弯道鱼类产卵场水力生境指标的空间分布

弯道鱼类产卵场是鱼类栖息地中重要且敏感的场所,基于三维水流数值模拟,以长江流域中的重要经济鱼类四大家鱼为代表,开展弯道鱼类产卵场水力生境指标的空间分布研究。结果表明：(1)弯道断面水面至水底方向,流速减小,最小流速接近0.19 m/s。弯道凹岸侧的流速适宜度S_u随水深的增加先增大后减小,凸岸侧下游出口段S_u较为稳定。(2)横向流速沿横向梯度G_yy与纵向流速沿垂向梯度G_xz在凸岸均沿程先增大后减小再增大,在河心先增大后减小。(3)凸岸的弯道前半段断面上,平均涡量Ω的增加速度随流量增加而加快,后半段断面Ω的增加速度趋于平缓,河心与凹岸Ω的增加速度均随流量的增加而加快。(4)弯道中的大部分区域较适宜鱼类产卵,流量较小时,中水层更适宜鱼类产卵,鱼类在流量较大的情况下偏好选择高水层产卵。     

建溪防洪堤建设对鱼类产卵场的影响研究

本文研究了防洪堤建设项目环境影响评价中人们经常忽视但又很突出的鱼类产卵场保护问题,提出了相关技术措施和建议。     

水电站减水河段鱼类生境需求的水力参数

本文对雅砻江锦屏二级减水河段，依据国外提出的Tennent法、R2Cross法中对水力生境参数描述，以及相关冷水鱼大西洋鲑和褐鳟产卵期对水力生境参数的报导，结合该河段鱼类生境的具体情况，对目标鱼类的水力生境需求问题进行了探讨。确定了河段鱼类生境需求的流速、水深、水面宽、湿周、水温等水力参数。为确定鱼类生境需求的水力参数进行了探索性的工作。     

正挑丁坝区鱼类栖息地水力生境指标分布特征数值模拟

丁坝区鱼类栖息地研究对河流生态保护具有重要意义,基于三维水流数学模型,探讨了正挑丁坝区鱼类栖息地水力生境指标的分布特征,结果表明：（1）水流流速随弗劳德数Fr的增大而增大,坝后回流区宽度逐渐减小,主流区沿程从急变流变为渐变流,并逐渐恢复为均匀流;（2）主流区和回流区流速梯度G较小,G>2的区域主要集中在水槽左右两岸和丁坝坝头附近,横断面上G随弗劳德数Fr的增大而减小;（3）丁坝上游至下游剖面动能梯度M的分布特征与G相似,M高值区出现在水槽右岸及坝头附近相对槽宽B⁺=0.25～0.40区段,但水槽左岸的M值较小且沿程变化不大;（4）丁坝上游流速适宜度S_u随Fr的增大而减小,丁坝和丁坝下游断面S_u随Fr的增大而增大;丁坝下游回流区的S_u较小,一般不超过0.3,而主流区的S_u可能超过0.8,表明该区域鱼类产卵栖息条件较好。研究结果可为丁坝区鱼类资源保护和生态航道工程建设提供参考。     

孤山电站对库区鱼类产卵场水文情势的影响研究

汉江孤山水电站建成后,库区水文情势将发生变化,对库区的鱼类资源产生一定影响。采用一维水动力模型模拟了孤山水电站建库前后库区河段水文情势,并根据模拟结果分析了白河、将军河河口产漂流性卵鱼类产卵场的水文情势变化情况。结果表明,孤山电站建成运行后,库区河段日均水位、水面宽均有不同程度的增加,流速总体由库尾至坝前逐渐减小;白河、将军河河口断面水位分别抬高7,15 m,流速分别降低至0.11~0.14,0.08~0.09 m/s,水面宽分别增加33~49,104~150 m,鱼类产卵场水文情势变化明显。根据当地鱼类的产卵条件分析可知,鱼类产卵场生态环境将受到较大影响,鱼类产卵规模和效果将大幅降低。因此,水库建成后,应采取相应的措施保护当地的鱼类资源。     

基于数值模拟的清泥河鱼类水力生境评价

以清泥河生态修复重要节点双龙湖为模拟区域,建立了二维水动力模型,选取重现期10 a的洪水过程线为上游流量入流边界,模拟了双龙湖在该过程下的流场情况。根据《清泥河水生态状况调查研究报告》,以子陵吻■虎鱼为评价对象,以流速与水深为评价指标,利用模糊综合评价方法评价了双龙湖在洪水历时为0%、6%、12%、24%、48%时刻的水力生境适宜性,通过分析可知子陵吻■虎鱼适宜流量为59.70 m~3/s,在该流量下区域水力生境适应性程度最高。     

