基于鱼类栖息地模型的洋河流域生态需水研究

发布时间：2020-04-19 21:46

【摘要】：随着我国社会经济的快速发展,城市加速扩张,人类活动加剧,致使河流水生态系统受损和水资源流失的问题愈加凸出。河流生态流量的研究缺乏过程性研究,水生生物生活史与水文过程密切相关。而鱼类生活过程与河流水文节律休戚相关,对于河流生态流量目标的制定具有重要的指示作用。基于指示性生物来确定生态流量,推算出生态需水量能够较好的保障河流生态系统健康。洋河流域是永定河水系上游较大的支流,属人类强干扰区域,作为北京地区的主要水源地,水资源禀赋较差,人类社会用水需求不断增加,忽视了对河流生态系统的健康保护,生态系统退化严重。通过指示性生物对洋河流域开展生态需水研究,为京津冀地区的生态恢复和水资源可持续利用提供理论支撑。本文基于野外原位监测数据,采用统计分析、聚类分析的方法,研究了洋河流域鱼类群落的组成和空间分布特征。通过分析洋河流域优势鱼类物种,结合专家咨询的方法,识别出适宜确定生态流量目标值的土著型目标物种。基于栖息地法通过River 2D模型构建二维水动力模型,根据模型模拟结果研究洋河流域的生态需水。研究表明:(1)与历史监测资料比较,洋河流域鱼类群落减少了4-6种,鱼类生物多样性明显降低;从空间分布上看,洋河流域鱼类形成了两个群落类型:类群I主要分布在洋河流域上游山区,类群II主要分布在洋河流域山区-平原城区过渡区域和平原城市区域;需要在城市化和人类活动过程中,尽力减小对鱼类栖息环境和生态系统的扰动。(2)通过综合分析确定了洋河流域生态流量研究的土著型目标物种拉氏渆和相应研究河段。基于水文数据、河道实测地形数据构建River 2D模型,结合拉氏渆的适宜性曲线,模拟5种不同流量工况下的出口流量符合70%Q_(in)≤Q_(out)≤130%Q_(in)范围,说明模型模拟结果可靠,得到拉氏渆栖息地适宜性面积(Weighted Useable Area,WUA)。(3)以模拟得到最大栖息地适宜性面积WUA的对应流量,来设定洋河流域生态流量的目标值为1.6 m~3/s,推算出拉氏渆产卵敏感期的生态需水量为0.166亿m~3,能够最大限度的保障拉氏渆的生存环境,可以较好地恢复并保护鱼类群落结构和生物多样性,为洋河流域水生生物的恢复和河流生态系统健康保护提供重要理论依据。洋河流域属于强人类干扰区,水生生物退化严重,生态流量难以保障,在实际水文过程中无法时刻保证过水流量处于目标值状态,依据本研究模型模拟拉氏渆的Q-WUA曲线成果,建议以0.4 m~3/s-2.0 m~3/s作为洋河流域生物保障的适宜生态流量过程范围,对应的适宜生态需水量保障范围为0.041亿m~3-0.207亿m~3,为京津冀地区水生生物恢复、生态修复、河流生态流量及生态需水量制定提供关键依据。
【图文】：

技术路线图

2 区域概况与研究方法2 区域概况与研究方法2.1 洋河流域概况2.1.1 地理位置洋河流域，发源于内蒙古自治区乌兰察布市的兴和县和山西省大同市的阳高县，，内蒙古自治区、山西省、河北省，是永定河水系较大的两源之一（图 2-1），属海河图 2-2）。流经怀安县、万全县、张家口市和宣化县，沿线接纳了洪塘河、清水河等，后经下花园区、涿鹿县、怀来县注入官厅水库[18]，是官厅水库的主要水源。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV213.4

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本文编号：2633775