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河流生态需水与调控实践:模拟中华鲟和四大家鱼产卵场栖息地

时间:2023-11-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5-17中华鲟产卵期流量与WUA关系曲线5.3.3.2四大家鱼产卵场栖息地模拟本小节采用Phabsim软件分析四大家鱼产卵场栖息地可利用面积与流量之间关系。

河流生态需水与调控实践:模拟中华鲟和四大家鱼产卵场栖息地

5.3.3.1 中华鲟产卵场栖息地模拟

小节研究江段为长江葛洲坝-宜昌水文站江段,其江宽约1km,最大水深为40m,大部分水域深度小于30m,符合浅水方程要求。水力模拟模型中上边界为葛洲坝,流量边界条件,模型下边界为宜昌站水文断面,为水位边界条件。选取具有代表性流量作为模拟流量,分别为4000m3/s、5000m3/s、7500m3/s、10000m3/s、12500m3/s、15000m3/s、17500m3/s、20000m3/s、30000m3/s和40000m3/s 10个工况进行模拟。

参考相关文献,糙率n=0.025,河道粗糙高度Ks取0.02,其他参数取默认值,模型率定采用2004年的实测数据。其实测流量和水位关系分别为:①2004.11.12:流量11000m3/s,水位41.53m;②2004.11.16:流量10500m3/s,水位41.10m;③2004.11.23:流量7990m3/s,水位39.61m。水力模型率定后,结合中华鲟产卵栖息地指标适宜性标准,采用River2D软件可以方便地计算出给定流量下中华鲟产卵栖息地的可用面积WUA,其中栖息地组合适宜性指标采用乘积公式进行计算,其计算公式见第3章公式3-26,则不同工况流量下的有效栖息地面积计算结果见表5-18。

表5-18 中华鲟产卵期流量与WUA关系

根据表5-18计算结果,绘制中华鲟产卵期流量与WUA关系曲线,见图5-17。根据曲线可知,当流量达到12500m3/s时,中华鲟产卵达到最大有效栖息地面积;在5000~12500m3/s时,随着流量增加,加权可利用栖息地面积迅速增加,达到最大面积0.95km2;随着流量增大,中华鲟产卵可利用栖息地面积开始减少。可见,中华鲟产卵期适宜环境流量为10000~15000m3/s,最适宜环境流量为12500m3/s,该流量可为保护中华鲟产卵繁殖采取生态调度措施提供参考依据。

图5-17 中华鲟产卵期流量与WUA关系曲线

5.3.3.2 四大家鱼产卵场栖息地模拟(www.xing528.com)

本小节采用Phabsim软件分析四大家鱼产卵场栖息地可利用面积与流量之间关系。模拟江段共设17个断面,间距不等,平均间距约为1000m。首先根据历史流量资料选取四大家鱼产卵期4月下旬至7月上旬代表性流量,以2004年4月30日流量7430m3/s、2004年5月30日流量15000m3/s和2004年6月20日流量27100m3/s的实测流量作为低、中、高水平的校正流量,另外取5000m3/s、7500m3/s、10000m3/s、15000m3/s、20000m3/s、30000m3/s、35000m3/s作为模拟流量。

水力模拟计算中,糙率n值取0.025,河床坡降取0.0002,只考虑流速和水深,而不考虑底质。根据水文模型(WSL、Velocity)中所预测到的深度及速度与生境适宜性曲线上所描述的深度、速度适宜性曲线结合起来,对每个流量下模型的WUA都进行了计算,最终得加权可利用面积和流量的关系见表5-19。

表5-19 四大家鱼产卵期流量与WUA关系

根据表5-19计算结果,绘制四大家鱼产卵期流量与WUA关系曲线,见图5-18。根据曲线可知,当流量达到10000m3/s时,四大家鱼产卵达到最大有效栖息地面积;在5000~10000m3/s时,随着流量增加,加权可利用栖息地面积迅速增加,达到最大面积9.1km2;随着流量增大,四大家鱼产卵可利用栖息地面积开始减少。可见,四大家鱼产卵期适宜环境流量为7500~12500m3/s,最适宜环境流量为10000m3/s,该流量可为保护四大家鱼产卵繁殖采取生态调度措施提供参考依据。

图5-18 四大家鱼产卵期流量与WUA关系曲线

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