中华鲟繁殖需求的生态水力学机制及其生态调度问题的研究

大型水利水电工程运行调度方式作为径流调节的关键手段，其运行调度方案将直接影响大坝上、下游江段水文情势，进而影响水生生物的生长与繁殖。因此，在保证防洪、发电和航运等调度的基础上，根据重要水生生物繁殖的生物学特性，制定合理的调度方案，人工创造重要水生生物繁殖所需水文、水力学条件，将可对水生生物的保护与生境恢复产生良好的作用。.本项研究，以三峡水库为研究对象，确定三峡水库正常运行期间长江珍稀水生生物中华鲟繁殖所需要的水文、水力学条件，采用数值模拟的方法研究工程不同调度方式下水文水力学条件的变化，复核工程调度运行对中华鲟繁殖的影响，初步讨论重现"人造洪峰"保护中华鲟自然繁殖的必要性和可行性。该项研究可减缓长江上游在建及待建的大型水利水电工程对珍稀水生生物繁殖的影响，可为其运行及生态调度方案制定提供依据。

本课题针对水利工程建设运行对中华鲟自然繁殖造成的不利影响，开展中华鲟繁殖需求的生态水力学机制及其生态调度问题研究。研究在中华鲟自然繁殖水动力需求及兼顾中华鲟繁殖的水库生态调度等方面取得了系列成果：（1）通过对多年中华鲟自然繁殖及产卵场水文水动力实测资料收集及分析获得中华鲟自然繁殖对环境因子的需求及相关阈值、主要产卵场分布位置及水域面积。（2）通过数值模拟及数理统计方法得出三峡蓄水至156m后中华鲟产卵位置水动力特性：流速为0.97～1.48m/s、水深为5.47～8.67m、紊动能范围为0.016～0.025m2/s2。（3）建立中华鲟产卵场产卵适合度模型，对比分析得出三峡-葛洲坝运行对中华鲟自然繁殖产生不利影响的主要原因为：大坝阻隔效应；水库调度造成天然河道水文规律的改变；河势调整造成产卵场地形、底质以及流场分布的改变。（4）在得出中华鲟产卵场产卵适合度与水库调度方式响应关系的基础上，建立兼顾中华鲟繁殖需求的生态调度模型，并进行优化求解。本课题首次针对我国珍稀水生物中华鲟保护提出大型水库多目标生态调度模型，在中华鲟自然繁殖与水库调度方式响应关系上提出了一序列有特色的创新成果。系列成果不仅可以为三峡~葛洲坝水库的生态调度方案的制定提供决策支持，还可用于同类大型水利水电工程重要水生生物的保护工作中，同时为有利于河流生态健康发展的水利工程生态调度模式的实现提供基础。