考虑鱼类产卵场健康的生态需水核算 ——以西江东塔产卵场为例

产卵场是鱼类栖息地中敏感场所,具有特殊的水文水动力特征,对鱼类自然繁殖有重要的生态学意义。为有效缓解家鱼资源衰退趋势,开展针对四大家鱼自然繁殖的生态需水核算研究,保障家鱼繁殖的用水需求是一种有效的方法。首次以西江段东塔产卵场为研究区域、四大家鱼为目标物种,构建研究区水动力特征指标适宜性曲线,采用二维河流水动力学模型River2D,模拟不同流量下流速和水深等因素对鱼类产卵场的影响,建立流量与四大家鱼栖息地权重可用面积变化的关系,从而确定研究区生态需水量。研究结果表明:基于20种流量工况(1 000～20 000 m~3/s)模拟结果显示,东塔产卵场最大权重可用面积为101 935.48 m~2,适宜权重可用面积对应的生态需水量为10 277.54～12 546.61 m~3/s,该值可作为四大家鱼产卵期的生态需水峰值。基于历史月平均流量工况模拟结果显示,东塔产卵场1—12月可利用加权面积最小值对应的流量分别为:1 339.67、1 256.53、1 361.93、2 126.09、4 057.10、6 202.66、6 734.19、5 316.12、3 092.66、1 680.32、1 234.40、1 168.32 m~3/s,该系列值可作为维持东塔产卵场功能的最小生态需水量。利用维持四大家鱼产卵场健康确定河道生态需水量有利于鱼类种质资源的提高,在维持生物多样性乃至对整个生态系统具有重要的生态学意义。     

大伙房水库下游鱼类产卵场生境要素及环境适宜性评价分析

文章以大伙房水库为例,通过对其下游产卵场生境要素进行水动力学模拟,建立单位面积上鱼类产卵浓度与区域水平涡量之间的经验关系,构建适用于河流鱼类栖息地适宜性评价模型,对其环境适宜性进行综合定量评价。研究成果对于水库下游鱼类的生态保护具有重要参考意义。     

南水北调工程通水效益指标体系初步研究

南水北调工程是党中央决策建设的重大战略性基础设施,是我国“四横三纵”国家骨干水网的重要组成部分,是解决我国北方水资源严重短缺问题的特大基础性设施。南水北调东中线一期工程连续平稳运行近10 a,在优化水资源配置、缓解北方地区缺水形势、保障经济社会可持续发展等方面发挥效益明显。在充分总结分析国内相关学者就其工程影响和效益进行了多方面、多层次的分析与研究的基础上,结合南水北调工程的区域特点、工程特点以及各受水区的水资源利用情况,从社会、经济、生态3个方面初步研究南水北调工程通水效益基础指标,为搭建科学合理的指标体系作参考。     

渗灌管水力计算方法初步研究

合理准确的水力设计是发展渗灌应解决的核心技术问题。依据恒定流基本方程 ,采用分流态分管段的方法 ,建立了渗灌管水力模型 ,取得了渗灌管水力计算的一种理论方法。实测值和计算结果接近 ,具有重要的实用价值     

水资源评价指标体系初探

从水资源的基本特点出发，对水资源评价原则，方法和水资源的数量，质量，开发利用及管理等方面的评价指标进行了初步探讨，对一些需要进一步探索的问题提出了建议。     

鱼类栖息地环境评价指标体系初探

根据鱼类洄游、产卵和越冬等生命周期中的水环境状况、水文情势、水动力特性及地形特征等要素将影响鱼类栖息地的若干指标分成水质指标、水文学指标、水力学指标及河流地形指标。并通过分析各项指标的生态学意义,筛选出其中若干与鱼类生活、繁殖相关的评价指标。最终建立了包含目标层、要素层、特征层和指标层4个层次的鱼类栖息地环境评价指标体系,该体系以保护鱼类栖息地为目标,包含4类要素、13类特征共46项指标,可为河流栖息地评价及鱼类保护提供重要依据。     

中华鲟产卵场的三维水流特性分析

中华鲟面临严重的种群资源问题,明确中华鲟产卵场的水流特性可为产卵场修复和自然种群挽救提供更准确合理的技术参数。研究运用流体力学软件Fluent模拟葛洲坝坝下中华鲟产卵场产卵时期的三维水流过程,分析流速、涡量、湍动能等水力学参数在产卵场不同功能区内的变化规律和取值范围。结果表明:不同功能区水力学参数的取值范围不同,对比各取值范围发现底层流速基本满足产卵受精区播卵区着卵孵化区,而播卵区的流速垂向变化幅度总体大于产卵受精区;涡量基本满足播卵区产卵受精区着卵孵化区;湍动激烈区基本位于水体的上中层,底层湍动能在各功能区变化不大,特别是着卵孵化区的湍动能没有明显区别于播卵区。葛洲坝坝下产卵场水流状况不是特别有利于中华鲟卵的受精散播和附着孵化,为了进一步明确中华鲟产卵繁殖的水流特性,需要继续开展大量的模拟、对比分析工作。     

