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长江水沙情势演变及其鱼类响应机制

李越  
【摘要】:随着社会经济的不断发展,气候变化和人类无节制的对河流进行开发导致河流天然水沙情势发生改变,引起生态的严重退化和生物多样性的丧失。因此,认识河流水资源的开发与河流生态系统之间的关系,尤其是河流水沙过程与河流生态环境之间的矛盾,对于实现长江流域水资源持续开发,维护河流系统的健康发展都具有重要的理论和实践意义。本文主要以长江为研究对象,选取屏山、寸滩、宜昌、汉口和大通站实测水沙数据,讨论河流水沙情势理论及其生态影响;分析近几十年来长江干流水沙时空变化特征,评价长江水沙情势的改变程度;以长江中重要鱼类—中华鲟和四大家鱼为目标种群,评价长江水沙变化对鱼类的影响。研究主要内容及成果如下:(1)基于河流生态系统理论,探讨河流水沙情势及生态效应理论,阐明天然水文情势理论,概括了河流水文特征变量与泥沙变量改变与河流生态系统之间的响应关系,以及河流水沙情势变化对于河流系统中重要鱼类的影响。(2)长江年径流量总体无明显变化,中下游输沙量下降趋势显著;突变点主要出现在水利工程建成蓄水的节点,以三峡水库蓄水最为集中;各水文站年径流量主要存在着14年-18年的主周期变化,输沙量主要存在着20年-24年的主周期变化;年径流量变化主要受降水影响,而输沙量显著减少主要受水库蓄水拦沙、河道采沙和水土保持等人类活动因素共同影响。(3)通过RVA法、DHRAM法和RI法定量评价可得,二滩水电站造成屏山站流量发生中度改变,水土保持工作造成寸滩站流量发生低度改变,三峡蓄水后宜昌、汉口和大通站流量均为低度改变。二滩水电站造成屏山站输沙量发生中度改变,长江上游水土保持工作造成寸滩、宜昌、汉口和大通站输沙量发生中高度改变,2000年后长江各水文站输沙量基本上发生高度、严重改变。(4)采用逐步回归法识别出影响四大家鱼鱼苗径流量的水沙指标主要为流量的逆转次数和年最大值出现时间、输沙量6月份均值;影响中华鲟繁殖群体的水沙指标为流量的1月份均值、年均3日最小值、年最大值出现时间和逆转次数、输沙量的高脉冲次数、年均90日最小值和基流指数。


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