葛洲坝船闸过鱼时空特性研究

于2013年4月、6月及8月，在葛洲坝一、二号船闸上下闸首断面及闸室内，利用DIDSON声纳定点探测方法，对船闸上下行鱼类数量进行探测记录，并同步进行水质水动力现场监测，研究船闸过鱼现状及规律。结果表明：船闸天然情况下存在一定过鱼能力，附加一定的改进措施，船闸可能成为通航与过鱼功能合一的新型过鱼建筑物。船闸过鱼存在一定的昼夜节律，鱼类在夜晚时段表现的更为活跃，且在不同季节有选择相对适宜温度活动的趋势，而两船闸间下闸首天然鱼类通过量无显著差异。6月由于水温条件适合，且处于禁渔期末，鱼类大量繁殖，过鱼数量最大，4月及8月过高及过低的水温均不利于家鱼繁殖，过鱼相对较少，且均值比较无显著差异，另外不同月份水位流速变动可能对过鱼量造成一定影响。一号二号船闸的鱼类上闸首通过率分别为21%及42%     

基于水力学条件的江家口坝下集诱鱼进口流场研究

建设过鱼设施是减缓河流大坝修建对鱼类不利影响的重要措施。本文以江家口坝址至坝下580 m处的河段为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型,根据工程的水文情势选用典型工况对坝下流场进行分析,探究不同工况下鱼类可能的上溯路径。结果表明:主流流量在5.40～40.74 m~3/s,集诱鱼流量在2.50 m~3/s情况下,主流受集诱鱼进口流量约束,将偏向右岸往下游流动。在仅考虑2号机组下泄17.67 m~3/s流量下,河道存在目标鱼类洄游的上溯路线,距集诱鱼进口30～100 m处,河道中间满足鱼类适宜流速和水深,鱼类将沿着河道中间洄游;距集诱鱼进口0～30 m处,右岸流速逐渐升高并成为鱼类适宜流速,鱼类将从右岸洄游并最终到达集诱鱼进口;集诱鱼进口处,右岸水深高于中间水深约10%～40%,高于左岸水深90%～170%,集诱鱼进口处的高水深将有利于鱼类进入。对于"T"形集诱鱼进口汇流,集诱鱼流量占12%左右能产生较好的集诱鱼进口水力学特征。研究成果可为集诱鱼进口处鱼类上溯提供参考依据。     

基于水力学条件的江家口坝#br# 下集诱鱼进口流场研究

建设过鱼设施是减缓河流大坝修建对鱼类不利影响的重要措施。本文以江家口坝址至坝下580 m处的河段为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型,根据工程的水文情势选用典型工况对坝下流场进行分析,探究不同工况下鱼类可能的上溯路径。结果表明：主流流量在5.40~40.74 m3/s,集诱鱼流量在2.50 m3/s情况下,主流受集诱鱼进口流量约束,将偏向右岸往下游流动。在仅考虑2号机组下泄17.67 m3/s流量下,河道存在目标鱼类洄游的上溯路线,距集诱鱼进口30～100 m处,河道中间满足鱼类适宜流速和水深,鱼类将沿着河道中间洄游;距集诱鱼进口0～30 m处,右岸流速逐渐升高并成为鱼类适宜流速,鱼类将从右岸洄游并最终到达集诱鱼进口;集诱鱼进口处,右岸水深高于中间水深约10%～40%,高于左岸水深90%～170%,集诱鱼进口处的高水深将有利于鱼类进入。对于“T”形集诱鱼进口汇流,集诱鱼流量占12%左右能产生较好的集诱鱼进口水力学特征。研究成果可为集诱鱼进口处鱼类上溯提供参考依据。     

水电背景的鱼类救护工程与投资回报:中国鱼类资源前景堪忧

随着我国水电事业的飞速发展,鱼类资源正面临着极大的威胁,鱼类救护工程越来越受到重视。从增殖放流、过鱼设施、栖息地保护等三个鱼类救护工程的角度,浅谈了我国鱼类救护工程的现状:增殖放流工程备受关注,放流规模与投入资金大幅度上升,但实际效果不够突出;过鱼设施建设近年来呈快速发展态势,初期监测过鱼效果较好,但是否达到设计要求尚无定论,缺乏过鱼效果评价的科学体系且相关管理法规不到位;鱼类栖息地保护工程开始被重视,在研究尝试之后已经取得一定的效果。建议相关部门审慎对待对增殖放流的投入、加强放流鱼种鱼苗及实际效果的研究评估;增加过鱼设施投入资金并加强过鱼设施的建设和研究,完善实际过鱼效果评估方法,加大鱼道运营管理执法力度;加大对栖息地保护方式的研究投入,使被破坏的鱼类栖息地得到恢复。     

