长江与嘉陵江交汇区鱼类水力生境指标的分布特征研究

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干支流交汇区是鱼类繁殖生长和洄游迁徙的重要场所,水力生境指标是决定鱼类丰度及分布的关键参数,长江与嘉陵江交汇区受上、下游水电枢纽梯级调度的多重影响,水文条件复杂,水流结构时空演替变化,并将对鱼类水力生境指标分布产生直接影响,但目前针对交汇区鱼类水力生境指标分布特征研究还较为薄弱。开展长江与嘉陵江交汇区鱼类水力生境指标分布特征研究,对完善交汇区四大家鱼生境保护技术具有重要的科学意义,同时在枢纽生态调度和河流生态修复等方面具有重要的实用价值。本文基于数值模拟和理论分析相结合的方法,研究特征汇流比和典型洪水脉冲过程下两江交汇区的水流结构,探讨两江汇流对鱼类水力生境指标分布的影响规律,分析水力生境指标时空分布与洪水过程的响应关系,主要研究成果如下:(1)特征汇流比下,主流沿程靠深槽摆动,在交汇区河段主要形成了流速偏转区、回流分离区和最大流速区。典型洪水脉冲涨水过程中,流速逐渐增大,回流分离区呈狭长椭圆形分布,最大流速区向回流区岸侧移动;落水过程中,流速逐渐减小,分离区回流结构逐渐增强,最大流速区向回流区对岸侧偏移。(2)横向流速梯度Gx沿河宽呈密集条状分布,由深槽至两岸边滩逐渐增大,Gx最大值位于岸壁处;垂向流速梯度Gy沿水深方向呈“水面小,河底大”分布。涨水过程中,Gx密集变化区逐渐向边滩处扩展,Gy较大值区逐渐向河底处偏移;落水过程中,Gx变化密集区逐渐向边滩处减小,Gy较大值区逐渐向水面增加。(3)动能梯度M是流速梯度G的能量表现形式,M较大时,鱼类耗能越大,将不利于鱼类生长繁殖,适宜鱼类的区域在交汇区的深槽与边滩之间相互转换。(4)无量纲综合指标大于0.8的区域适宜鱼类生长繁殖。流速适宜度Su大于0.8的区域基本分布在干流段主流区,Su随涨水过程向边滩处增大,随落水过程减小。水深适宜度SD大于0.8的区域主要分布于深槽中下层和边滩中上层,随涨水过程向河底偏移,随落水过程偏向水面。栖息地适宜指数SH综合Su与SD的分布后,SH大于0.8的区域随涨水过程由边滩向深槽发展,并靠向河底及边滩;随落水过程由深槽向对侧边滩发展,并向水面移动。
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