.261月平均流量.02流量44.6335..月平均.8053470203412264441800233月平均流量....4月平均流量29.29218036.790.26.5月平均流量44.4326.0962.780.416月平均流量118.9369.85168.010.41g平均流量7月平均流量294.03168.38419.680.438月平均流量467.0028315000.26.8.399流量301.28202400..月平均.33230331000252.72039月平均流量181.7111.7.11月平均流量144.4565.39223.520.5512月平均流量90.1045.32134.880.503注:流量单位为m/s?38 中国林冰斬特幹研赚^^t”"1I?_0一jI实MtTO值取脑M§o头摇aS1m0疏围,{{1s力0/c—0tSoo丄o1o旦o。hij?1lj!jj--i:?S;:J-:??1一!■;j-j?j:剩ooW。o乂o0CofI握C0(000o>?f仰-do斉oo00ljj⑴j一djj^.,二:osoS:i」"j;:二j?一:oiIorbo令pOisj5冗1〔1.-.---1■「o—-.-.--■_---「-.!、二;11卜6-;6S6S卜6CS999A6&99959卜卜卜883F卜S6?666b6&g666i66委66i666&66ii6h)1月W均诚量s”月平職量.I一一.o賣jIgo哪wfl1?W純fl冗^猶Aiwft?{。"%5—oo1I<egijy仙j』咖j一j-j?}ro:ll:如oroi-i:;:o;I一?II:b堪w1o?Po>C-(roU0(jj1oSjn一;Jij-,,d:〕>*P如fe^c。?二iI:j?;j成工ioT^L^j:,g■寸.—2I—o-「---■-■■--■-01-.■-.-—■---r6156S卜6£S卜61SZ6S92399£卜卜88/TZ6i,§9,.1,Ss6666666666666i611L■1目l1l1.f.611■11■一£li目11ll1<^)3月平均滅量⑷二月平滅量-1Sojj骑_1o实?H阳值j?w舗围■i霄值柳值取值围—《0{sso/-/egI—t现mos)>o。■°義;⑴-:;一"j?00;jjj?j一:_o。og1】请_"jij一!j一一jij:I:o0况-o运c、Cse0,huo,-。0(p|§⑷ob咖-c0OO0一or叱tPii^sQJj一;jjj^j會:<:力」j^"一一j一^?“t_9L^sor兄-I「o--丨...---1,■0■..■--.■,■---「6、11c卜6s卜6S66⑴e5S9999P卜卜卜8SS59卜p886?66?宗666666i666⑦髮i661-■2-i2一_-11-11-一111!一11l變2■i【k)5月平均槭量s^月平馳量?*j一IJj?o实1foo)次M值槐"值M髓围酬;她值取te藤围{S/o£腦;0Soo1)J3_,_;^"⑴:^jo“j?!S--m一?*!l;Ii-一一;一一;-卜P^O^Soo_oo0oo(c±JC-()Cvoo。EOo0勸卜oOofo。-如。Cooo?!j上;jjj:A.;i”^!^一|!Sj^jj;t|;oook----丨-■-.-.「i0.--.,.r,!-6£卜1;60S99292、889P卜s66666A髮髮666i6i-11£-目”聖1一i9.一證ii12£lIo7月平均滅量e月平^,職遣39 中国水利水电科学研究院学位论文0实测值4000实测直平均值取值范围600V均值取值范fi11000芝500.^>£S30000OoO400-.?…0.?…?mo??j“-。細^— ̄200o“—_、O"^^ooooo,0。OO0o200■……O-??…OO?"??…o??""?oOoo5Oeo!:;^o?^■Stif■°?::o100v”-200—0—————————————I1IIIIIrTII\0II\II1ItI1t?>t11-—'nrn*Omni>v)?oooooo'^v^^^^^/^vsvrtrocoeoo必々卜卜卜卜卜oooDotc^?^<^C^C^O^C^^C^OsO^^C^C^CvC^CV0S0S0NC>.OO-C^CSCC■?■w<MMmwl1_*a■_■i"____■__■<?_■?■i_mim_返vw<0mSWl—l—m—mtmmirf?M,!aM_lB!■?rf,_??WM_?■<wf,<l<i)9月平均流量(j)10月平均流量40O实测值平均坑取值范闱-0实测值平均值取值范W02501^F00°咖.100.3直0。-i501.01兄.i?.??.^?.?..■??..0贸細■0i0000--■^ ̄ 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中国水利水电科学研究院学位论文在不同时间尺度内变化更为明显一,这点从变化程度计算结果也可看出,不同时间尺度的极大值变化程度比极小值的变化要更为剧烈。罗梭江全年无断流,零流量天数的平均值和变化范围均为零。平均7日最小流量约为年平均流量的1/7,范围取值的变化程度较小。表3.31HA极值流量、出现时间指标计算结果和变化范围 ̄ ̄ ̄ ̄_"*ii变化范围变化程度 ̄ ̄平均值TKli(标縫離)1日平均最小流量20.095024.3724.82.3日平均最小流量20.675.7825.570.247日平均最小流量21.716.7326.680.2330日平均最小流量25.949.7532.140.2490日平均最小流量31.3324.8437.820.21日平均最大流量448.00837.802058极值流量的.200.42大小3日平均最大流量1113.15694351531950.38..7曰平均最大流量847.26575.441119.080.3230日平均最大流量547.46388.00706.910.2990日平均最大流量373.22281.70464.730.25零流量天数0000基流指数0.150.110.180.23极值流量的最小流量出现时间29117410.10出现时间23620019最大流量出现时间1928.注:流量单位为mVs;出现日期单位为罗马日。.0实测值平均侑0实测值40取值范围40甲均值取值范围11010芝旦30-30-00旦….………...……….?…-50。0i00g:020000……….?…………?……?.?.?.1.0:^..1--f10!003CI—————————————————————0H—H—IIIIItIIIIIiI0IIIIIIIIII\-_*Qs_产rt产,力卜卜ChfO卜;o卜?oeoooe卜oeoe必vo《卜卜卜卜卜卜卜卜oo'"""NS*^*N*>*"O"*OCOCrO.O*CvCOCrC?\OOSc?.—a?">"*?"?"<>-?-—?■?——?"?v<?—?tmmoiVMT???rm—?rml0m??K*????(a)1日平均最小流量(b)3日平均最小流量41 中国水利水电科学研究院学位论文0实测值平均值400实测值平均值取值范M取值范围5011"40s30?O且■…?…。……""-°……。。??…-........0|30-°I々;;7?ooo000;:;;0S-10f-■k10mm———卜—————————————————————01II?0II1I1tIIIIII(c1IIIIIIIII*——?v—-.—>?—OOrnfCs<?^^?0^卜卜卜卜卜ooocoo/.《必\00卜卜卜卜卜《00000"-"*NS\Nj’Ji^^O.^^svCv.C^<>C^C^^^O<:7?CCsC^CCOCCOOO^C>O^C.CCC^??? ̄"? ̄?—*"^*""?-??">?- ̄<-?""?-?4fiiyrJ! ̄?“”f???*Tr—?r—(c)7日平均最小流量(d)30日平均最小流量600实测值T均值取值范围4000-0实_值平均值取值范围1|50-01:^Q-旦J.300040-O.?…O-Q..…”oe>00_j“pI—QO0-O.P.,onniiOrP^nnnn-.30U-2000t)005qK(3o""^"“?"_O?n2,noq?o.mi—————————宗0——IIIrIItIIrIII01II1III1I1III""产-----N一一*-H?^-rSO广I卜Ofi卜f!srrI/,f;1/—i<2,c/,ososDoococ00v£>i>*O>N?iCNOCNO^C?vO0^C^OOv<?OC7v—4——―*-―1?>??—‘1^‘'—————-——i———1Tt14T<f.I—1:——i1(e)90日平均最小流量(f)1日平均最大流量0实测值O实测值2500平均值取值范围2000-平均值取值范围l1-7^00‘漏_。S-11500。-Q-OO-.■…r"1500Oaioo-?o-…"^oOo°o酬。-OO。gJ;_°°05.??.?????-...f..0..^9a...Pi..??■???ioo,。?'0训0500-:5口II…"———————卜00IIr11IIIIII1IIIIIIIIIIIIIII)""- ̄"S*—"w―"O一rSv‘?u一'f5vi卜O%c>Ov"s卜O}^--^*v\or^r^n必ooc必卜卜卜卜卜ooo?oovjNOsosovotrrooocooc^^^o^^^o^c^o^<^c^c^o^c^c^^^^.c^c^^^o^ooc^o^o^ccc^oc.oc^oow-mm?MI? 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̄—00—-O15g.Q^00^00?.05—————————0—IIIIIIIIIIIIII0^1—"?/*\^0卜卜卜卜卜00?000^00000^?c^co^c^^^ao^^^^<^ococ^cco^HMMmm4WMIMWwiH……■*mmtmm*H?r?y?imm(k)基流指数图3.5极值流量指标变化范围和各年实测值分布情况注:横坐标均为年份。由图3.5,不同时间尺度极小值的变化范围对实测值的覆盖度比较高,1日、3日、7日、30日、90日平均最小流量的多数实测值分布在相应水文特征的变化范围内,覆盖度约为81.5%;1日、3日、7日、30日、90日平均最大流量的实测值分布更为分散,水文特征的变化范围变动随之扩大,覆盖度也达80%左右。?2000实赚T均值取值范围0实測值T均适取位范围40011°000-S-015000£3000Q^。■…!I"”OUn°n°n°。■oog-q100200.Q?...oo…o......9o.9...q...?...o.igii50-■丨00———————————————————0H*——1IIIIItIIIII101IIIIIIII1IrII-i卜一—??1—f‘―f^^O卜o<?.i<>.m.>OO?Os0\C3V0\00卜卜卜卜卜OOOO卜卜卜卜卜cocooo^c>csC^.OSCv>VONSN^ONNO^c>00OOOOO0OOvCNOOC"ewWH|?M"_aaBHMw川.mmhiniM■_n_??s*??Cyimmwrn*pmmVMMmmTHtfP(4Ma?《wtmhhCt—vf■I—■(a)最小流量出现时间(b)最大流量出现时间图3.6极值流量出现时间变化范围和各年实测值分布情况注:横坐标均为年份;纵坐标单位为罗马日。一9日年最小流量般出现在5月,范围取值的变化程度不大,出现时间在前后两个星期内波动一824,;而年最大流量般出现在月日,相较之下范围取值的变化程度较大,区间包含了8月24日前后各40天的变动期。3.3.3髙、低流量过程高,34、低流量分别是丰、枯水期的流量过程相关指标的计算结果见表.。高、低流43 中国水利水电科学研究院学位论文37,量频率与持续时间指标的变化范围及各年实测值分布情况见图.水流条件变化率与频率指标的变化范围及各年实测值分布情况见图3.8。罗梭江低流量谷底数略低于高流量的洪峰数,但低流量的平均时间却是高流量平均持续时间的3倍多,说明多年平均情况下,,丰水期水量突然上涨形成多次洪水高峰而枯水期径流水量骤减的情况相对较;-少,但低流量过程持续的时间较长。