發(fā)布時間：2018-09-01 11:35

【摘要】：在氣候變化和人類活動的雙重影響下,我國水生態(tài)環(huán)境受到嚴重破壞。極端天氣頻發(fā),河道流量不斷減小,河道水質(zhì)不斷惡化,2013我國劣V類水河長比例14.9%,比2012年上升0.6個百分點。在當前變化環(huán)境下,水生態(tài)問題越演越烈,特別是北方河流高達5個月的冰封期,對河道生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響。自1980年至2000年,松花江流域內(nèi)由于降雨較少、水資源過度利用和不合理開發(fā),流域內(nèi)有2條河流發(fā)生過斷流,分別為呼蘭河和螞蟻河,最大斷流長度為50km、65km,占各自河流總長度的0.6%、2.9%,斷流累計天數(shù)為78天和23天。河流斷流及水質(zhì)污染對河道內(nèi)的生態(tài)環(huán)境及其生物多樣性均有較大的負面影響,在此背景下,水生態(tài)逐漸成為我國治水實踐與科學研究的熱點和重難點。我國從上世紀80年代開始針對生態(tài)需水開展系統(tǒng)性的研究,但結(jié)合水生生物棲息地來評估河流生態(tài)需水量的應用仍處在探索階段,特別是北方寒區(qū)冰期易出現(xiàn)“連底凍”現(xiàn)象,對水生生物的生存及河道的生態(tài)系統(tǒng)帶來嚴重影響,使得現(xiàn)有的方法對北方寒區(qū)冰期生態(tài)需水的計算均存在很大的局限性。因此研究我國北方寒區(qū)冰期河道內(nèi)生態(tài)需水,對于河流生態(tài)修復及管理具有重要意義。本文以松花江干流哈爾濱至佳木斯為研究區(qū)域,基于冰封期河道特性和物理棲息地模型,從維持河道內(nèi)代表性物種越冬期生存的角度,對河道內(nèi)生態(tài)流量進行預測分析。主要結(jié)論如下:(1)對1962-2010年松花江干流冰期水文要素進行分析發(fā)現(xiàn):松花江干流哈爾濱、依蘭和佳木斯斷面的多年平均流量均呈現(xiàn)減小趨勢,傾向率分別為-1.816m3/s、-0.2419m3/s、-3.539m3/s;流速同樣呈現(xiàn)減小趨勢,但減小趨勢不明顯;冰蓋厚度的傾向率分別為-0.0329m、-0.0311m、-0.0325m。利用多元非線性回歸模型可以較好的擬合出冰蓋厚度隨積溫、流量和流速的變化趨勢,且模型在納什系數(shù)的檢驗下取得較好的相關性。(2)確定松花江干流不同魚類主要越冬場分布。以PHABSIM模型為基礎,分別以溫水性的雅羅魚和冷水性鰲花魚為代表性物種,對不同流量條件下兩種魚類越冬期有效期棲息地面積進行模擬,確定松花江干流哈爾濱至佳木斯河段鰲花魚和雅羅魚越冬期的棲息地主要分布在距哈爾濱段面下游50-70km、270-280km和390-400km。(3)結(jié)合主要研究河段代表性物種越冬場位置,分別模擬不同流量下鰲花和雅羅魚越冬期棲息地加權可利用棲息地面積變化,依據(jù)相關參數(shù),得出WUA-流量變化關系曲線,確定生態(tài)流量范圍。同時結(jié)合哈爾濱、依蘭和佳木斯站1962-2010年11月至次年3月份多年月平均徑流資料分析,考慮越冬場徑流量的實際情況,將鰲花魚越冬期的最小生態(tài)流量定為300m3/s,雅羅魚越冬期的最小生態(tài)流量定為200m3/s。
[Abstract]:Under the dual influence of climate change and human activities, China's water ecological environment has been seriously damaged. With frequent extreme weather, the river flow is decreasing, and the water quality of the river is deteriorating. In 2013, the proportion of bad V river length in China is 14.9%, which is 0.6 percentage point higher than that in 2012. In the present changing environment, the problem of water ecology is becoming more and more serious, especially the frozen period of up to 5 months in the northern rivers, which has a profound influence on the river ecosystem. From 1980 to 2000, due to less rainfall, excessive utilization and unreasonable exploitation of water resources, two rivers in the Songhua River basin, namely Hulan River and Ant River, were cut off. The maximum cut-off length is 50 km / m ~ (65) km, which accounts for 0.6 ~ 2.9% of the total length of the respective rivers, and the total number of days of disconnection is 78 days and 23 days respectively. The river disconnection and water pollution have a great negative effect on the ecological environment and biodiversity in the river. Under this background, the water ecology has gradually become a hot and difficult point in the practice and scientific research of water control in China. Since 1980s, China has carried out systematic research on ecological water demand, but the application of evaluating river ecological water demand in combination with aquatic habitat is still in the exploratory stage, especially in the cold regions of northern China, which is prone to the phenomenon of "continuous bottom freezing". It has a serious impact on the survival of aquatic organisms and the ecosystem of river channels, which makes the existing methods have great limitations on the calculation of ecological water demand in the cold regions of northern China during the glacial period. Therefore, it is of great significance to study the ecological water demand in the glacial river course in the cold region of northern China for river ecological restoration and management. Taking Harbin to Jiamusi as the main stream of Songhua River as the study area, based on the characteristics of the frozen river and the physical habitat model, the ecological discharge in the river is predicted and analyzed from the point of maintaining the survival of the representative species in the river during the wintering period. The main conclusions are as follows: (1) based on the analysis of the hydrological elements of the Songhua River during the glacial period from 1962 to 2010, it is found that the annual average discharge of the Songhua River mainstream in Harbin, Yilan and Jiamusi sections shows a decreasing trend. The tendency rate of the ice sheet thickness is -0.0329mt / m ~ (-1) -0.0311mN ~ (-1) -0.0311mU ~ (-0.0325m), the tendency of the velocity is also decreasing, but the decreasing trend is not obvious, and the tendency rate is -1.816m3 / s ~ (-1) -0.2419m3 / s ~ (-1) -3.539m3 / s, respectively. By using multivariate nonlinear regression model, the variation trend of ice sheet thickness with accumulated temperature, flow rate and velocity can be well fitted. The model has good correlation under the test of Nash coefficient. (2) the distribution of main overwintering field of different fishes in the main stream of Songhua River is determined. Based on the PHABSIM model, the habitat area of the two species in overwintering period was simulated under different flux conditions, respectively, using the warm water Arrowhead and the cold-water chrysanthemum as the representative species. It is determined that the habitat of Acanthophora and Artemisia in the period of overwintering from Harbin to Jiamusi reaches of Songhua River is mainly distributed in 270-280 km and 390-400 km from the lower reaches of Harbin section. (3) the location of overwintering field of representative species in this section is studied. The changes of habitat area in overwintering period were simulated under different flow conditions. According to the relevant parameters, the relationship curve of WUA- flux was obtained, and the range of ecological flow was determined. At the same time, combining with the average monthly runoff data of Harbin, Yilan and Jiamusi stations from Nov.1962-2010 to March of next year, considering the actual situation of wintering runoff, The minimum ecological flow in overwintering period was determined as 300m3 / s, and the minimum ecological flow in overwintering period of Arrowhead was 200m3 / s.
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X143