鱼类游泳能力研究进展

对鱼类游泳能力及其游泳状态下的生态行为研究,可以为水利水电工程过鱼、拦鱼和诱鱼等设施的设计提供依据,保证其水电工程储能设施能够发挥较大的功能。对鱼类的游泳类型及游泳能力的评价指标进行了总结,介绍了目前国内外鱼类游泳能力及行为的研究方法,并和自行设计的鱼类游泳能力装置进行了比较;从洄游鱼道设计的角度,综述了国外已有的鱼类游泳能力评价模型,主要包括最优游泳速度模型,最大游泳速度模型,跳跃高度模型及游泳耐力模型,可为鱼道设计提供关键参数。最后简述了鱼类游泳能力在鱼道设计的应用及主要的研究趋势,旨在为鱼类游泳能力相关研究及水利水电过鱼设施的设计与建设提供一定基础资料,从而促进我国生态系统的平衡和物种多样化的保护。     

基于葛洲坝1号船闸模型的水流诱鱼试验研究

以鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)为研究对象,在自制的葛洲坝船闸模型中,研究水流诱导鱼类进入船闸的技术。诱鱼效果采用鱼平均聚集率(P)、诱集效率指数(I)、通过闸门频次(f)和上下游停留时间比(Tr)作为评价指标。研究结果表明:适当范围的水流流速对诱导鱼类进入船闸有一定的诱集作用。当闸门断面平均流速为0.45 m/s时,诱集效率最高,此时鱼类在船闸两侧区域平均聚集率和诱集效率指数最大,通过闸门频次最高;当水流流速为0 m/s(对照组)时,鱼类的活动规律不明显;当水流速度大于0 m/s且小于0.45 m/s时,鱼群聚集中心主要集中闸门内高流速区域;当流速超过0.45m/s后,逐渐增大时,鱼类进入船闸的频率呈下降趋势,鱼群聚集中心主要集中在闸门下游侧流速较稳定的区域;当流速超过0.75 m/s后,鱼类的顶流行为逐渐减弱,不再呈现向闸门聚集的趋势,出现逃逸行为。通过本研究,为鱼类行为学的研究提供基础数据,同时为中低水头水利枢纽船闸与鱼道结合的可行性研究提供参考依据。     

流量变化与齐口裂腹鱼产卵场栖息地生境指标的响应关系

流量变化与栖息地环境响应关系研究可以为河流生态建设及河流健康评价与修复提供理论依据,目前国内对此问题的研究通常是将加权可利用面积(WUA)作为栖息地环境的主要评判依据,据此判断最适宜的生态流量,而影响栖息地优劣的因素除了考虑有效栖息地面积外,还应包括栖息地的大小、形状、适应性、连通性及破碎性等指标。以大渡河金川坝址下游的复兴村及李家河坝产卵场为例,以山区河流较具有代表性的优势种群齐口裂腹鱼为研究对象,基于IFIM法对研究河段进行栖息地二维计算,分析不同流量下齐口裂腹鱼产卵场栖息地的适应性指数、破碎性指数、连通性指数,研究发现随流量增大三个产卵场生境指标均呈现出先增大至某一峰值然后逐渐减小的变化趋势。这一结果可为流量变化与生境响应关系研究的发展提供一定实践基础,同时可为以齐口裂腹鱼为优势种的山区河流鱼类栖息地的健康判断及恢复提供理论依据。     

基于过鱼效果评估的涵洞鱼道堰式挡板性能研究与分析

为研究涵洞式鱼道的内部结构对鱼道水力特性和过鱼性能的影响,利用FishXing软件对江西昌栗高速公路涵洞的过鱼障碍进行了预测与评估,并针对评估结果提出了涵洞内部结构的水力特性优化方案。改造后的涵洞鱼道监测数据证实,通过在内部铺设高低相间的堰式挡板系统,能够将涵洞池室内的水流速度相对平滑涵洞提升约30%,同时相邻池室间的水位差也整体下降。不同体积流量下涵洞鱼道过鱼效果的RFID(Radio Frequency Identification)射频识别结果显示,草鱼的成功通过率要明显高于鲫和鲤,其值分别为50%,26. 41%和7. 6%;涵洞的水流流量由0. 378 m3/s增至0. 429 m3/s,草鱼上行至涵洞上游入口处的平均所需时间和最短时间均有一定幅度的下降,而鲫平均消耗时间则延长了35. 15%,同时草鱼和鲫的折返率也有小幅上升。     

基于鱼类生物完整性的金沙江黑水河健康评估及修复模式探讨

为评估金沙江下游重要替代生境黑水河受人为干扰的实际情况,以2016～2018年金沙江下游黑水河鱼类资源连续调查数据,分析了渔获物种群结构及多样性特征,构建了基于鱼类生物完整性指数的评价体系。研究表明:群落中存在红尾副鳅(IRI=6 370)、横纹南鳅(IRI=2 418)、短须裂腹鱼(IRI=1 285)、前鳍高原鳅(IRI=788)和贝氏高原鳅(IRI=715)等9种优势种,特有物种占比较高,华西区和华南区鱼类区系存在度较高。确定了鱼类总种类数、鲤科鱼类物种数百分比、植食性鱼类个体百分比、杂食性鱼类个体百分比等4个主评指标;黑水河生物完整性保存较差,河流中下游及河口江段生态健康状况优于其他江段,在河流内部源头和中上游完整性指数处于差等级。评价结论与人工采砂、过度捕捞、引水式水电开发等实际人为干扰相吻合,以鱼类为指示物种实施了人工增殖放流、流域禁渔、拆除老木河闸坝、河道内栖息地改善、下泄流量监控等一系列水生态系统恢复和保护实践,长期开展监测与评估可验证黑水河鱼类栖息地生态修复工程的适应性效果。     