从19591985年各年实测数据的分布上看,各年低一流量平均持续时间从4.2d到91d不等,波动范围最大,这点在范围取值的变化程度上也有体现,即各年实测数据差异较大造成标准差/均值的计算结果值高于其他指标的变化程度值。表3.4IHA高、低流量过程指标计算结果和变化范围 ̄多年变化范i平均值下限上限(标准差/均值)5.262.低流量谷底数.967.56044TO、低流量平均持续时间22.774.8740.680.79的频率与持7.074.219940.41续时间高流量洪峰数.6.36354918044高流量平均持续时间...涨水率55.1638.0972.230.31水流条件变_I^---247030881851025?^^落水率....化率与频率涨落水次数93.7484.68102.800.103_注:谷底(洪峰)数单位为个;持续时间单位为d;涨(落)水率单位为m/((ls;涨落水次数单位)为次;落水率为负值代表水量减少。0实平均值120实测值平均值取值范围100测值取值范围11。-。P。產80-。。iS80Qfe键b0660_0翁6■2?Q00DD000-_40ft^4-OOOo3:^。■……....……….??分OO"""""-A“?20i2.5oOMOo°?.…p...…o-Q-Q...?.q?———————————————————0———H1II1IIJI1JtIJ01IIrIJ!IIII1I1*"———**—c^O-f"C?s'Ov?if-r"t-*??i,O—iO‘"?^^々\0卜卜卜卜卜000000??0^^卜<\00々广1\00^00卜卜10500000^CsC.CNO<7^O.OONo.Cs^OOs-oo<>CO―???—I^”-—?"?—??->-?-m-m>—MI?-?■—t—<"■””^I?“rrfr(1T?rf(a)低流量谷底数(b)低流量平均持续时间44 中国水利水电科学研究院学位论文0实测值15T0实测值平均值取值范围15平均值取值范围1—0300。-o^10teioo。。。■■■■■■■???".?fooooI:;:了二OO?。e截n°°CiOO.Oi5O005-、o....二.........:.............S........°°.SoOoJO?."e6fl8■” ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄一 ̄— ̄一-一"一”-—■ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄— ̄ ̄0^— ̄ ̄III1IIIIIItII0III1II1IIIIIII*?—w)-r.?—vCO?'^^-^'?nsvcvcr^oooeoovoor^^^^oo^orotosoo^r^rrrocoooov^^^<O^^^CO^C^o^^5O^^O.o.o.ooC^C^C^C^C^O?C^C^C^C^Q^C^C^^■"""""■"*""“*?*""m—>—?—r—■rtytfm?MrKtmmtmmiM0nMM(C)高流量洪峰数(d)高流量平均持续时间图3.7高、低流量频率与持续时间变化范围和各年实测值分布情况注:横坐标均为年份。平均值取值范围1200实测值平均值取值范M-0实测值—————"——————0"T—1IIIIrIIIII11■J000二]0_n二080-0。?O。。"????…■0-20&o6oo-60 ̄BQ?q 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中国水利水电科学研究院学位论文波动不超过0,范围取值的变化程度较小。1次3.4中国结鱼栖息地河段产卵期水文特征中国结鱼作为澜沧江特有鱼类,产卵期的栖息地河段水文特征对其影响作用更为突“”出。根据2013年举办的珍稀特有鱼类繁殖生长的关键环境因子综合分析研究专家994[][1]咨询会的意见汇总及王俊娜、王尚玉、徐天宝等人的研究结果,关键涨水指标(涨水持续时间等)对鱼类繁殖期具有重要影响。由此,本小节在IHA水文指标的基础上结合关键涨水指标(包括涨水过程数、涨水总时长、涨水平均持续时间),提取产卵期-水文特征指标,共同表征中国结鱼产卵期79月的水文特征。其中,本文中定义连续3一d流量上涨的过程为涨水过程,与IHA指标中定义水量由涨水到落水或由落水到涨水---9日流量变化形势转变的涨落水次数完全不同。因7月为罗梭江流量最为集中时间,各月流量均超过了年平均值,对该时期研究低流量、极小值指标不具生态学意义,所以本小节对1日、3日、7日、30日、90日平均最小流量及零流量天数、基流指数、最小流量出现日期、低流量谷底数、低流量平均持续时间等指标不做考虑。3.4.1产卵期水文特征指标范围适用性验证结合IHA指标体系及关键涨水过程指标,共提取17个水文指标进行计算和范围确3.5定,来表征中国结鱼栖息地河段产卵期的水文特征,计算结果及变化范围见表。表3.5基于HA指I标的中国结鱼栖息地河段产卵期水文特征指标计算结果和变化范围 ̄ ̄变化范围变化纖IZ“7IZZ“ii——平均值fm(标准差/均值)7月平均流量294.03168.38419.680.43月平均流量8月平均流量467.00283.21650.800.39301.28202.33400.230339月平均流量.1日平均最大流量1391.89789.041994.740.433日平均最大流量1079.32660.581498.060.397830...极大值流量日平均最大流量15553391106910.3330日平均最大流量542.67380.96704.380.390日平均最大流量374.6283.33465.880.24最大流量出现时间2201982420.1现时间46 中国水利水电科学研究院学位论文55变賺 ̄"平均值TiliT(标准差難)3.482.1148539高流量的频率高流量洪峰数.0.与持续时间高流量平均持续时间2.781.394.170.50781629153.涨水率1..4130.42水流条件变化I^---643684.5744.150.31率落水率.与频率涨落水次数3328.4537.550.14涨水过程数4J9JTl5^^关键涨水过程涨水总时长15481.119860.28.1.涨水平均持续时间3.713.194.230.143:n/s出现日期单位为罗马日注流量单位为;洪峰数单位为个总时长、持续时间单位为d涨i;;;3(m/ds,落)水率单位为()落水率为负值代表水量减少;涨落水次数单位为次;涨水过程数为个。;59-由于确定中国结鱼产卵期栖息地的水文特征采用的是191985年的逐日径流资料,20-距现在时间较长。本节利用12年、2013年79月曼安站的实测径流资料对表征水文特征的各指标变化范围合理性进行验证。产卵期水文特征各代表指标的变化范围及2012、2013年实测值分布情况见图3.9。7003(1011■_250-3_"AS卿;.X^^00■L-^en200■400^1?150-i_A-§100.200.50■■1000I01117月8月9月最大流量出现时间212AM口变化范围<12012年A2013年口变化范围?0年丨J年(a)7-9月平均流量)(b最大流量出现时间47 中国水利水电科学研究院学位论文25006.5--AQ2000p4■?5?0A^..,000rn看1^;:辑I—I4rrn■丨[5301日3日7日30日90日高流量洪峰数口变化范围02012年A;MH3年口变化范围參!!)!!年A2013年(C)不同时间尺度下的极大值流量(d)高流量洪峰数-52_-50--1540n如■A-100^八-?-,31<30-1AAdg■-U2??S舞20e'担.挢_?1--5紐0I■1"-J?I‘-01,100激落水驗髙流量平均持续时闻涨水率落水率口?I2AM变化范围aim年AM13年口变化范围?20年丨3年口变化范围.MIZ年A2(M3年(e)高流量平均持续时间(f)涨、落水率(g)涨落水次数6251S?■204■ft.^■七15.Z—■赵_時-播10_-5■1-00I111涨水过程数涨水总时长液水平均持续时间口变化范围參20丨2年A2013年口变化范围*2012年A2(m年(h)涨水过程数(i)涨水总时长及平均持续时间图3.9产卵期水文特征各指标变化范围及2012、2013年实际值分布除高流量洪峰数、涨落水次数指标,2012年的实测数据超出变化范围外,其余各指一标的2012、2013年实测值均分布在上文确定的变化范围内。方面说明,罗梭江栖息48 中国水利水电科学研究院学位论文地保护区因未建设水电站或未受到其他人为活动的过多影响,流量变化在长时间尺度上一具有连续性和一致性;另方面说明上文确定的表征罗梭江栖息地水文特征的指标范围具有较好的代表性和适用性,能够综合代表产卵期中国结鱼产卵河段的水文特征。3..42产卵期水文特征指标计算结果分析-鱼的产卵期79月为中国结。由表3.5,平均流量形成先上涨再下降的单峰型,平均流量在8月份达到最大。7、9月的平均流量值十分接近,较8月的平均流量下降36%左右。1日、3日、7日、30日、90日平均最大流量值随时间尺度的扩大而逐步减小,变一化范围的变化程度也逐渐降低。1日最大流量般出现在8月8日,前后波动天数各22天一。与利用全年数据计算的最大流量出现时间保持致,但大大缩小了变化范围的区间。高流量的洪峰数约为3.5次,平均持续时间少于3天,体现了高流量过程水量突然上涨但持续时间不长的特点。产卵期涨水率多年平均值为107.81mV(ds),约为全年涨水率多年平均值的2倍;产卵期落水率多年平均值为64.36约为全年落水率多年平均值的3倍;而产卵期的涨落水次数占到全年涨落水总数的1/3,说明产卵期是全年流量变化最为明显的时期,水量的上涨、回落幅度较大。鱼类产卵时期需要涨水刺激。量化关键涨水过程指标,计算涨水过程数、涨水总时4长、涨水平均持续时间3个指标。由表3.5,涨水过程数平均为.2次,上下波动不超过11553次.天,.7,;涨水总时长平均为平均持续时间为天平均持续时间的范围取值变“化程度较小。综合看来,罗梭江栖息地河段的涨水情势对中国结鱼产卵的刺激属于多”次、短时型,。,即涨水过程数较多但平均每次持续时间不长3.5小结本章选择中国结鱼作为目标鱼类,开展了产卵期中国结鱼栖息地水文特征分析,具体研究内容及成果包括:(1)根据现场调查结果和文献记载,选定中国结鱼为目标鱼类开展研究,以期代表同资源类群的澜沧江特有鱼类需求的栖息地水文特征;(2)通过实地走访和现场捕捞监测,识别曼安水文站下游500m至南醒河河口上游500m之间为中国结鱼的产卵河段,在此区域捕到成熟的亲鱼;(3)梳理提炼了鱼类产卵期水文特征范围分析方法,即基于IHA生态水文学指标RVA1-1IHA体系及方法,根据959985年曼安站长序列的逐日径流资料,通过核算3349 中国水利水电科学研究院学位论文个水文指标,以均值加减标准差的范围作为适宜鱼类栖息地保护的水文特征范围;对IHA指标进行蹄选,结合关键涨水过程指标,最终提出表征中国结鱼产卵期栖息地保护水文特征的17个指标;4)基于20-(12年、2013年79月实测径流资料,对计算指标的变动范围进行验证。结果表明,基于早期资料提取的水文指标范围可基本覆盖近两年产卵期所有指标的实测,因此值,本章计算提取的产卵期水文特征具有较好的代表性和适用性;-。、(5)79月为中国结鱼产卵期,月均流量变化特征为先上涨再下降的单峰型1日3日7日、30日、90,1日最大流量、日平均最大流量值随时间尺度的扩大而逐步减小一883般出现在月曰.5,前后波动天数各22天。高流量的洪峰数约为次,平均持续时间少于3天,体现了高流量过程水量突然上涨但持续时间不长的特点。产卵期是全年流量变化最为明显的时期,水量的上涨、回落幅度较大。产卵期涨水过程数平均为4.2次,上下波动不超过1次;涨水总时长平均为15.5天,平均持续时间为3.7天,平均持续时间的范围取值变化程度较小。综上,罗梭江栖息地河段涨水情势对中国结鱼产卵的刺激,“”属于多次、短时型,即涨水过程数较多,但平均每次持续时间不长。50 中国水利水电科学研究院学位论文第四章中国结鱼产卵河段水力学特征研究水流和河床是河流生态系统的物理环境基础,二者通过千变万化的相互作用构成丰富多彩的栖息地形态和环境,进而为鱼类群落提供了生存与多样化发展的可能。