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 彭濤;陳曉宏;陳志和;趙長森;;河口生態(tài)需水理論與計算研究進展[J];水資源保護;2010年02期

2 郝少英;;生態(tài)需水理論與方法研究及發(fā)展前景分析[J];山西水利;2011年10期

3 蘇建安;王玲;奚秀梅;任遠景;成海燕;;新疆生態(tài)需水研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2012年17期

4 靳美娟;;生態(tài)需水研究進展及估算方法評述[J];農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報;2013年05期

5 李麗娟,李海濱,王娟;海河流域河道外生態(tài)需水研究[J];海河水利;2002年04期

6 劉桂民,王根緒;我國干旱區(qū)生態(tài)需水若干問題評述[J];冰川凍土;2004年05期

7 徐志俠,陳敏建,董增川;基于生態(tài)系統(tǒng)分析的河道最小生態(tài)需水計算方法研究(Ⅰ)[J];水利水電技術;2004年12期

8 豐華麗,鄭紅星,曹陽;生態(tài)需水計算的理論基礎和方法探析[J];南京曉莊學院學報;2005年05期

9 何永濤,閔慶文,李文華;植被生態(tài)需水研究進展及展望[J];資源科學;2005年04期

10 徐志俠,王浩,陳敏建,唐克旺,王研;基于生態(tài)系統(tǒng)分析的河道最小生態(tài)需水計算方法研究(Ⅱ)[J];水利水電技術;2005年01期

