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《河海大学》 2006年
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基于IFIM方法的河流生态环境模拟研究

英晓明  
【摘要】:以生态环境需水量和生态修复为主的河流生态环境模拟研究是当前河流生态研究的热点。国外在生态环境需水量和生态修复的研究上,已经取得了一定的进展。生态环境需水量计算方法上既有定性的方法如7Q10法和蒙大拿方法,也有定量的方法如栖息地方法等;在河道生态修复的研究上,更加注重多自然河流的建设,采用近自然施工法。而国内在河流生态环境模拟的研究中处于起步探索阶段,对生态环境需水量的研究仍然处在概念和计算方法的确定上,河道生态修复建设的成果也不多。 通过现有文献的分析,本文阐明了研究河道内流量增加方法(IFIM)的重要理论意义和现实意义。IFIM方法是以栖息地模拟为核心,来确定生态环境需水量的方法。栖息地模拟以濒危鱼类或珍贵鱼类为指示物种,确定其适宜生存的可利用面积和流量之间的定量关系。该方法既能保护濒危的或珍贵的水生生物,又为水资源的分配,解决生产用水、生活用水和生态用水之间的矛盾,提供了科学的依据。河道生态修复的目标之一在于恢复水生生物的多样性,为濒危或珍贵物种创造更多的生境。IFIM方法的另一个优点在于它能评价河道生态修复的结果,优化生态修复设计。 本文探讨了生态环境需水量和生态修复的内涵,并对IFIM方法的理论进行了详细的研究。IFIM方法是个理论体系,由许多模块组成,以代表物种为指示生物,模拟水力要素、栖息地适宜性指标和水质指标(包括水温)。体系中现有的水质模型均为一维模型,而火、核电厂冷却水排放产生的温排水,及污染物点源排放产生的浓度场需要用二维模型进行模拟。本文采用有限差分方法,求解二维水质数学模型,模拟点源排放产生的温度场和浓度场,为栖息地分析提供依据。最后,本文利用River_2D模型,建立了中华鲟产卵栖息地和流量之间的定量关系,并对枝桠沉床生态修复技术进行了优化设计。 河流生态环境模拟包含生态和环境两个方面,虽然IFIM方法对两者进行了很好的结合,并在国外有着广泛的应用,但其仍存在一些问题,需要进一步研究。在生态方面,物种种群动力学和流量的关系、食物链和流量的关系有待深入研究;在环境方面,泥沙输送对水生生物的影响也有待进一步研究。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X171

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