栖息地的水力学特征,如水深与水浅、流速快与慢、急流与缓流形态等,影响鱼类的分布及洄游、产卵等生命活动。本章针对目标物种:中国结鱼,于2012年12月对其产卵河段幵展地形测量工作;应用局部高程差异法识别产卵河段内的深潭、浅滩地形;应用Ddft3D软件,搭建二维水力学模型模拟不同代表流量下,全河段、深潭、浅滩的平均流速、水深及弗汝德数的变化,提出中国结鱼产卵河段水力学特征。研宄成果可为澜沧江干支流其他同资源类群特有鱼类栖息地保护提供亟需的水力学特征条件支撑。4.1中国结鱼产卵河段地形測?方法及測量结果4.1.1測量方法3.12PS和D3根据中国结鱼产卵河段的识别结果(见第三章.节),采用差分G30测深仪组合仪器对河段水下地形进行测量。GPS由41)差分基准站和流动站两部分组成(图.,其测量原理是通过安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后进行三维定位,解算出基准站的坐标。由于测量过、、、程中存在着时钟误差轨道误差多径效应大气影响及其他误差,解算出的坐标与基准站已知坐标存在差距。基准站利用数据链将改正数据发送出去,由流动站接收,并且对其解算的流动站坐标进行改正,从而得到各个测点的精确定位。同时利用GPS得到测点垂直向上对应水面点的高程(精度:误差<0.1m)■51 中国水利水电科学研究院学位论文^一rfliniiiiiiiiii(a)差分GPS基准站的安装(b)河流水下地形测量图4.1河道水下地形测量工作现场图D330测深仪工作的原理为利用探头发射超声波,,因超声波能够穿透水流到达水底并在河床表面产生反射,计算发射超声波及反射超声波之间的时间差进行测量。TTtZi?超/波图4.2D330测深仪工作原理声波在水体中的传播速度为V,从探头发射超声波到接收河底反射超声波经历的时=!Zvt/2(见42间为t,贝1探头距河底的距离为图.);同时根据探头固定杆上的刻度值可以获知探头到水面的距离,即吃水深度。两者相加即为最终水深值。利用差分GPS测出的水面高程值减去D330测深仪测出的水深值,即为水下地形点的高程值。52 中国水利水电科学研究院学位论文4.1.2测量结果我们在河道内S型缓慢前进,以获取更多的信息点。最终测量水下地形点4852个,测量轨迹见图4.3。"“地形.-1U,f:iio.jy^Au^?⑴7.,5V249^^:2.y??參(!.V、今i.I:身aif-?!17\):.1';丄1.^.f■-▲‘.V.i?S.j▲‘?j二faw?m:;?g/^^.i2H.yo/v<Pjy.:>)/:iP):?).w!"-:?)lini.s?li水流方向_g:MMr1图4.3中国结鱼产卵河段水下地形测量轨迹图°:注上图为原产卵河段逆时针旋转90得到,下文中所有研究河段相关图均采用相同处理方式。4.2模拟方法介绍本研究选用Delft3D软件对罗梭江中国结鱼典型产卵河段进行二维水力学模拟。Delft3D软件是由荷兰代尔夫特三角洲研究中心(Ddtares)的水力学研究所运用多一学科交叉理论和3D运算方法搭建的套完全集成水流、泥沙、环境运算的软件。该软件具备独特的框架,适用于海岸、河流、湖泊及河口等地区,已成为目前世界上最先进一的水力学模拟软件之,应用于水力学、环境、生态等各个领域。DelftJD投e1r::\\:I;;;;;水流说块泥沙输校块mmknmmmkI波浪Hi块卞态说块地形演卞々块I|I1|FLOWSEDWAQPARTWAVEECOMOR__I__-LZ__I__Hf__t?/r;期处理PP)丨:ft(G图4.4Ddft3D软件结构SDelfiD软件由水流模块(FLOW)、泥沙输移模块(SED)、水质模块(WAQ)、波53 中国水利水电科学研宄院学位论文浪模块(WAVE)、颗粒跟踪模块(PART)、生态模块(ECO)以及地形演变模块(MOR)组成,这些模块既能进行独立运算又相互关联后处理工具GPP实现了模型的可视化,专门为七大模块生成的各类数据文件服务。可以对通用数据进行访问,选择、可视化相关的实测数据及计算结果。Delft3D适用于浅水河流、湖泊等水域。对罗梭江中国结鱼产卵河段而言,河道宽60-100m,河道的宽度与长度相比于水深而言,在尺度上要大得多,由此断面流速能够应用沿深度方向速度积分的平均值表示。从理论上来说,DelftSD非常适用于本文的模拟研宄。又基于操作方便、计算稳定等特点,最终选定Delft3D软件进行罗梭江中国结鱼产卵河段的平面二维水力学数值模拟工作。本文的模拟工作主要应用Delft3D软件中的FLOW模块完成,前处理阶段在GRID模块中应用RGFGRID和QUICKEN选项绘制网格、生成地形文件。-D^elftSD软件水力学模拟的计算建立在纳维斯托克斯方程(NavieiStokes)的基础上。而其基本运行思路为:根据布辛淫斯克近似(TheBoussinesqApproximation)和浅-水性质,求解不可压缩流体的纳维斯托克斯方程。垂向的动量方程在忽略垂向加速度^1<[]情况下就变成了流体静压方程。所涉及的基本假定如下:(1)布辛涅斯克近似(TheBoussinesqApproximation)一,在对浅层水模拟中,般假定流体不可压缩即密度不随压力改变,且密度的改变不显著影响流体性质,如粘滞性等。因此在动量守恒公式中,密度仅对重力项产生影响,在其他项中均可视为常数。(2)静水压强假定静水压强假定应用于多数的二维、三维水力学模拟中,其反映了垂向上密度分布与压力梯度的关系。该假定认为垂向压力梯度和浮力平衡,垂向动量方程中垂向加速度可不计。Delft3D软件采用正交贴体曲线坐标,支持球坐标系和笛卡尔正交坐标系。水平方向,应用正交曲线7坐标:)=A=4.1^,7^()=R(4.2)其中,-;I经度;"-地球半径6370A(千米)。垂直方向?坐标,应用a:54 中国水利水电科学研究院学位论文Z--QC"=/VI3、a—=—43(.)、,c/+HC其中,夂垂向坐标;C-(z=0)参考面以上水位;0*=-参考面z0)(以下水深;片-总水深。--,cr(11从水底到自由水面变化范围是,0)。cr为时0,即在河底处;CT为时,?即在自由水面处。因此,0坐标可以与河底及水面完全贴合。,称为贴体坐标G5[i]数值模拟中应用到的控制方程有:(1)连续性方程+(+d1卜)^/^C|>]A…、—!=^-J=^=+■_■—+4+Q.4)《^(at具I其中:/43,C物理意义同式.C;t-时间步长分别为纟方向,T向坐标变换系数1方;iA分别为纟方向、T方向平均流速;l-=-G-单位面积的水量变化值。Qq.+PE,q.,分别为流入、[^^流出水量;/^f分别为单位面积降水、蒸发量。(2)动量方程《方向duUduuduwduuvvv++++5.5)(4-—fvP+f+v—1+MiddcrP+V)o^c{)q方向55 中国水利水电科学研究院学位论文dvVdvVdvwdvuvuu++++一5安^5&石K7(46)+fu= ̄ ̄- ̄-——=P+F+(v1+#]其中:U,V,分别为&TJ,cr方向上速度值;/厂分别为17%,^,方向上紊动动量通量;7P/-向上水压力梯度分别为;,A7方^;M,分别为A”方向上动量的源和汇;《P?水体密度。;-^垂向紊动系数V;/-科式力系数,由地球自转角速度及讳度决定。在(7坐标系中,可通过下面连续性方程求出:“1<(小1 ̄ ̄^+I^^4.7KK()+=1^-在Delft3D软件中,求解釆用的方法为有限差分法(FDMFiniteDifferenceMethod)中的交替隐式法(AD卜Alternatnirectonmici。igDiIplt)该方法应用矩形或正方形的交错网格,将参数交错地布置在网格的中心或两侧,布置图如下:參…一---一#—_一h#f十奉>i一卜-?n+li+1一—!““?^「?}H?i:1:-".n十+IrLLJjTIi1..….丨+,+i1!-+m1mni14-.5DeDFL图lft30W交错网格布置示意图56 中国水利水电科学研宄院学位论文其中:-实线数值网格;方向上速度(网格M方向);-N7方向上速度(网格方向);17+-水位;黑点-参考水位(静止)下的水深;-该区域内的点与(M灰色区域,N)网格中内容具有相同索引。八01法将么?^(时间步长)均分为两步,前1/2步在《方向上用隐式,在7方向上用“"显式;后1/2步正相反。可以用追赶法求解,矢量形式如下式所示。'j+l/2ri厅_j11前 ̄1々步:一广。丨 ̄I】仙'后2 ̄-AU-=1/步:++AU0‘Mf22■"/2其中:8^8r5A八—一—U—?fgV00dxdxdy=—A0u0=fV—,Ag7dxdydyfd^ddd——h0u0h—V—dx」Ldydy4.3二维水力学模型的建立和验证4.3.1研究区域地形生成研究河段地形的生成分别利用了Delft3D软件GRID模块中RGFGID和QUICKIN选项。首先,,利用GRID模块的RGFGID选项生成网格步骤如下:①提取测量地形的边界,在GRID模块中以Delft3D内置的散点格式对边界点的坐标信息进行保存.Id(边,生成b文件界文件);②用spline(样条曲线)描绘边界,利用Delft3D内置程序生成正交网格;③对网格局部进行修改并保存。最终的计算网格如图4.6所示。正交网格的边长约为5m。计算河段平均宽度为60m,长约5000m,生成网格总数约为5000个。57 中国水利水电科学研究院学位论文JEmjMr图4.6研究区域的计算网格而后,在GRID模块的QUICKIN选项下生成研究河段的地形:①加载已生成的网格文件,打开测量地形点高程文件;一②利用Delft3D内置程序对计算区域的高程进行三角插值,些浅水、未自动插值的区域根据周围高程进行手动插值;d③保存.ep文件(水深文件)。生成的研究区域地形如图4.7所示。""“ ̄‘“地形尚程Z深潭2林浅滩2#記:i,r\i.‘深潭1#/声浅滩翻3#5浅4林盖;浅滩g::;2〒^f/?、圖1|个 ̄:_7吕/‘深潭t(吕^f3水流方向S01■、M他图4.7研究区域地形图由图4.7,中国结鱼产卵地测量河段高程从上游到下游呈逐步降低趋势,平均比降为1.1%0。4.3.2数据来源与处理2-9月-本研究首先对计算区域上游曼安水文站201年7、2013年79月的实测径流58 中国水利水电科学研究院学位论文资料进行流量分级,见表4.1。由分级结果,产卵期河段流量小于300mVs的天数占53.8%,-50053%300mVs之间旳天数占到3.,其他流量级出现的天数都小于10%,大于1000mVs的天数非常有限。4-表.12012、2013年79月各流量级出现天数(单位:mVs)流ft级平均舰天数和天数比(%)<30023793895.300-5003876553.3500-1000624168.7>1000127342.2%在研究河段下边界设置水尺读取同时期水位。选择4个出现频率不同的流量级平均33流量237m/s、387mVs、624m/s和1273mVs作为代表流量进行计算,输入为计算河段上边界条件;根据拟合关系计算对应的水位分别为526.82m、527.46m、528.29m、529.37m作为下边界条件,进行中国结鱼产卵河段的二维水力学模拟。4.3.3时间步长取值模拟开始前,在FLOW模块的input选项中对模拟过程所需的各项参数进行设置。时间步长与模型精度密切相关,对模拟的稳定性和收敛性具有重要影响。其数值的选取一般通过克朗数取值确定,克朗数的定义如下式:“^CFL=8产(4.)^x,Ar{}其中:At-时间步长;重力加速度;//-水深;AxAj-,水流方向和河宽方向网格长度的最小值。{}通常,克朗数取值宜小于10以保证计算稳定。本研究中,网格长度最小值为5m,最大水深约为10m,取克朗数值为0.1,由此计算模拟的时间步长为0.05min。4.3.4参数率定及模型觀测量过程中对流速考虑不周,本文仅采用水位对模拟结果进行验证。利用上游曼安59 中国水利水电科学研究院学位论文水文站和研究区域下边界实测水位数据的相关关系,根据距离插值得到研究河段内断面水位作为实测值。一在研宄河段的上,2#、3#,、中、下游分别选取断面进行水位验证编号1#、各断面距上边界距离分别为800m、2300m、4000m。