相關會議論文 前10條

1 梁瑞駒;王芳;楊小柳;陳敏建;王浩;;中國西北地區(qū)的生態(tài)需水[A];中國水利學會2000學術年會論文集[C];2000年

2 張麗;李麗娟;;生態(tài)需水研究進展[A];中國地理學會2006年學術年會論文摘要集[C];2006年

3 李麗娟;;我國流域生態(tài)需水的研究進展與展望[A];中國地理學會百年慶典學術論文摘要集[C];2009年

4 賈海峰;謝燕;程聲通;高鵬杰;;生態(tài)需水概念及其辨析[A];2003年全國城市水利學術研討會論文集[C];2003年

5 孫哠;;生態(tài)需水研究進展和存在問題[A];首屆長三角科技論壇——水利生態(tài)修復理論與實踐論文集[C];2004年

6 張麗;董增川;丁大發(fā);;生態(tài)需水研究進展及存在問題[A];建設節(jié)水型社會與現(xiàn)代節(jié)水技術論文及有關材料選編集[C];2004年

7 劉玉萃;郭宗民;趙勇;郜國玉;宋賢明;于慎;;南水北調(diào)中線總干染河南地域生態(tài)探索——生態(tài)需水估算[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（二）[C];2008年

8 楊柳;解建倉;張建龍;趙月望;;基于多目標的河流生態(tài)需水閾值研究[A];陜西省水力發(fā)電工程學會第三屆青年優(yōu)秀科技論文集[C];2013年

9 王高旭;陳敏建;豐華麗;王立群;黃昌碩;;黃河中下游河道生態(tài)需水研究[A];中國水利學會第四屆青年科技論壇論文集[C];2008年

10 尚松浩;胡慶芳;雷志棟;楊詩秀;;新疆額爾齊斯河635水庫至布爾津河段河谷林草生態(tài)需水分析[A];中國水利學會2005學術年會論文集——水環(huán)境保護及生態(tài)修復的研究與實踐[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 賈海峰（清華大學環(huán)境科學工程系 副教授） 張麗 董增川 丁大發(fā) （河海大學業(yè)水資源環(huán)境學院）;生態(tài)到底需要多少水[N];中國水利報;2005年

2 北京師范大學環(huán)境學院水生態(tài)研究所所長博士 孫濤;流域生態(tài)需水研究[N];黃河報;2008年

3 夏軍 孫雪濤 豐華麗 謝平;西部生態(tài)需水問題之我見[N];中國信息報;2003年

4 本報記者 單曉東;中國分區(qū)域生態(tài)需水:創(chuàng)新成就“國際領先”[N];中國水利報;2010年

5 ;中國分區(qū)域生態(tài)需水項目亮點[N];中國水利報;2010年

6 康紹忠;保證生態(tài)需水需要建立新機制[N];中國水利報;2005年

7 記者 徐清華;專家獻策黃河口生態(tài)需水與調(diào)度[N];中國水利報;2008年

8 楊志峰 （北京師范大學環(huán)境學院院長）;城市生態(tài)需水：維系城市發(fā)展的重要因子[N];中國水利報;2007年

9 記者 徐清華;專家獻策黃河河口地區(qū)生態(tài)需水研究[N];黃河報;2008年

10 本報記者 滕繼濮;開辟生態(tài)危機管理的技術途徑[N];科技日報;2010年

相關博士學位論文 前5條

1 梁士奎;閘控河流生態(tài)需水調(diào)控理論方法及應用研究[D];鄭州大學;2016年

2 徐志俠;河道與湖泊生態(tài)需水研究[D];河海大學;2005年

3 劉大慶;基于水循環(huán)模擬的沼澤濕地生態(tài)需水研究[D];大連理工大學;2008年

4 王青杵;山西永定河流域植被建設對土壤侵蝕的影響及生態(tài)需水研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2013年

5 齊悅;大型水庫生態(tài)效應研究[D];吉林大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 李義豪;松花江干流冰期河道內(nèi)生態(tài)需水研究[D];東華大學;2017年

2 劉蕾;東北典型濕地及松遼流域河道內(nèi)生態(tài)需水研究[D];武漢大學;2005年

3 李興德;小流域生態(tài)需水及生態(tài)健康評價研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2012年

4 王法磊;流域生態(tài)需水研究[D];江西師范大學;2010年

5 趙坤元;汾河太原段生態(tài)需水研究[D];山西大學;2012年

6 殷會娟;河流生態(tài)需水及生態(tài)健康評價研究[D];天津大學;2006年

7 張麗;黑河流域下游生態(tài)需水理論與方法研究[D];北京林業(yè)大學;2004年

8 楊軍;水庫生態(tài)需水的研究與應用[D];西南交通大學;2008年

9 黃小敏;鄱陽湖濕地生態(tài)需水研究[D];南昌大學;2011年

10 張曉曉;流域生態(tài)需水理論和生態(tài)需水過程研究[D];天津理工大學;2012年

，

本文編號：2217076