漓江流量调节对典型鱼类生境累积效应及生态流量研究

水库运行改变了河流的水文情势，从而对水生生物的生境以及河流生态系统产生影响。定量分析鱼类生境变化、合理确定维持鱼类一定生境所需的流量一直是水库生态效应研究的重点。本研究围绕典型鱼类生境变化，耦合水力学、生物学和生态学的理论与方法，分析水库运行对目标鱼类的生境的累积效应，提出生态流量过程 。研究拟通过野外监测及室内生理生态实验得出目标鱼类对主要水环境因子的响应关系；建立水动力水质耦合模型和基于模糊数学的鱼类生境模型，并采用遗传算法进行优化；分析水环境带来的生境质量变化及累积效应，依据生境不同恢复目标，提出相应的生态需水过程。本研究以漓江为例，选取光倒刺鲃（Spinibarbus hollandi Oshima）作为目标物种，研究上游水库运行对下游鱼类生境的影响，以及维持不同生境所需的流量过程。研究成果可为河流生态修复及水库生态调度提供理论基础及定量分析方法。

水电开发带来河流水文情势的改变，从而对河流的生态系统产生影响，所以水电开发的生态效应一直是人们所关心的问题。为了定量研究水库运行导致的水环境变化及对下游鱼类栖息地的累积性影响，减弱水库带来的负面生态效应，为河流健康管理提供依据，本论文建立了水库调节下下游河流水环境、鱼类栖息地、河流生态流量过程研究的理论与方法，力求提出既能满足发电效益，又能保护鱼类生境及河流健康的模式。.本研究首先针对研究区域的水文气象、河流断面、水质进行全面的收集整理，建立水动力水质耦合模型。其次，在研究区域进行鱼类资源调查，筛选目标鱼种，通过实验室实验建立鱼类对水环境因子的响应关系。根据响应关系建立基于模糊数学的鱼类栖息地模型，并利用遗传算法对模型进行优化，研究水环境变化与鱼类栖息地变化间的关系。建立鱼类栖息评价指标体系，根据模型模拟研究水库调节对栖息地的影响。结合鱼类生活史及水环境因子季节性变化，根据栖息地不同恢复目标，推求鱼类生态流量过程。在漓江流域，针对为满足枯季通航补水导致的水环境变化，研究水库补水对下游鱼类栖息地的影响。结果显示，水环境模型及鱼类栖息地模型模拟结果与历史数据或实际调查结果吻合度很高，表明建立的生态水力学模型能够对鱼类栖息地进行很好的模拟。栖息地质量评价表明，该河段作为产卵场，水库补水在各典型水文年使得研究河道加权可利用栖息地面积增加，其中丰水年和枯水年增加的面积为有效面积，说明补水对鱼类栖息地带来正面效应，平水年水库补水使得栖息地的联通性显著下降，表明增加的栖息地面积可能无法被鱼类利用。依据生态流量推求方法，综合考虑栖息地评价指标与流量增加的效益，以及漓江流域的水资源短缺状况，推荐80%栖息地面积对应的流量作为生态流量过程。