因曼安水文站断面到研究河段下边界之间无入流和出流情况,两地的水位变化十分一致,%,相关系数为0.89相关性较好.1。,上游曼安;两断面之间河段的平均比降为1站实测水位平均比研宄河段下边界实测水位高出近6m(图4.8)。由此,可以应用插值方法得到各验证断面的水位实测值。缝安实測水位一A ̄研究河段下边界实測水位530■^■524IIIII1III611811214161811011211411n期)I罗马n4-图.82012年、2013年79月曼安站、研究河段下边界实测水位----注,丨9229,93184201379。:日期以罗马日表示代表201年7月代表年月4.3.4.1参数率定本文对影响模拟结果的核心参数糙率进行率定。测量河段河床主要由卵、碌石组成,,24mVs流、528河底较为平顺.29m水位为试;河道断面宽敞、规整水流通畅。以6量iG6【l算上下边界条件,根据天然河流植率表,,在合理范围内,多次取值进行试算最终确0),ms定计算糖率为.025(曼宁糖率各验证断面在624V流量下的实测水位插值与模拟的断面平均水位情况如图4.9。60 中国水利水电科学研究院学位论文5341一?“实测值^^533-5…▲.…觀值2.53籠53.§1“53。_\-529I1r11#2#iff断面编号3图4.9糙率为0.025时,各验证断面的实测水位插值与模拟的断面平均水位情况(624m/s流量)由图4.9,糖率取0.025(曼宁糖率)时,624mVs流量下平均水位误差为0.10m,0,08m最大水位误差为.12m最小水位误差为.0,在可以接受范围之内。4.3.4.2棚舰为验证模型的正确性,对其他三个代表流量下各验证断面旳实测水位插值与模拟的断面平均水位进行对比,见图4.10。"5331533I'“■一?一实测值"?实测值1一,、]-‘5323模拟值S…*…模拟值--531531趋域--530530XI1.--旬529、^5295284*-1.1528111I1#2“M]#2#3#断面编号断而编号(a)流量为237mVs(b)流量为387mVs5^61>实测直C…金…模拟值^534-、-533S1^谊532-X■I531-53011J1i#2#3#断面编号(C)流量为1273mVs33图4.10各断面在237mVs、387ni/s、1273m/s流量下平均水位的验证61 中国水利水电科学研究院学位论文由图4,、.10研究河段内上中、下游各验证断面在不同代表流量下模拟的断面平均一致,,,水位与实测水位插值较为平均误差为0.1m最大误差为(U8m出现在1273mVs流量,下游断面的水位比较中。研究河段下游地形起伏明显,河道断面形态复杂,在大一一,流量状况下,存在定误差。但总体认为,该模型具有定的可靠性和精准性以下的模拟结果可真实反映研究河段的水力学特征。4.4中国结鱼产卵河段水力学特征研究水生生物生命史的完成直接响应于天然水流动态,流动对塑造生命史产生重要影响。天然水流流动很大程度上通过营造水力学环境,形成各种水流条件将宏观的径流水文过程与微观栖息地环境联系起来。千差万别的径流过程塑造了深潭、浅滩、河漫滩、阶地、、等丰富的地貌,不同的河流形态反作用于水流形成流速水深等多种生态影响因子的异质性。一水力学参数是影响栖息地质量的主要因素之。不同尺度下的影响因子不同。对中观尺度的栖息地(河段,100m尺度)而言,影响栖息地质量的主要水力学因素有平均流速、水深、流速水深复合变量等。Moir等人在研究苏格兰大西洋鲑鱼产卵场水力学特征时,,指出水深、流速、弗汝德数等局部水力学变量的影响越来越突出因此本文对中国结鱼产卵河段进行二维水力学模拟--,提取流速、水深及流速水深复合变量弗汝德数来表征其产卵河段的水力学特征。4.4.1深渾、浅滩的识别栖息地地貌、水流形态的多样性及异质性,造就了丰富多样的生境,为不同的鱼类53[]种群提供了适宜的栖息条件。天然情况下,水流对栖息地地貌有塑造作用,而栖息地34[】的地貌对水流有约束作用,二者相互制约,互为因果,最终稳定于平衡状态。深潭。、水、浅滩是中观尺度河流最常见的两种栖息地地貌类型由于不同地貌形态力学特征等原因,两类生境中鱼类的组成、丰富度和多度等都表现出较大差异。对鱼类,,而言浅滩生境流速较大底栖动物资源丰富、生产力高,为急流性鱼类提供了适宜的水力学条件和充足的食物来源,因此成为急流性鱼类的重要栖息地;深潭生境流速较小,浮游生物较为丰富,是趣科鱼类及游泳能力较差的幼鱼的重要栖息地因此,对研究河段深潭、浅滩进行识别,并研究在不同代表流量下深潭、浅滩水力学条件的变化一,对中国结鱼等类鱼类实施栖息地保护具有重要意义62 中国水利水电科学研究院学位论文4.4.1.1识别方法--河流纵剖面中凸起之处为浅滩根据深潭浅滩的定义,,四低之处为深潭并参考张辉等人对长江上游干流深潭浅滩定量分析识别的研宄方法,釆用更为准确的局部高程差异法对中国结鱼产卵地测量河段的深潭浅滩进行识别。首先定义河床深视线--沿水流方向等间距断面上河床高程最低点的连线。局部高程差异法计算的数据基础即为河床深视线上各点高程,具体实施步骤如下:(1)沿水流方向逐个计算深涨线相邻两点之间的高程差及其标准差Sd?将相邻两一点高程差符号相同的点视作个序列,计算每个序列内高程差的和Ei,并逐个求出EEi;(2)确定高差限值T,即判断深潭、浅滩的高差范围最小值,若EE于i的绝对值大一或等于T,那么i系列内最后个点作为绝对极小值或极大值,也分别为深潭、浅滩的E<0>分界点(Ei时,绝对极小值,深0时潭;EEi,绝对极大值,浅滩);若EEi的绝对值小于T,需继续累加,直至超过限值T为止。高差限度值T的确定非常重要,T,。通常值与相邻两点高程差的标准差相关即一=-=T05 ̄22kSD.般取T..Sd?根据识别方法可知,深潭浅滩不随流量的改变而改变。4.4.1.2识别结果k值不同,深潭、浅滩的识别结果也会不同。考虑到研究河段河底地形起伏较多,为凸显地势差异,参考合理的取值范围后.5。、,本文中k取1深潭浅滩的识别、划分2结果见表4.,河道深秘线高程及深潭、浅滩布置见图4.11。表4.2研究河段深潭、浅滩识别、划分结果""“"“参数取值深渾个数浅滩个数相邻P-R距kmkm离()密度(个/)=Sd1.34=k1.5340.661.4T==1.5802.02注:P为深潭,R为浅滩。63 中国水利水电科学研究院学位论文532m\/524-Vm一_?河道深视线+深潭谷底点X浅滩波峰点+—?522n1I1111110510152025303540断面编号411图.河道深涨线及深潭、浅滩位置示意图由表4.24114和图.,研宄河段内交错分布着个浅滩和3个深潭,相邻深潭、浅滩010的平均距离为.66km.4km。,分布密度为个/4.4.2中国结鱼产卵河段流速特征4.4.2.1流速对鱼类的影响流速是流量与地形关系的重要表现,它决定了鱼类在河流中所经受流体的力量,是控制河流中生物局部分布的基本因素流速对鱼类的影响分为直接影响和间接影响两方面:(1)直接影响不同物种或同一物种的不同生活阶段对流速的喜好和需求不同,如长江上游山区河流重口裂腹鱼、齐口裂腹鱼等鱼类成鱼喜栖息于急流河段,但是秋冬季节均会转入深潭或岩石洞内流速较缓的河段越冬,而;黄石爬铫成鱼常生活在多碌石急流河滩处在湾论一中的岩石缝或岩腔中产卵长江四大家鱼产出的卵吸水膨胀后比重略大于水,需要定;流速的水流使之悬浮于水中,顺水漂流孵化,直至发育成具有主动游泳能力的幼鱼。因此。,流速的变化会改变处于特定生活阶段鱼类物种的栖息地位置和面积(2)间接影响流速的变化能够影响水体中营养物质的含量及溶解氧浓度。在营养条件较为有利的位置,流速减小可能导致植物生物量的增加,通过减小剥烛和冲刷河床以降低生物损失量,由此增加鱼类生存所需的食物数量使鱼类生物量有所增长;而在水体携带的营养物,质浓度较低时流速的降低可能会造成植物因摄入营养不足而生长缓慢,进而引发鱼类生物量减少。流速的减小对水体中溶解氧浓度的降低影响十分明显,以此控制鱼类生物量的变化。64 中国水利水电科学研究院学位论文综上,处于特定阶段的鱼类物种会选择适宜的流速范围生活,换言之,不同流速区域会在鱼类物种组成和多样性方面表现出较大差异。由此,流速是表征中国结鱼产卵河一段重要的水力学指标之。4.4.2.2中国结鱼产卵河段流速模拟结果237nrVs流量下.,研究河段流速场平面图及细节图见图412。研究河段全程流速矢量箭头指向水流方向,没有溢出边界情况出现,,深潭处流;浅滩处流线密集流速偏大一,。线稀疏,流速偏小均与观测结果致-/tHfiriII11.^Mr/r水流方向jIt\二水流乃"lJ春嘗?■**图4.12237mVs流量下模拟流速场平面图及细节图通过模拟,计算不同代表流量下的全河段平均流速及各深潭、浅滩的平均流速,结果见表4.13。.3,全河段的流速变化见图465 中国水利水电科学研究院学位论文表4.3中国结鱼产卵河段平均流速分布出现全河段平深潭流速浅滩流速流量级— ̄ ̄,土抓J天数均流速1#2#3#1#2#3#4#2.03<300991.290.470.7!0.421.481.84217.-244.300500651.630.73....1.03069191235317-3.055001000162020951450892.342.813.93....>3.56100042.....241.491971132.76317457注:流量单位mVs;出现天数单位d;流速单位m/s。流速0.1-.-4'.80!1.//-.丨612.00/个/-‘.2.012.40J/-?2..41280-?2.813.20f./水流方向,>.3.20L3(a)流量为237m/s时产卵河段的流速分布流速'..0"0;7S\::\\‘^—‘-f?2.012.40//-,.2.4120.8y/-.2.813,20水流方向T.>3.20[(b)流量为387mVs时产卵河段的流速分布66 中国水利水电科学研究院学位论文-.0140?T/Sk‘:s:。i‘-1-.612。。M?^.2.01-2.40f,SSSi^,J歉.-..241280-?8132..20y水流方向>,?3.203(c)流量为624m/s时产卵河段的流速分布-.140/.0.?--1.211.60*rXIL.^J1-.612.00,个1JII^^-.2.012.40//ISSsiaP*-.2.412.80ZJ-.21..8320^水流方向>?3.20r3(d)流量为1273m/s时产卵河段的流速分布图4.13不同代表流量下产卵河段的流速分布-:屮国结鱼产卵期79,全河段平均流速计算结果表明月间、深潭平均流速、浅滩平均流速都随流量的增加而变大3。在超过产卵期半数的时间内,流量小于300m/s,中129m,国结鱼产卵河段平均流速为./s深潭平均流速为0.53m/s,浅滩平均流速为1.88m流量小幅上涨-500mV1/s,介于300s/3;的总天数约为产卵期的,此时研究河段的平均流速为1.63m/s,深潭平均流速为0.82m/s,浅滩平均流速为27m/s流量值介于.4;3500-1000m/s2时,研宄河段的平均流速为.02m/s,深潭平均流速为1.1m/s,浅滩平均.03m/s1s,.24,深潭平流速为3;当流量值超过000mV时研究河段的平均流速为2m/s均流速为1.53m/s,浅滩的平均流速为3.51m/s。随流量增大,河段局部模拟流速较大,可能原因为该区域地势较高,实测高程点数量偏少,导致地形三角插值结果不尽理想。67 中国水利水电科学研究院学位论文4.4.3中国结鱼产卵河段水深_4.4.3.1水深对鱼类的影响一7iC深是表征栖息地水力学特征重要的指标之。。首先,河流垂直方向水深分层会造成流速、营养物质种类及数量上的差异鱼类会>12[]研究了2003年春因流速、食物来源等因素选择适宜的水深栖息。叶少文等季浅水草型湖泊牛山湖小型鱼类空间分布(种类组成、多样性和密度等)与生境异质性之间的关系。结果发现在水深为1.8m的A生境处沉水植物茂密,捕获5科14种小型鱼,优势物种为生活在中下层水体的高体鳑鮍、彩副鰌和麦穗鱼;而水深为3.2m的B生境处沉水植物稀疏3,优势物种为生活在湖底的子陵吻鰕虎鱼和小黄黝鱼。,捕获科9种小型鱼由此可见,不同水深层鱼类食物的种类和数量存在差异,导致鱼类物种组成和群落数量跟随改变。