中华鲟产卵场水动力特征及鲟卵输移特性研究

论文摘要

中华鲟是我国特有古老珍稀濒危鱼类,由于葛洲坝工程的修建,其洄游通道被完全阻隔,葛洲坝下游成为了其进行自然繁殖的唯一江段。本文采用现场监测、理论分析、数理统计及数值模拟等研究方法,对中华鲟产卵场水动力特征及鲟卵输移特性进行了详细研究,本文的主要工作如下:（1）本文对中华鲟现状及产卵变迁进行了总结和评述,着重回顾了葛洲坝截流以来,许多学者以中华鲟保护为目标而开展的研究工作。（2）葛洲坝产卵场现场监测。通过捕捞鱼卵及仔鱼、食卵鱼调查、回声探测仪调查及双频声纳探测设备调查等方式,获得了2009年中华鲟进行了一次自然繁殖行为,自然繁殖的规模及范围等成果。分析了中华鲟产卵场变迁的原因,主要是葛洲坝下游河势调整及三峡～葛洲坝工程联合调度。（3）研究了中华鲟产卵场水动力特征。利用三维水动力模型及数理统计方法获得了中华鲟自然繁殖期不同产卵场水动力特征。结果表明,中华鲟自然繁殖对水深因素并不非常敏感;两次产卵场在流速大小上有一定的相似性,突出表现在范围主要集中在1.0～1.4m/s的区间段内;两次产卵位置处的涡量均主要集中在小于1.5×10-3s-1的范围之内;不同时期两次产卵场处紊动能在数值大小上有部分的重合区间。（4）中华鲟产卵期有效栖息地面积分析。基于IFIM法原理研究了中华鲟产卵期在来流量较少的形势下,不同栖息地适应性标准所对应的有效栖息地面积关系。结果表明,不同适宜性标准所获得的有效栖息地面积存在一定差异,有效栖息地面积范围在0.241～2.768 km2之间;葛洲坝下泄流量对于保证中华鲟关键栖息地有重要作用。（5）中华鲟卵输移特性研究。基于计算流体力学三维水动力粒子跟踪模型研究了中华鲟卵输移特性,获得了中华鲟卵输移路径,构建了2009年中华鲟自然繁殖位置可能性分级标准并确定了中华鲟自然繁殖位置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.1.1 中华鲟及其产卵场变迁
• 1.1.2 葛洲坝河势调整工程
• 1.1.3 问题的提出
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 栖息地水力学
• 1.2.2 中华鲟栖息地研究进展
• 1.3 研究区域
• 1.4 研究方法及目标
• 第2章 中华鲟自然繁殖现场监测
• 2.1 鱼卵及仔鱼采集
• 2.1.1 采集过程
• 2.1.2 数据分析方法
• 2.1.3 采集结果
• 2.2 食卵鱼调查
• 2.2.1 采样过程
• 2.2.2 数据分析方法
• 2.2.3 采集结果
• 2.3 回声探测仪调查
• 2.3.1 设备原理
• 2.3.2 采集过程
• 2.3.3 数据分析
• 2.3.4 调查结果
• 2.4 DIDSON 调查
• 2.4.1 DIDSON 设备
• 2.4.2 数据采集
• 2.4.3 数据处理方法
• 2.4.4 调查结果
• 2.5 产卵场变迁分析
• 2.5.1 葛洲坝河势调整
• 2.5.2 三峡及葛洲坝调度
• 2.6 本章小结
• 第3章 中华鲟产卵场水动力特性研究
• 3.1 产卵场水动力数值模拟
• 3.1.1 Deflt3D-Flow 基本方程
• 3.1.2 模型构建
• 3.1.3 模型率定
• 3.2 产卵场水动力特性研究
• 3.2.1 产卵场水深特性
• 3.2.2 产卵场流速特性
• 3.2.3 产卵场涡量特性
• 3.2.4 产卵场紊动能特性
• 3.3 本章小结
• 第4章 中华鲟产卵期有效栖息地面积研究
• 4.1 栖息地模拟方法
• 4.1.1 河道内河流量增加法
• 4.1.2 微生境栖息地模拟
• 4.2 栖息地适应性标准分析
• 4.2.1 栖息地适应性标准构建
• 4.2.2 适应性标准对比分析
• 4.3 中华鲟产卵期有效栖息地面积分析
• 4.3.1 三维水动力模型
• 4.3.2 有效栖息地面积研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 中华鲟卵输移特性研究
• 5.1 三维水动力模型
• 5.1.1 三维水动力方程
• 5.1.2 鲟卵输移原理
• 5.1.3 三维水动力模型率定
• 5.1.4 鲟卵输移模拟过程及假定
• 5.2 中华鲟卵输移路径分析
• 5.3 中华鲟产卵场推测
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 本文工作结论
• 6.2 主要创新成果
• 6.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参加科研项目及发表学术论文情况