生态型鱼巢砖水力特性研究

生态型鱼巢砖是一种新型的河道护岸构件,本文以它的水力特性为研究对象,根据几种常见鱼类的水流习性提出了鱼巢砖的基本结构尺寸,然后通过模型试验和数值计算分析了鱼巢砖的三种连接形式在不同主槽流速下的流场分布以及它们各自不同的适用性。两种研究方法的成果基本一致,从水力特性方面说明这种鱼巢砖能够为鱼类提供一个安全的避难场所,有助于河道生物多样性的保护,也为鱼巢砖以后进一步的体型优化和推广应用提供了理论基础。     

永庆水库仿自然过鱼通道水力学特性研

调查了永庆水库库区珍惜保护鱼类,给出了该水库过鱼设施流动指标。通过交错石块式仿自然过鱼通道局部水工模型试验,研究了交错石块式仿自然过鱼通道内的水力学特性,总结分析了模型试验结果。分析论证表明：该交错石块式仿自然通道可满足永庆水库目标鱼类的洄游需求,为仿自然过鱼通道的设计和研究提供了依据。     

涉河项目防洪安全评价指标体系初步研究

为了将防洪评价工作标准化、定量化和规范化,以建立涉河工程的防洪评价指标体系。针对目前岸线开发利用与河道管理现状,在总结大量涉河项目防洪评价的基础上,分目标层、准则层和指标层建立了包括河势稳定、行洪畅通、防洪工程安全、防洪标准、水利规划及其他影响6个方面共21个指标的涉河项目防洪安全评价指标体系,给出了相应指标的赋值标准。采用模糊评价和层次分析相结合的方法,建立了防洪安全指标层次结构模型,可得到能够反映涉河项目防洪安全度的综合评价指数,并结合工程实例验证了该方法体系的适用性。     

竖缝式鱼道水力特性与鱼类运动特性相关性分析

竖缝式鱼道(Vertical Slot Fishway,VSF)作为一种协助上溯性鱼类恢复其洄游通道的生态补偿措施,受到广泛关注。其过鱼效果与VSF的水力特性和鱼类的游泳运动能力密切相关。因而,良好的VSF设计应保证池室内的水力特性与过鱼对象的游泳运动能力相适宜。本文选取上溯性鱼类鳙鱼和草鱼为研究对象,将VSF池室内水力因子空间分布与鱼类运动轨迹相叠加,定量分析了鳙鱼和草鱼在上溯过程中的运动特性、水力偏好以及鱼类运动轨迹与特定水力因子的相关程度。试验结果表明:在流量为0.135 m3/s的VSF池室内,两种鱼喜好在紊动能为0.02~0.035 m2/s2、流速为0.16~0.4 m/s、紊动耗散率为0.02~0.04 m2/s3、应变率为2~3.5 s-1的范围内运动。鳙鱼和草鱼在不同水力区域内的上溯时间与紊动能、流速相关性较大;水流流速矢量体现鱼的趋流特性,决定了鱼的上溯方向,而对于局部空间内鱼的游泳运动行为,紊动能可能是影响更直接的水力因子。     

发丝滴头水力性能试验研究

在试验室内对发丝滴头进行了自由出流的水力性能试验,试验结果表明:发丝滴头出流流量与工作压力、发丝管长度、发丝管直径和发丝管缠绕直径有关,并根据试验结果,分析拟合出了发丝滴头新出流公式,同时计算了发丝滴头流量偏差率和制造偏差系数,表明试验用发丝滴头制造质量较好。并对发丝滴头进行了升降压试验,结果表明,在升降压过程中,发丝滴头出流量稍有变化,升压过程均匀度好于降压过程。     

水工特细砂混凝土性能试验

结合水电工程,对水工特细砂混凝土的力学、耐久以及热学等性能进行了系统的试验研究,结果表明:水工特细砂混凝土的收缩变形较小,抗渗及抗冲磨能力较强,绝热温升较低;不足之处在于早期强度较低,弹强比较高,极限拉伸值较低。     

雄安新区城市水环境指标体系构建初探

城市水环境指标体系的建立与优化,对雄安新区的水环境建设具有重要的指导作用.通过总结前人成果经验及雄安新区的地域特点,从水环境本身特征和对社会民众的服务作用两个方面提出可用于城市水环境评价的指标体系,包括水文、水质、水系结构、水生态和社会服务功能等五大类26项指标,并结合实际调研及相关标准导则设置了相应指标的合理阈值,全面讨论了指标体系构建的理论基础、设置原则及计算方法.