此外一,定的水深是维持水体连通性的必要条件。只有上下游水流通道顺畅,鱼类。才有可能完成洄游、上溯繁殖等生命行为因此,水深作为产卵期栖息地重要的水力学一指标之,对鱼类的种群组成、多样性以及完成洄游、产卵等活动都具有重要影响。4.4.3.2中国结鱼产卵河段水深模拟结果不同流量下中国结鱼产卵河段的平均水深及各深潭、浅滩平均水深和计算结果见表4.44.14。,研究河段的水深变化见图表4.4中国结鱼产卵河段平均水深分布”出现全河段平深渾水深浅滩水深天水深1#2#3#1#2#3#4#<3009920.99.365.784.186.231.520.710.581--433005006524....96.50806.852.05121092-2.241000163...500.617565547.402831.991.3>100045.89.87.248.674.483.702.024.0214注:流量单位mVs;出现天数单位d;水深单位m。68 中国水利水电科学研宄院学位论文^?-.0.0.1丨0丨?-21.01(10mm,?mmM个‘置水流方向3(a)流量为237ni/s时产卵河段的水深分布-..0.01.0丨1itth^??1.0丨2.00^^mi个置一^ip^水流方向(b)流量为387mVs时产卵河段的水深分布水深.--0-011.01U|||^-?1012.00.■?2-.03.010j/3-.014.00,II%m臂r■?i个_6-.017.004r?-7.0.1800丨.-81.09.00‘水流方向“(?3(C)流量为624m/s时产卵河段的水深分布69 中国水利水电科学研宄院学位论文?-.0.0】丨.01-?1.012.00_?20-.13.00,i0-114.00—4-適t.015.00JHm4^■■\■r^羞6.01-7.00m^y,/■70-800.1.?80-9.00.1.9-.0110,00^水流方向.-..10011100『3(d)流量为273m/s1时产卵河段的水深分布图4.14不同代表流量下产卵河段的水深分布研究河段平均水深、深潭平均水深、浅滩平均水深随流量的增加涨幅明显。流量小3于300m/s时,2.36m研究河段平均水深为,深潭平均水深为5.40m,浅滩平均水深为-500m,0.95m;流量介于300Vs时研究河段的平均水深为2.9m,深潭平均水深为6.053m140-,浅滩平均水深为.m;流量介于5001000m/s时,研究河段的平均水深为3.613m,深潭平均水深为6.83m,浅滩平均水深为2.09m当流量值超过1000m/s,;时研究河段的平均水深为5.18m,深潭平均水深为8.46m,浅滩的平均水深为3.56m。4.4.4中国结鱼产卵河段弗汝德数特征4.4.4.1弗汝德数定义及其对鱼类的影响弗汝德数表示过水断面上单位重量液体具有的平均动能与平均势能的比值,也表示水流惯性力与重力的比值。其计算公式如下:Fr= ̄=4.9f()其中:-流速r,单位为m/s;-重力加速度g;h-水深,单位为m。弗汝德数经常被用来判别流态,数值越大,水流越急。据鱼类志记载,中国结鱼日常栖于河道水流较缓处7-,为中下层鱼类,在主要产卵时期9月间,亲鱼上溯支流,选择卵石底的急流中进行繁殖。研宄中国结鱼产卵河段弗汝德数的变化情况能够有效表明中国结鱼产卵河段的流态特征。70 中国水利水电科学研宄院学位论文4.4.4.2中国结鱼产卵河段弗汝德数模拟结果不同流量下研宄河段的弗汝德数平均值、深潭浅滩弗汝德数平均值计算结果见表.5,研究河段的弗汝德数变化见图45。4.1表4.5中国结鱼产卵河段平均弗汝德数分布 ̄"“全河段弗深潭弗汝德数浅滩弗汝德数流量级汝德数平2jxlz._1#2#3#1#2#3#4#J均值<300990.31.100.37049..0.060.130.093065300?5006504.30.100.180.150.420.561.070.69?015001.7100060.370.120.210.160.440.571.0902>41.710004170.0.170.230.4.551.13.030注:流量单位mVs出现天数单位d。;弗汝德数=nf-..71.80-?.81,90-?11.00-9水流方向.>1.00p(a)流量为237mVs时产卵河段的弗汝德数值分布弗汝德数-...1120rj^;.iir-..8.J190-?-911.00水流方向.>.f100I(b)流量为387mVs时产卵河段的弗汝德数值分布71 中国水利水电科学研究院学位论文弗汝德数.-?61.70///▲…‘-?.71.80^/j-?1.8.90Jr^-?-911.00『/水流方向?>1.00I(C)流量为624mVs时产卵河段的弗汝德数值分布弗汝德数-..⑴.10..11-20ifxk^>s5>v?3;0::;:\Ji:if-..71.80JA/Jj-..81.90-..911.0。^水流方向.>1.00J3(d)流量为1273m/s时产卵河段的弗汝德数值分布.5图41不同代表流量下产卵河段的弗汝德数值分布研宄河段弗汝德数平均值、深潭浅滩弗汝德数平均值都随流量的增加有小幅增长。3300/s流量小于m,研0.31,深潭弗汝德数平均值为0时究河段弗汝德数平均值为.10,0-浅滩弗汝德数平均值为.61300500mVs,;流量介于时研宄河段的弗汝德数平均值为0-.34,深潭弗汝德数平均值为014069量介于5001000mVs.,浅滩弗汝德数平.均值为;流时,研宄河段的弗汝德数平均值为0.37,深潭弗汝德数平均值为0.16,浅滩弗汝德数平3均值为0.70;当流量值超过1000m/s时,研宄河段的弗汝德数平均值为0.41,深潭弗0.19,01汝德数平均值为浅滩的弗汝德数平均值为.7。浅滩的弗汝德数大于全河段的平均值,水流相对瑞急。4.5本章小结本章开展了中国结鱼产卵河段水力学特征模拟分析,主要研究内容及成果包括:(1)elft3D软件应用D,对中国结鱼产卵河段流速、水深、弗汝德数等水力学指标开展了二维水力学模型模拟;72 中国水利水电科学研宄院学位论文(2)、结合实地测量及模型模拟成果,识别研宄河段的深潭浅滩,通过计算不同流量下全河段、深潭、浅滩的流速、水深、弗汝德数平均值,表征中国结鱼产卵河段的水力学特征;(3)中国结鱼产卵河段内交错分布着3个深潭及4个浅滩,相邻深潭、浅滩的平066140均距离为.km,该河段分布深潭、浅滩的密度为.个/km;-(4)中国结鱼产卵期79月间,全河段平均流速、深潭平均流速、浅滩平均流速随流量的增加而变大。在超过产卵期半数的时间内,,流量小于300rnVs中国结鱼产卵河段平均流速为1.29m/s,深潭平均流速为0.53m/s,浅滩平均流速为1.83m/s;流量小幅-上涨,介于300500mVs的总天数约为产卵期的1/3,此时研究河段的平均流速为.631082m-m/s./s2.48m/s500100Vs,深潭平均流速为,浅滩平均流速为;流量值介于0m,研宄河段的平均流速为22,,302时.0m/s深潭平均流速为1.1m/s浅滩平均流速为.m/s;当流量值超过31000m/s时,研宄河段的平均流速为2.24m/s,深潭平均流速为1.53m/s,35m浅滩的平均流速为./s;(5)中国结鱼产卵河段平均水深、深潭平均水深、浅滩平均水深随流量的增加涨幅明显。流量小于300mVs时,研宄河段平均水深为2.36m,深潭平均水深为5.40m,浅30量介于300-2滩平均水深为.94m500in/s,.9m;流时研宄河段的平均水深为,深潭6流量介于500-平均水深为.05m浅滩平均水深为1.39m1000mVs,;时,研究河段的平均水深为3.61m,深潭平均水深为6.83m,浅滩平均水深为2.04m;当流量值超过lOOOmVs时,研究河段的平均水深为5.18m,深潭平均水深为8.46m,浅滩的平均水深为3.4m;(6)中国结鱼产卵河段弗汝德数〒均值、深潭浅滩弗汝德数平均值都随流量的增3加有小幅增长。流量小于300m/s时,研究河段弗汝德数平均值为0.31,深潭弗汝德数3平均值为00060300-.1,浅滩弗汝德数平均值为.于500m/s;流量介时,研宄河段的弗汝德数平均值为0.34,深潭弗汝德数平均值为0.14,浅滩弗汝德数平均值为0.68;流量500-介于1000mVs时,研宄河段的弗汝德数平均值为0.37,深潭弗汝德数平均值为0.16,浅滩弗汝德数平均值为0.7;当流量值超过1000mVs时,研究河段的弗汝德数平均值为0.41,深潭弗汝德数平均值为0.19,浅滩的弗汝德数平均值为0.7。浅滩的弗汝德数大于全河段的平均值,水流相对瑞急。本章的研宄工作中尚存两点不足:(1)测量工作中对流速考虑不周,影响模型的验证,仅以水位对模型进行验证;(2)大流量情况下,局部流速模拟结果偏大,可能该地区地势较高,实测水下地形点数量偏少,导致地形插值结果不理想。73 中国水利水电科学研究院学位论文第五章结论与展望5.1主要成果面向我国水电开发区域鱼类栖息地保护的迫切需求,选取澜沧江千流中下游水电开发影响区及支流罗梭江作为研究区域,本论文结合鱼类栖息地适宜性的鱼类物种相似性及水文特征相似性方法开展分析,并针对支流替代生境,开展了中国结鱼产卵期水文特征及产卵场水力学特征研究,研究成果可为具有同类特征的澜沧江特有鱼类栖息地保护提供技术支撑。主要研宄成果如下:(1)针对支流替代生境罗梭江保护区河段,开展了连续两年的鱼类资源现场调查。共采集鱼类35种.%,为优势种,分属4目14科,其中鲤形目鱼类占物种总数6857,中国结鱼、中华鲱鲇和巨魅均为常见物种。收集整理了20世纪50年代至今的澜沧江干流中下游及罗梭江保护区鱼类资源相关资料数据,结合本论文补充幵展的鱼类资源现场调查成果,编制了澜沧江干流中下游及罗梭江保护区河段鱼类名录;(2)凝练鱼类物种多样性及相似性分析方法,并应用相关方法开展了澜沧江干流中下游与罗梭江保护区鱼类资源物种组成、多样性和相似性分析。结果表明,两河段鱼类物种相似程度较高,相同鱼类物种62种,优势物种组成结构相同;物种相似性指数为67.39%,特有种相似性指数高达66.67%;(3)梳理水文情势特征分析方法,包括距平率法、水量分级及集中度计算、MK检验等方法959-98;选取澜沧江干流下游允景洪水文站和罗梭江曼安水文站115年长序列。日径流水文数据,开展了澜沧江干流中下游与罗梭江保护区河段水文情势特征对比分析一。结果表明,两个河段水文情势年际变化、年内变化以及讯期涨水情况均较为致鉴于罗梭江河段的鱼类物种组成、多样性、水文情势变化均与澜沧江干流中下游河段相似;适宜作为澜沧江干流中下游替代生境实施保护;(4),根据现场调查结果和文献记载,选定中国结鱼为目标鱼类幵展研究以期代表同资源类群的澜沧江特有鱼类需求的栖息地水文特征;通过实地走访和现场捕捞监测,识别曼安水文站下游500m至南醒河河口上游500m之间为中国结鱼的产卵河段,在此区域捕到成熟的亲鱼,;梳理提炼了鱼类产卵期水文特征范围分析方法即基于IHA生态RVA变化范围法959-1985,水文学指标体系及,根据1年曼安站长序列的逐日径流资料通过核算IHA33个水文指标,以均值加减标准差的范围作为适宜鱼类栖息地保护的水文特征范围,结合,最终提;对IHA指标进行筛选关键涨水过程指标出表征中国结鱼产74 中国水利水电科学研究院学位论文卵期栖息地保护水文特征的17个指标;-(5)基于2012年、2013年79月实测径流资料,对计算指标的变动范围进行验证。结果表明,基于早期资料提取的水文指标范围可基本覆盖近两年产卵期所有指标的实测-值,因此,本文计算提取的产卵期水文特征具有较好的代表性和适用性79月为中国《结鱼产卵期,月均流量变化特征为先上涨再下降的单峰型。1日、3日、7日、30日、90日平均一最大流量值随时间尺度的扩大而逐步减小,丨日最大流量般出现在8月8日,前后波动天数各22天。高流量的洪峰数约为3.5次,平均持续时间少于3天,体现了高流量过程水量突然上涨但持续时间不长的特点。产卵期是全年流量变化最为明显的时期,水量的上涨、回落幅度较大。产卵期涨水过程数平均为4.2次,上下波动不超过1次;涨水总时长平均为15.5天,平均持续时间为3.7天,平均持续时间的范围取值变化程度“”较小。