【摘要】：在氣候變化和人類活動(dòng)的雙重影響下,我國(guó)水生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)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(guó)劣V類水河長(zhǎng)比例14.9%,比2012年上升0.6個(gè)百分點(diǎn)。在當(dāng)前變化環(huán)境下,水生態(tài)問(wèn)題越演越烈,特別是北方河流高達(dá)5個(gè)月的冰封期,對(duì)河道生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)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(guò)度利用和不合理開(kāi)發(fā),流域內(nèi)有2條河流發(fā)生過(guò)斷流,分別為呼蘭河和螞蟻河,最大斷流長(zhǎng)度為50km、65km,占各自河流總長(zhǎng)度的0.6%、2.9%,斷流累計(jì)天數(shù)為78天和23天。河流斷流及水質(zhì)污染對(duì)河道內(nèi)的生態(tài)環(huán)境及其生物多樣性均有較大的負(fù)面影響,在此背景下,水生態(tài)逐漸成為我國(guó)治水實(shí)踐與科學(xué)研究的熱點(diǎn)和重難點(diǎn)。我國(guó)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始針對(duì)生態(tài)需水開(kāi)展系統(tǒng)性的研究,但結(jié)合水生生物棲息地來(lái)評(píng)估河流生態(tài)需水量的應(yīng)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(duì)水生生物的生存及河道的生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重影響,使得現(xiàn)有的方法對(duì)北方寒區(qū)冰期生態(tài)需水的計(jì)算均存在很大的局限性。因此研究我國(guó)北方寒區(qū)冰期河道內(nèi)生態(tài)需水,對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)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?xiàng)⒌啬Ｐ?從維持河道內(nèi)代表性物種越冬期生存的角度,對(duì)河道內(nèi)生態(tài)流量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。主要結(jié)論如下:(1)對(duì)1962-2010年松花江干流冰期水文要素進(jìn)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(shì),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(shì),但減小趨勢(shì)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(shì),且模型在納什系數(shù)的檢驗(yàn)下取得較好的相關(guān)性。(2)確定松花江干流不同魚(yú)類主要越冬場(chǎng)分布。以PHABSIM模型為基礎(chǔ),分別以溫水性的雅羅魚(yú)和冷水性鰲花魚(yú)為代表性物種,對(duì)不同流量條件下兩種魚(yú)類越冬期有效期棲息地面積進(jìn)行模擬,確定松花江干流哈爾濱至佳木斯河段鰲花魚(yú)和雅羅魚(yú)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(chǎng)位置,分別模擬不同流量下鰲花和雅羅魚(yú)越冬期棲息地加權(quán)可利用棲息地面積變化,依據(jù)相關(guān)參數(shù),得出WUA-流量變化關(guān)系曲線,確定生態(tài)流量范圍。同時(shí)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(chǎng)徑流量的實(shí)際情況,將鰲花魚(yú)越冬期的最小生態(tài)流量定為300m3/s,雅羅魚(yú)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(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X143

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本文編號(hào)：2217076