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《河海大学》 2007年
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中华鲟葛洲坝栖息地水力特性研究

杨宇  
【摘要】: 中华鲟是我国重要的珍稀濒危水生动物。由于葛洲坝的修建阻隔了其通向长江上游的通道,使其失去大面积栖息地和关键产卵场。目前中华鲟每年在葛洲坝下到镇江阁约4公里的江段进行自然繁殖。葛洲坝产卵场的水动力学特征是影响中华鲟栖息和产卵的重要环境因子。本文利用野外量测手段和数值模拟方法对中华鲟葛洲坝栖息地水动力学特征进行分析,获得中华鲟栖息以及产卵所需水环境特征。本文的主要研究内容包括: (1)现场调查和资料整理。将声学多普勒流速仪(ADCP)测流应用到中华鲟产卵场的量测中。观测得到产卵场12个断面1204条垂线流速,流速范围为0.16~3.35m/s,最大水深39.5m。 (2)中华鲟流速水深偏好确定。建立中华鲟葛洲坝栖息地三维水动力学模型。该模型基于结构网格有限差分法。利用该模型对栖息地多年的水动力学环境进行模拟。在模拟流场中确定中华鲟在不同的水深流速处出现的频率,分析中华鲟偏好流速和水深值。获得了中华鲟流速水深偏好曲线。中华鲟最适宜的流速为1.3~1.5m/s,水深为9~12m。 (3)中华鲟产卵场的流场特征。选用动能梯度及其增率和断面平均涡强度对中华鲟产卵场进行研究,计算流场中各位置的三个特征值,得到各特征量在产卵场中的空间分布。并通过理论分析、数值分析和相关性分析对这3个特征量进行比较,得出断面平均涡强度是反映中华鲟单位适宜面积卵浓度贡献最敏感的变量。结论表明在产卵期间,中华鲟更喜好掺混较强的水流。这样的水流有利于提高卵的受精率,并有助于受精卵在河床上的散布,从而减小被捕食的机会,增加生存空间。 (4)中华鲟葛洲坝下有效栖息地面积分析。利用水深流速偏好结论,确定中华鲟栖息地的适宜性标准。建立改进的基于IFIM方法的栖息地生境模型,使之适用于中华鲟有效栖息地模拟研究。结果显示流量在15000 m~3/s时有效栖息地面积最大,其最大值为3.47km~2。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TV133

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