综上,罗梭江栖息地河段涨水情势对中国结鱼产卵的刺激,属于多次、短时型,即涨水过程数较多,但平均每次持续时间不长;(6)应用局部高程差异法识别出中国结鱼产卵河段交错分布着3个深潭及4个浅滩,相邻深潭、浅滩的平均距离为0.66km,该河段分布深潭、浅滩的密度为1.40个/km;(7)应用Ddft3D软件,对产卵期栖息河段流速、水深、弗汝德数等水力学指标进行了二维水力学模型模拟。结合实地测量及模型模拟成果,计算不同流量下全河段、深潭、浅滩的流速、水深、弗汝德数平均值,表征中国结鱼产卵河段的水力学特征。中国结鱼产卵期内,流量从237mVs上涨到1273mVs时,全河段的流速变化范围为L292.24,[,]水深变化范围为[2.365.18,0.310.4丨,]弗汝德数值变化范围为[,];深潭的流速变化范围为[0.53,1.53],水深变化范围为[5.40,8.46],弗汝德数值变化范围为[0.10,0.19];浅滩的流速变化范围为1.883.51],水深变化范围为[0.953.56,.610.71?[,弗汝德数值变化范围为[0,],]5.2主要创新点(1)从物种组成、水文条件角度对干支流栖息地相似性开展研究,为在干流开发河段选择支流进行栖息地保护提供依据;(2)联合应用现场调查及模型模拟方法,提取中国结鱼产卵期的栖息地水文、水力学特征,为同资源类群鱼类实施栖息地保护提供可操作的水文及水力学特征参数。5.3研究展望本论文在广泛搜集生物、水文和地形资料的基础上,对澜沧江中下游干支流栖息地一的鱼类组成和水文情势变化相似性开展研究,并提取了以中国结鱼为代表的类澜沧江75 中国水利水电科学研究院学位论文特有鱼类栖息地保护的水文、水力学特征,这些研宄均较为初步。结合研究中存在的问题,对鱼类栖息地保护工作的研宄:,提出如下建议(1)鱼类栖息地保护适宜性的相关指标需要深化研宄本研究仅从鱼类和水文条件相似性的角度对鱼类栖息地保护的适宜性进行了探讨,而干支流栖息地的相似性指标包含生物学的指标及非生物指标,如鱼类资源、水质、河床底质、水文情势等。今后的工作中,需要从物理、化学、生物指标对鱼类栖息地保护全面开展相关研宄,开展地貌、底质类型、水质因子、底栖动物等其他生物和非生物监测,凝练表征指标,对水电开发影响区鱼类栖息地选择与评价提供系统、科学的工具。(2)鱼类完成生命史的生态习性亟需深入研宄鱼类不同生命阶段对生境的需求是实现鱼类保护的基础。本文针对中国结鱼繁殖期一些初步的研究的水文、水力学特征开展了,研究过程中深感我国对鱼类生命史不同阶段的习性以及与生境的关系的相关研究需要深化,生物学与水文学、水力学、环境科学,鱼类资源丰富等学科的交叉研究需开展更深入的工作。以澜沧江为例,对特有鱼类、珍稀鱼类的保护非常迫切,;水电工程影响区拟建立多个保护区但由于鱼类习性的相关研宄非常薄弱,客观上影响了鱼类保护的效果。一(3)进步深化鱼类物理栖息地保护理论研究本研宄针对目标鱼类产卵期的水文、水力学指标开展了初步研宄。对比国外的研宄进展,即使是珍稀鱼类,我国仅对极少部分鱼类栖息地水文、水力学特征有深入的研宄对生境的需求研宄,也难以满足主动保护的需求,。借鉴国外经验建立鱼类与水流的关,系,对于鱼类栖息地保护和修复非常必要而迫切。除水文、水力学指标外表征物理栖息地的河流形态、底质、温度等要素,在栖息地保护和修复中也具有非常重要的作用。这些领域均需深入幵展相关学科的交叉研究。76 中国水利水电科学研究院学位论文附录附录1澜沧江干流中下游及罗梭江鱼类名录干識賺外来种^^中紅形目MYLIOBATIFORMES虹科Dasatidaey1老挺魟DasycUislaosensis▲緩鳙目SALMONIFORMES親鳙科Anguillidae2二色緩Anguillabicolor▲娜gCYPRINIFORMES双孔鱼科Gyrinocheilidae3双孔鱼Gyrinocheiiusaymonieri▲?沙級科Botiidae4中华华沙嫩Sinibotiasuperciliaris▲▲5斑鶴连穗沙揪Syncrossusbeauforti▲▲*6黑线安巴沙鳅Ambastaianigwlineata▲▲*献科Cobitidae7马头餓Acantopsisdialvzom▲▲8伯氏似麟头餓Lepidocephalichthysberdmorei▲▲9拟长鳅Acanthopsoidesgracilis▲▲10泥鲍Misgurnusanguillicaudatus▲?爬揪科Balitoridae11原缕口鳅待定种Vanmaneniasp.▲alioraancanianemi*12澜沧江爬餓Btlgjgs▲il13长体间吸嫩Hemmyzoneongatm▲14彭氏间吸鳅Hemimyzoneni▲▲pg15张氏间吸餓Hemimyzontchangi▲16原爬鳅Balitoropsisvulgaris▲条断Nemacheilidae77 中国水利水电科学研究院学位论文為識麵細5?17南方翅条餓Pteronemacheilusmeridionalis▲▲8hsoschisturaraoi▲1拉奧游螺条揪Py19短头南餓Schisturabreviceps▲20鼓颊南餓Schisturabucculenta▲?21锥吻南餓Schisturaconirostris▲*22横纹南餓Schisturaasciolata▲f23循南南餓Schisturakengtungemis▲▲24克氏南餓Schisturakloetzliae▲25棒状南嫩Schisturaertica▲p26密带条餓Schisturaoculi▲p27多麟南餓Schisturaschultzi▲*28瓦氏南鳅Schisturawaltoni▲*29异颌棱唇条餓Sectoriaheterognathos▲▲鋰科Cyprinidae30黑背波鱼Rasboraatridorsalis▲*31北方波鱼Rasboraseptentrionalis▲?32金线Daniochrysotaeniatus▲▲*33长嘴鱲Raiamasguttatus▲▲34泰国低线鱲BarUiuskoratensis▲*35丽色低线纖Bariliuspulchellus▲▲36斑尾低线鱲Bariliuscaudiocellatus▲▲37a▲▲?马口鱼Opsriichthysbidens38高体餘鮍Rhodeusocellatus▲39短须鱗Acheiiognatfmsbarbatulm▲▲40罗碧鱼Paralaubucabarroni▲▲*4ilrellamacrolei?1大麟半餐Hemcuteps▲42鰲HemiculterleucisculusA43大鳍鱼Macrochirichthysmacrochirius▲44花鱼骨Hemibarbusmaculatus▲▲?45侧带结鱼Torlaterivittatus▲*46多麟结鱼Torolylepis▲*p78 中国水利水电科学研究院学位论文编号特有种外来种中1ng47中国结鱼Torsinensis▲▲*48orambra▲▲野结鱼Tt49似野结鱼Tortambroides▲50瓣结鱼Foliferbrevifilis▲51裂峡絶Hampalamacrolepidota▲52条纹小把Puntiussemifasciolatus▲▲53nchostomaerlach▲▲南方白甲鱼Oygi54少鳞周齿鱼Scaphiocionichthysacanthopterus▲▲55小盘齿把Discherodontusarvus▲p56短须圆唇鱼Cyclocheilichthysrepasson▲57红鳍方口SECosmochiluscardinalis▲▲*58镰鲍鲤Pmtioplitesfalcifer▲▲59爪哇鲍鲤Pmtiopliteswamdersi▲▲60云南吻孔fEPoropuntiiishuangchuchieni▲▲61河口吻孔JEPoropuntiuskrempfi▲62爪哇无名I巴Barbonymusgonionotus▲63后背iPercocrisretrodorslis▲卢鲤yp64黄尾短吻鱼Sikukiaflavicaudata▲*65短吻鱼Sikukiagudgeri▲▲*66长须短吻鱼Sikukialongibarbata▲▲*67细尾长臀!巴Mystacoleucuslepturus▲▲*68stacoleucusmarmtu*长臀食巴Mygis▲▲69大鳞高须鱼Hypsibarbmvernayi▲▲70细纹似_Luciocyprinusstriolatus▲*71脂孟加拉錢Bangamlippa▲▲*72云南孟加拉錢Banganayunnanensis▲73朱氏孟加拉錢BanganaZhui▲74皮氏野棱Labeopierrei▲▲75网纹穗唇S巴Crossocheilusreticulatus▲*76单吻鱼Henicorhynchuslimatus▲▲**77舌唇鱼Lobocheilusmelanotaenia▲▲79 中国水利水电科学研宄院学位论文細外来种^5578长背鲍Labiobarbusleptocheila▲*79錢Cirrhinusmolitorella▲80armascacauda▲斑尾墨头鱼Gif81arracambodgensis▲▲柬埔寨墨头鱼Gi82缺须墨头鱼Garraimberba▲▲83arramiroons▲▲*奇额墨头鱼Gfrit84东方墨头鱼Garraorientalis▲▲85澜沧湄公鱼Mekonginalancangensis▲86飘鱼Pseudolaubucasinensis▲87鲤Cyprinuscarpio▲▲?88Gavassiusauraus▲▲?鲫t89草鱼Ctenopharyngodonidellus▲▲?站形目SILURIFORMES胡子站科Clariidae90胡子站Clariasiiscus▲▲?f擦科Bagridae91丝尾鳝Hemibagniswyckioides▲站科Silurldae92媚南细丝鲇Micronemamoorei▲▲93Phaacronor滨河亮背鲇ltusbleekei▲▲94叉尾SAWallagoattu▲▲95媚公半貼Hemisilurusmekongensis▲锡伯站科Schilbidae96长臀鲜站Clupisomalongianalis▲▲*97Cluisomasnense▲▲*中华鲱點pi鱼芒科Pangasiidae98贾巴鱼芒Pangasiusdjambal▲99短须鱼芒Pangasiusmicronemus▲▲100长丝鱼SPangasiussanitwongsei▲搞科Sisoridae101fiBagariusbagarius▲▲80 中国水利水电科学研究院学位论文干漏外来种中識^102巨魅Bagariusyarrelli▲▲103纺键纹胸鰥Glyptothoraxuscus▲▲f104老捉纹胸鰌Gtothoraxlaosensis▲▲*lyp105大斑纹胸姚Glyptothoraxmacromaculatus▲*106似黄斑措姚P舰dechemissulcatoides▲粒站科Akysidae07sisracrbatus▲?1短须粒鲇Akybhyba*108中华粒鲇Akysissinensis▲颌针鱼目BELONIFORMES怪颂鏘科Adrianichthidaey109小青餅Orziasminutillus▲*y110中华青餅Oryziassinensis▲雄鱼SSYNBRANCHIFORMES合银鱼科Synbranchidae111黄鳝Monopterusalbus▲▲剌餓科Mastacebelidae112大剌餓Mastacembelusarmatus▲炉形目PERCIFORMESl丽鱼科Cchlidae113罗非鱼Tilapiamossambica▲▲?is供鱼科Gobiidae114子陵吻锻贼鱼Rhmobusurnus▲?igigii115褐吻鰕贼鱼Rhinogobiusbrunneus▲Anabantldae116攀Anabastestudineus▲▲斗鱼科Belontiidae17叉尾斗鱼Macroousoercuaris▲▲1pdpl118线足Trichogastertrichopterm▲▲II科Channidae119宽额體Channagachua▲▲120线鍵Channastriata▲▲81 中国水利水电科学研宄院学位论文编号m###外来种121带鱧Chamalucim▲▲*純形目TETRAODONTIFORMES純科Tetraodontidae122湄公河单孔飩Monotreteturgidus▲82 中国水利水电科学研究院学位论文辨文献1RichterBDMathewsRHarrisonDLtal.Ecoloicallsustainablewatermanaement:[],,ey,ggmana-inriverflowsforecoloicalinteritJ.EcoloicalAlications2003l13:206224.gg,,ggy[]gpp()2HatryCBinderTRThiemJDetal.ThestatusoffishwasinCanada:trendsidentifiedi[],,,yusng-thenationalCanFishPassdatabase.