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中华鲟为我国古老的特有珍稀物种,1981年随着葛洲坝工程的修建,其洄游通道被阻断,其主要产卵场被迫由原来长约800km的江段压缩于葛洲坝坝下约4.5km的江段。三峡水利水电枢纽的建设虽然已不存在对中华鲟洄游路径产生阻隔的作用,但相对于葛洲坝水利水电枢纽来说,三峡水库具有更强的流量调节性能,从而会使下游水文水动力环境发生变化。随着上游各大型梯级电站(如金沙江梯级、雅砻江梯级等)的开发将会形成进一步的水文叠加效应,葛洲坝下游的水文水动力条件可能发生根本性的变化。研究大坝运行对中华鲟生存环境尤其是水动力条件的影响,不仅可补充中华鲟繁殖时的水文水动力监测数据,另一方面对中华鲟天然产卵场的修复及重建具有重要的指导性意义,同时还可为水库生态调度提供参考。本文利用理论分析、数理统计与数值模拟相结合的方法,对大坝运行对中华鲟产卵栖息环境影响及修复措施进行了研究分析,主要研究成果如下:(1)通过对鲟鱼类的生活特性、大坝建设对鱼类栖息地的影响以及鱼类栖息地模型的资料搜集及分析研究,获得中华鲟在截流前后的生活特性以及栖息地研究保护现状。(2)在收集整理已有监测资料的基础上,总结分析中华鲟产卵环境多年变化情况,并对中华鲟产卵场影响因子(流速、水深、水温、底质、含沙量等)进行了因子分析,找出三个主因子,其中流速、含沙量及底质主要影响中华鲟卵孵化的条件;水深、流速主要影响中华鲟产卵的条件;水温及食卵鱼数主要影响中华鲟卵存活的条件。(3)三峡蓄水前后(自葛洲坝截流后)中华鲟产卵场水动力特性及有效栖息地面积变化情况分析。利用优化改进后的栖息地适宜性曲线,结合三维水动力模型,模拟三峡蓄水前后(自葛洲坝截流后)中华鲟产卵场的水动力场及适宜性分布情况。结果表明:三峡在对水量的调蓄作用下,其下泄流量(葛洲坝视为径流式电站)与中华鲟有效栖息适宜面积成非常明显的二次函数关系,当流量在15000m3/s时出现峰值。为中华鲟自然繁殖生态调度提供借鉴。(4)葛洲坝厂内调度对中华鲟产卵场水动力特性及有效栖息地面积变化情况分析。利用优化改进后的栖息地适宜性曲线,结合三维水动力模型,模拟葛洲坝厂内不同机组开启工况下中华鲟产卵场的水动力场及适宜性分布情况。研究表明:当下泄流量不满足葛洲坝全电厂机组开启泄流时,应优先考虑开启大江机组。同时在选择开启大江机组的情况下,加大大江机组泄流能力对下游中华鲟有效产卵栖息面积有所改变。当泄流能力增加值在0~200m3/s范围内时,WUA值随泄流能力增加而增加,当泄流能力增加值大于200m3/s时,随着大江机组泄流能力的增加WUA呈下降趋势。(5)修复措施的提出。针对中华鲟产卵栖息地现状并结合水库调度运行情况,一方面可从水库生态调度出发,结合实际来流预报在中华鲟产卵期进行针对中华鲟繁殖需求的水利水电工程生态调度;另一方面,可从改善中华鲟产卵栖息地地形情况出发,以水深浅流速大则降低河床高程、水深大流速小则抬高河床高程的思路,通过开挖或抛投预制结构从而优化中华鲟产卵栖息所适宜底质地形结构的方法改善中华鲟栖息水动力场情况。