水电梯级开发对长江典型鱼类生态水文条件累积效应及调控机制研究

The impact of hydroelectric projects on river habitat is currently a hot and challenging issue. It is an established fact that fish habitat in Yangtze River has been altered by historical single hydropower project. However, such an impact will be more detrimental in the case of large-scale hydropower cascade exploitation in the upper reaches of the river and its major tributaries. Hence, there is an urgent need to research the cumulative effects of the upstream hydropower cascade developments on the fish habitat in the middle and lower reaches of the river. In this proposed project, we first analyze the superimposed cumulative impacts scenarios of the hydropower cascade developments on the fish habitat. Then, an evaluation for cumulative effects on fish habitat ecohydrological conditions will be implemented. Finally, various flow regulation scenarios will be simulated to assess the effects of different hydropower cascade development on eco-hydrological conditions of key fish spawning season. The scientific theoretical findings and technical data expected from this study will have a great potential for river management and watershed ecosystem assessment.

水电工程对河流生境造成的影响是目前生态水利领域的热点和难点问题之一。长江上游干流及主要支流的大规模水电梯级开发,对已遭受单个水电工程破坏的鱼类生境，将产生更加不利的影响，严重威胁到河流生态安全，迫切需要开展梯级水库群建设对中下游河流鱼类关键繁育期生态水文条件的综合累积效应研究。为有效评估水电梯级开发对中下游鱼类生态水文条件的影响规律，本课题首先系统分析长江上游水电梯级开发对中下游生态水文条件影响情景，其次量化研究梯级水库对鱼类关键繁育期生态流量过程条件累积效应，揭示梯级水库对鱼类关键生育期生态水文条件的叠加和累积效应机理，最后提出调控的目标与措施并评估调控效果，为流域水库梯级生态调度提供重要的技术数据和科学的理论支撑，在河流科学管理与流域生态安全评估中具有重要的应用前景。

水电工程对河流生境造成的影响是目前生态水利领域的热点和难点问题之一。长江上游干流及主要支流的大规模水电梯级开发将进一步影响河流生态安全。本项目主要研究大型水库对长江中下游生态水文条件的累积效应。. 本项目取得的重要研究成果包括：（1）将信息熵理论引入生态水文学领域，提出了大型水利工程对径流序列影响评估方法。选取了长江干流主要水文控制站，量化评估了三峡梯级水库运行对长江径流序列复杂度的空间分布及动态变化特征的影响。（2）以三峡水库下游控制站宜昌站水文系列数据为基础，分析了梯级水库修建后中下游生态水文情势变化规律，重点分析了三峡水库建设对四大家鱼栖息地生态水文过程需求的影响。（3）在分析人类活动影响前即自然条件下四大家鱼对天然自然生境需求的基础上，根据水库修建后生态水文情势改变的程度，提出了针对四大家鱼物种资源保护的三峡水库生态调度目标。（4）建立了梯级水库对下游生态水文情势累积效应评价模型，构建了未受水库调度影响条件下径流过程重建方法，量化评估了水库运行对长江中下游四大家鱼鱼类繁殖期生态水文条件累积效应。（5）基于SWAT模型建立了长江上游水文循环模型，模拟了计算了不同长江上游不同水电开发模式对长江三峡入库流量的影响，以及对长江中下游生态径流过程（最小生态流量、适宜生态流量）的改变程度。. 研究成果丰富了生态水利研究理论和方法，推动了生态水利学科发展，为流域水资源开发利用与生态环境保护提供了科学依据。