[J.ReviewinFishBioloandFisheries,201223:271281.]gy()一3单平03-36.河流生态连续统体的概念与应用[J].绿色视野2009丨:3.[],()4wW-irlviourm[]ThiemJDBndeTRDasonJeta.Behaandassaesuccessofuriveriratin,,,pgpgglakestureonAciemerulvesceminaverticalslotfishwaontheRichelieuRiveruebecCanadaJ.gpfy,,Q[]danr-EneedSeciesResearch201115:111.gp,()5王成友.长江中华鋳生殖洄游和栖息地选择[D].华中农业大学,2012.[]6FahriL.Effectsofhabitatframentationonbiodiversit.J.AnnualReviewofEcolo[]ggy[]gy,-Evo.lutionandSstematic200334487515,y,():7DaviesKF,MarulesCR.Effectsofhabitatframentationoncarabidbeetles;exerimental[]ggpev-idenceJ.JournalofAnimalEcolo19983674601.[]gy,,():478DebinskiDM,HoltRD.AsurveandoverviewofHabitatframentationexerimentsJ.[]ygp[]Cosert-nvaionBiolog2000214:342355.,y,()9...:2014[]杨青瑞澜沧江下游支流生境替代保护效果评价[R]北京中国水利水电科学研宄院,[10]余志堂,邓中粦,许蕴轩等.葛洲琐水利枢纽兴建后长江干流四大家鱼产卵场的现状及工程对家鱼繁殖影响的评价[M].:湖北科学技术出版社988.武汉,1‘‘”.11张晓敏.汉江J[],黄道明,谢文星,等中下游四大家鱼自然繁殖的生态水文特征[]水生态-学杂志,2009(02):丨26129.12冯顺田杨昌齐詹飞.北盘江水电梯级开发对鱼类资源的影响预测与对策[J].贵州水力发[],,f20-^1101:5456.,()13部淑珍.赣江中游大型水利工程对鱼类及其生态环境的影响研究[D].南昌大学2011.[],14王尚玉.长江中游四大家鱼产卵场生态水文及生态水力学特性研究P].中国水利水电科学[]研究院,2008.>15曹庆慕J.201005:4[],杨文俊,周良景.国内外过鱼设施研究综述[]长江科学院院报393.,()-16等.7c陈凯麒.我国鱼道的建设现状与展望J利学报201202:182188.,常仲农,曹晓红]j,[],[()[17]白音包力皋,王JT,陈兴苑,等.鱼道水力学关键问题及设计要点:第四届全国水力学与水83 中国水利水电科学研宄院学位论文利信息学学术大会,中国陕西西安,2009[C].18J-刘志雄周赤.201031.鱼道应用现长江科学院院报04:28.,,黄明海状和研宄进展[,[]]()19刘湘春J.彭金涛.水利水电建设项目对河流生态的影响及保护修复对策[水电站设计,[],]20-1101:5861().20J-乔振国.027072.中国东南部海区海水鱼类繁育、放流现状海洋渔业2002:.[]丨],()-21陈大庆J国水产200303:171.].长江渔业资源现状与增殖保护对策.中9[[],()?22王红梅世勇邓龙军.J.四川[],吴,雅袭江锦屏官地水电站鱼类增殖技术研宄[]水力发电,-2011S2.():21922223赵进勇-亚.水库多目标生态调度J电技术200701:2832.水利水.[]董哲仁,孙东,[],()24-.J201324.陈学强.西03:11,牛天祥基于鱼类保护的水电站生态调度的初探[北水电,[]]()25-张东亚.J77[]水利水电工程对鱼类的影响及保护措施[].水资源保护201105):75.,(26宝琴..三峡首次为四大家鱼开阐放水J渔业致富指南201115:4.,[]杨[]()一27徐海红,孙显春,魏浪,等.马马崖级水电站鱼类栖息地保护的探索和创新J.贵州水力[][]20-发电102:3537.,2()28流技术研宄进展J20-1004:236240潘绪伟.增殖放.江苏农业科学.,杨林林,纪炜讳,等,()[][]-29陈进等J.长江科学院院报200806:3337_[]徐杨常福宣.水库生态调度研究综述[,,,],()30.常剑波:2008学,陈永柏,高勇,等水利水电工程对鱼类的影响及减缓对策中国水利学会[]术年会2008C.,中国海南海口,[】3王烈恩一一1赵承远王海龙.满沧江流域水电开发对鱼类栖息地保护研宄与实践以基,,,等[]一一独河鱼类栖息地保护为例:水电2013大会中国大坝协会2013学术年会暨第三届堆石琐国际研讨会2013C.,中国云南昆明,[]-32王银彩马智利.西南水电资源开发及其经济发展J200501:2527..[],资源开发与市场,)[](—33魏国良,崔保山,董世魁,等.水电开发对河流生态系统服务功能的影响以澜沧江漫湾[]水电工程为例200802-tn.环境科学学报:235242.,()34.长江上游保护区干流鱼类栖息地地貌及水文特征研究[D.]]中国水利水电科学研究院,[李倩2013.35J-丁则平.海河水利200203:6466..国际生态环境保护和恢复的发展动态[,()][]""36PhiiartJCMichaJCBarasEetal.ThebeliroectMseSalmon2000Firstresults[lppaneu.,,,gp,]jobem-prlsandfuturerosectsJ.WaterScienceandTechnology1994329:315317.pp[],,()J20030-371l6.董哲仁.生态水工学的理论框架[.水利学报:,[]]()[38BarhourMT,GerritsenJ,SnderBD,etal.Rapidbioassessmentrotocolsforuseinstreamsand]ypwadeablerivers;Periphyton,benthicmacroinverterbratesandfish[Z].secondeditioned.1998.84 中国水利水电科学研究院学位论文39ParsonM,ThomsMC,NorrisRH.Developmentofastandardizedaroachtoriverhabitat[]ppassessmen-tinAustralia[J].EnvironmentalMonitoringndAssessment200498:109130.a,()40Kn.Auaiverocerefrassessmenofensus[]leynhasCJqlitatpduothetthhabitatitegritytatoftheLuvuvhuJAESR1-River[J].ournalofquaticcosystemtressandecovery,996,l(5):4154.412007.[].中华舞葛洲现栖息地水力特性研究.河杨宇[D]海大学,42王晓刚严忠民.河道汇流口水力特性对鱼类栖息地的影响J.天津大学学报,[][],200802204-208():.43易雨君,张尚弘.长江四大家鱼产卵场栖息地适宜度模拟J.应用基础与工程科学学报,[][]20-11S1:123129.()-44余国安.人工阶梯],王兆印,张康,等深潭改善下切河流水生栖息地及生态的作用J.水利[[]?2008-学报02:162167.,()[45]麼文根,李鹏,冯顺新等.筑琐河流的生态效应及调度补偿[M].北京:中国水利水电出版社2013.,一46.关于进步加强水电建设环境保护工作的通知Z2012环境保护部..[]丨]47一两建良.河流生态修复技术在水利水电工程鱼类保护中的应用以基独河生态修[],施家月复为例2013C].:水利水电工程生态保护(河流连通性恢复)国际研讨会,[48.水电开发中支流生境替代保护评价理论与方法研宄D.:]北京中国水利水电科学研[高碎[]宄院2013.,[49BarmutaLA,LakePS.OnthevalueoftheRiverContinuumConceptJ.NewZealandJournalof][]Marne-andFreshwarResearc1982162:227229.iteh,,()[50]OrthDJ,Mau^anOE.EvaluationontheIncrementalMethodologyforrecommendinginstream-flowsforfishesJ.TransactionsoftheAmericanFisheriesSociet19821114:413445.[]y,,()[51]张陵蕾,吴宇雷,张志广,等.基于鱼类栖息地生态水文特征的生态流量过程研宄[J].水电-201503.能源科学:1013,()J20-521106:678夏自强.基于物理栖息地模拟的长江中游生态流量研究[.水利学报[]李建,],()684.53蔡玉鹏.大型水利工程对长江中下游关键生态功能区影响研究P].河海大学2007.[],54陈明千脱友才李嘉等.鱼类产卵场水力生境指标体系初步研究J.水[],,,[]利学报,2013111303-1308():.55D.2014.水电开发中的生态风险评.[]价与管理研究[华北电力大学,黄海涛]56国良.澜沧江中下游水电开发对河岸带土壤养分空间分布的影响:2012中国环境科学学[]魏会学术年会,中国广西南宁,2012[q.85 中国水利水电科学研宄院学位论文57:黄光明.第,王海龙,王伟营等水电开发扰动下的澜沧江流域鱼类栖息地保护及工作建议[]一三届水利水电生态保护研讨会一鱼类栖息地保护国北京2041C.环,中,[]境保护部环境工程评估中心.[58]陈大庆段辛斌等.澜沧江云南段鱼类区系组成与分布中国水产科学刘明典,,,,!-20.1101:56170()59李新宇源.J.绿色科技[],陶浅谈威远江省级自然保护区管理现状及存在的问题和对策[],20-1501:58.()60J20-1003:14..补远江鱼类多样性研究[.渔业科学进展6康斌,胡文娴,祈文龙,等,[]]()61黄道明.水利水电开发鱼类栖息地保护模式及其适用性探讨:第三届水利水电生态保护研[]—鱼类栖息地保护国北京2014C.讨会.,中,环境保护部环境工程评估中心[][62YinWan’DongshenWang,inruiYan,etal.Rationalitstudofestablishinnaturereserve]gggQggyyg--in.LuosuoRiverfromheoinoffishJAliedMehanicsandMaials2014641642:11461150tt.cterp[]pp,()63陈银瑞等.云南鱼类志(上册)M.北京:科学出版社1989.[]]堵新洛,[,-志刚纪力强-616664.鸟兽物种多样性测度的GF指数方法J.生99903:.蒋,[]物多样性,1()[]-65申效诚.昆虫区系多元相似性分析方法J.生态学报200802:849854.,孙浩,赵华东,)[][](66褚新洛陈银瑞等.云南鱼类志(下册)[M].北京:1990.[],科学出版社,67伍献文等.中国鲤科鱼类志(下卷)M.上海:上海人民出版社1977.,[][]伍献文等19.68.中国鲤科鱼类志(上卷)M.上海:上海科学技术出版社64,[][]69-陈小勇?云南鱼类名录动物学研宄201304:281337.[],()70路斌全向荣王德斌等.云南西双版纳罗梭江的鱼类物种组成及现状[J].昆明学院学报[],,,,-200906.():6063-71郑兰平小勇君兴.J201306:80].动6686.[,陈,杨澜沧江中下游鱼类现状及保护[]物学研究,()72EnruweMSchsuraoosKoedit.中国条鳅新纪录种itprthtlat2000J.>英文)[动物学研宄,[](]20-1105):572574.(一73国澜沧江墨头鱼属鲤形目J.陈自明.中新种鲤科信阳师范学院学报,吴晓云,肖蘅(,)[][]201003-自然科学版:381383.(),()74宇明,王娟,杜凡,等.澜沧江自然保护区生物多样性特征及其保护:第二届中国林业学[]杨—术大会S8野生动物、湿地与自然保护区中国广西南宁2009C.,,[175杨剑陈小勇杨君兴.中国澜沧江流域湄公鱼属MekoninaFowler!937鲤形目[],,Ig,(n一Cypriiformes:鲤科Cyprinidae鱼类新种:中国鱼类学会2008年学术研讨会中国江西南昌),,2008C.[]76康斌J01-200何大明.澜沧江鱼类生物多样性研究进展[.资源科学20075):95.[],],(86 中国水利水电科学研宄院学位论文77沧江鱼芒杨君兴.中国湖科鱼类种群现状及洄游原因分析J.动物学研[],陈小勇,陈银瑞()[]-究200701:6367.,()78-.J199806;3841.李再云.[],陈银瑞,杨君兴,等满沧江短吻鱼属鱼类[]动物学研究,()M"79Ktte.1940olat洛.满沧江的沙鳅属鱼类J8704:3930.[],褚新(英文)[动物学研究,]()-80.J.动物分类学报198701:93100猪新洛.,崔桂华中国鲤科鱼类墨头鱼属分类的整理,[][]()8-1郑慈英银瑞黄顺友.云南省的平鶴揪科鱼类[J].动物学研究198204:393402.,陈,,()[]82Mucu?丨:421黄顺友.云南南部的长臀鲍属(ystacoles鱼类J.动物分类学报979044丨9?[])[],()83长青.云南红河流域径流的时空分布变化规律J.地理学报,李运刚,何大明,叶[][]200-801:4149.()-841952006D.兰2011..甘肃省9年气候及主要河流径流特征分析州大学[]胡清静[],[85]GB/T22482水文情报预报规范[S].2008.86.J刘贤赵.地理[],李嘉竹,宿庆,等基于集中度与集中期的径流年内分配研宄[科学,]200706-:791795.()-87:585590..J.地理科学进展200306郑红星,刘昌明黄河源区径流年内分配变化规律分析[],()[][88]汤奇成,程天文,李秀云.中国河川月径流的集中度和集中期的初步研究[J].地理学报,-198204:383393.()[89]王金星,张建云,李岩,等.近50年来中国六大流域径流年内分配变化趋势[J].水科学进展,200556-80:6661.()[90]张建云,章四龙,王金星,等.近50年来中国六大流域年际径流变化趋势研究[J].水科学进2-234展200702.;30,()三届水利水电生态保护研讨会一一91生活史的环境需求与栖息地保护常剑波.鱼类完成:第[]鱼类栖息地保护,中国北京,2014[C.环境保护部环境工程评估中心.][92]乐佩琪.中国动物志,硬骨鱼纲,鲤形目(下卷)[M].北京:科学出版社,2000.93黄福江.澜沧江中国结鱼生物学及资源评估D.西南大学2013.,[][]一9850-94国结鱼属鱼类的系统分类及.动1:79陈银瑞.我新种的记述[J]物学研究,1[],褚新洛()86.95N南希.西双版纳驯养中国结鱼获成功[.中国渔业报.[]][96]水利部中国科学院水工程生态研究所.小黑江回龙山水电站水生生态影响评价[R】.武汉:2010.97PoffNL,AllanJD,BainMB,etal.Thenaturalflowreime:aparadigmforriverconservationg[]andresoraonJB-i19971147:769784tti.oscience.,,[]()98生态一葛怀凤.基于水文响应机制的大坝下游生态保护适应性管理研究[D].中国水利水电[]87 中国水利水电科学研宄院学位论文科学研究院,2013.99王俊娜.中国水利.基于水文过程与生态过程稱合关系的三峡水库多目标优化调度研究P][]水电科学研究院,2011.100RichterBDBaumartnerJVPowellJetal.Amethodforassessinhdroloicalterationwithin[],g,,gygJerva-ecosstemsiB141011631174.[].Constoniolo996:ygy,,()[101]RichterBD,BaumgartnerJV,WigingtonR,etal.Howmuchwaterdoesariverneed?[J].Fre-shwaterBiology1997137:231249.,,()[102]徐天宝.河流生态水文指标体系及其在长江中上游的应用研宄[D].中国水利水电科学研宄2007.院,103范翻平.基于Delft3D模型的鄱阳湖水动力模拟研宄D.江西师范大学2010.[,[]]104DD的D.20廖庚强.基于elft3柳河水动力与泥沙数值模拟研宄[清华大学13.[]],105胡明军.深圳河湾水流泥沙数值模拟及对防洪方案计算D.清华大学2011.[][],-106吴学鹏.天然河流糙率表的编制和半经验公式的探讨J.198602:2126.[],黄文俊[]水文,()107王远坤夏自强王栋.河流鱼类产卵场紊动能计算与分析J.生态学报,,,等,[][]2009-1263596365.):([108]王强.山地河流生境对河流生物多样性的影响研宄P].重庆大学,2011.[109]JamesHT,JosephEF,MichaelDD,etal.Linkingecosystemservices,rehabilitation,andriver-hydrogeomorphologyJ.Bioscience2010l60:6774.[,,(])110.长江上游干流基于河床地形的深潭浅滩识别方法比较研究J张辉.,危起伟,杜浩,等淡[]丨]-水渔业201101.:39,()111.2010韦章平.中华鋳产卵场水动力特征及鲜卵输移特性研究[D]南京水利科学研宄院.,[]112叶少文李钟杰曹文宣.牛山湖两种不同生境小型鱼类的种类组成、多样性和密度J.应[],,[]-200707.用生态学报:15891595,()88 中国水利水电科学研究院学位论文攻读硕士学位期间所取得的科研成果及获得奖励-、发表论文(1)YingWang,DongshengWang,QingruiYang,LeihuaDong,ChenShen,2014.RationalitystudyofestablishingnaturereserveinLuosuoRiverfromthepointoffish.-App120-liedMechanicsandMaterials.6464214:114611501/检索).()((2)YingWang,ZhaoyinWang,ShunxinFeng,QingruiYang,NaZhao,2013.MacroinvertebrateinvestigationandpreliminarystudyofwaterassessmentofBeijing'''urbanrivers.Proceedingsofthe35lAHRWorldCongress.(3)YingWang,DongChen,DavidWong,MarkStone,QiweiWei,HuiZhang,ShunxinFeng,2015.EnvironmentalfactorsafectingdriftfluxofHydrosychidaelarvaeinthepupperYangtzeRiver,China.EnvironmentalManagement(SCI检索).(外审中)二、参与项目(1)二五科技支撑国家十项目:水电能源基地建设综合生态影响及水电开发适宜性评估技术。负责整理汇总澜沧江水电开发对环境、生态影响,提出罗梭江实施支流环境保护的基础和条件;通过IHA数据提取、Ddft3D建模提出中国结鱼产卵场生态水文、水力学特征,以实施保护。(2)。负责收集长江上游影响石蛾幼虫漂流密度的环境因素探究、整理长江上游石蛾幼虫漂流密度、水文要素、水质要素数据,利用SPSS软件进行混合模型模拟,得到影响长江上游石蛾幼虫漂流密度的环境因素结论;撰写文章。三、获得奖励(1)2014.10荣获研宄生国家奖学金。"”2一()2014.9荣获中国水利水电科学研宄院第届研究生阅经典、品书香读书会一等奖。89 中国水利水电科学研究院学位论文致谢三年的硕士生活匆匆而过,十九载的学生时代也即将画上句号。回想过去的点点滴滴,有太多的感动和不舍萦绕心头。借论文完成之际,感谢身边所有的良师益友,谢谢大家三年来的陪伴、关心、帮助与支持。特别感谢我的导师王东胜教授和禹雪中教授,非常幸运自己能够遇到两位非常nice的老师。王老师学识渊博,平易近人,非常关心我的学习生活状况。特别是论文完成期间一一,王老师花费了很多心力和时间,步步引导我进行修改,以提升论文的逻辑性和一一连贯性。同时,,老师没有把他的想法强加给我,而是次又次与我讨论在我的想法基础上不断进行完善,认真负责的程度之深特别令我感动。我是王老师的开门硕士,总笑称不要做他的关门硕士,因为在论文初稿上密密麻麻标注问题的导师已然不多,比学生自己还重视毕业问题的导师就少之更少一。能被这样的老师引领是种福气。禹老师是引领我来到水科院的第一人,正是通过和禹老师的4次交谈,被禹老师温文儒雅的人格魅力以及认真严谨的学术作风所感染,。,才坚定了我的选择此后禹老师虽然身在国外,仍多次通过网络和电话关心我的学习近况,指导我的论文,并帮助我对毕业后的选择进行分析,每次听到老师的声音都感觉非常亲切。?特别感谢麼文根教授、李it教授对我的关心和帮助,虽然与老师们交谈的机会不多,但短短几句已让我受益匪浅。一特别感谢清华大学泥沙所的钟德枉老师,,作为本科期间的班主任在研宄生期间如既往地对我的学业、生活给予关心,,特别在我遇到疑惑或遭受挫折时总能从与钟老一,他无异于我的另位导师师的对话中得到鼓舞。特别感谢隋欣师姐、杨青瑞师兄、路辉煌师兄、彭期冬师兄、史婉丽师姐、董嘉华师姐、靳甜甜师姐、沈忱师姐、贾宝真师姐、林俊强师兄,在我写论文的过程中给予了,很多帮助,帮我收集论文资料并对内容提了很多宝贵的修改意见论文的完成离不开他们的帮助和支持。感谢中国水科院水电可持续发展研宄中心的全体职工和学生,很幸运能够融入到这,生活中得到关心个集体,学习中收获指导。感谢黄真理主任、姜付仁老师、冯顺新师、兄、李海英师姐、姜莉萍师姐张俊洁师姐、吴赛男师姐、陈昂师兄、陶洁师姐,感谢一大家对我的关心和帮助,起度过的三年是非常美好的回忆。感谢水科院2012级硕士班的全体同学,研究生期间非常开心的就是认识了很多好一一朋友,在此不点名。感谢大家三年来的陪伴和帮助,以及在我遇到困难时的安慰和91 中国水利水电科学研究院学位论文一一劝解,和大家起上课、起活动,让我平日的生活变得丰富多彩。感谢水科院研究生部的各位老师给我们提供了良好的生活和学习环境,为我们组织各种活动丰富课余生活。感谢各位评审及评阅专家百忙之中指导我的论文,谢谢老师们对论文提出的宝贵意见。一还要特别感谢我的家人一,尤其是我的妈妈,我的每步成长背后都是他们如既往的支持,无条件的相信我,不求回报地为我付出,让我能够无忧无虑的成长到今天,只希望自己今后更加努力,不辜负他们的期望。最后再次感谢所有关心帮助我的老师、朋友、家人,希望所有人在今后的生活中更加幸福快乐!王莹2015年5月15日于北京92'