珠江大藤峡工程蓄水初期对鱼类生物完整性的影响与减缓对策

鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价是进行河流生态系统健康评估的重要基础，也是开展河流生态修复的前提条件。为探究珠江流域大藤峡水利枢纽工程影响水域鱼类资源和栖息生境受人为干扰的影响情况，基于2020～2021年鱼类资源现状以及历史文献资料，构建了基于F-IBI的水生态健康评价体系，评估了大藤峡工程影响水域鱼类生物完整性状况及其受胁迫程度。总体上，大藤峡工程蓄水前后工程影响水域F-IBI变化不大，评价等级均为“一般”,但与历史数据相比，现状调查中珍稀特有鱼类种类数下降明显、外来物种数量有所增加；库尾和典型支流河段鱼类生物完整性水平优于库区和坝下河段。建议长期跟踪评价F-IBI变化情况，识别大藤峡工程蓄水运行造成的生态影响以及水生态保护措施效果，进一步落实开展库尾生境修复、生态调度、外来物种防控等措施，提高区域水生态健康状况。     

长江口及邻近水域渔业资源监测现状分析

长江口及邻近水域是我国多种重要鱼类产卵、索饵、育肥的优良场所和洄游通道,对于该水域渔业资源进行有效监测是开展资源评估和养护的基础.以渔业资源监测的4种常见途径,即注册制度、问卷调查及访问调查、直接监测和报告制度为框架,对照总结了这一水域各种监测项目的发展水平和缺陷,特别针对依赖于渔业的调查和独立于渔业的调查,详细分析了渔业观察员项目、科考船、采样调查设计、渔业声学调查、标志放流、鱼卵仔稚鱼调查等环节的发展现状.在此基础上对现有监测项目的发展完善提出改进建议,旨在为该水域后续建立科学合理的渔业资源监测体系积累基础参考资料.     

Persistent halogenated compounds in aquaculture environments of South China: implications for global consumers' health risk via fish consumption

This study examined the potential sources of persistent halogenated compounds (PHCs), including organochlorine pesticides, mainly DDXs (sum of o,p'- and p,p'-DDT, -DDD, and -DDE and p,p'-DDMU) and polybrominated diphenyl ethers, to typical aquaculture environments of South China, determined the relative importance of gill diffusion and fish feeding for exposure of fish to these contaminants and assessed potential health risk for global consumers via consumption of fish from South China. Fish feed is generally a direct and important source of PHCs in both freshwater and seawater aquaculture. In addition, gill diffusion is the predominant uptake route for PHCs (except p,p'-DDMU, o,p'-DDD and -DDT) in farmed freshwater fish, whereas accumulation from the diet is the major route for farmed marine fish. Risks to health of global consumers via consumption of fish from South China are minimal. However, increased risk can be foreseen due to continuous use of brominated fire retardants and electronic waste importation to China.     

Is it appropriate to composite fish samples for mercury trend monitoring and consumption advisories?

Monitoring mercury levels in fish can be costly because variation by space, time, and fish type/size needs to be captured. Here, we explored if compositing fish samples to decrease analytical costs would reduce the effectiveness of the monitoring objectives. Six compositing methods were evaluated by applying them to an existing extensive dataset, and examining their performance in reproducing the fish consumption advisories and temporal trends. The methods resulted in varying amount (average 34–72%) of reductions in samples, but all (except one) reproduced advisories very well (96–97% of the advisories did not change or were one category more restrictive compared to analysis of individual samples). Similarly, the methods performed reasonably well in recreating temporal trends, especially when longer-term and frequent measurements were considered. The results indicate that compositing samples within 5 cm fish size bins or retaining the largest/smallest individuals and compositing in-between samples in batches of 5 with decreasing fish size would be the best approaches. Based on the literature, the findings from this study are applicable to fillet, muscle plug and whole fish mercury monitoring studies. The compositing methods may also be suitable for monitoring Persistent Organic Pollutants (POPs) in fish. Overall, compositing fish samples for mercury monitoring could result in a substantial savings (approximately 60% of the analytical cost) and should be considered in fish mercury monitoring, especially in long-term programs or when study cost is a concern.     

长江沿岸中心城市土地扩张时空演化特征——以宁汉渝3市为例

基于国家新型城镇化与"T"字型发展战略理论内涵,选取长江沿岸上、中、下游中心城市重庆、武汉和南京为实证研究对象,以1980、1990、2000、2010年4期遥感影像资料为基础数据源,通过RS、GIS和景观生态结合分析,分别对其城市扩张强度、城市扩张类型和城市建设用地扩张弹性进行对比分析,并采用景观指数进行了进一步分析和验证,从而系统分析了近30 a来3个城市建设用地扩张的时空特征与内在机理。结果表明:(1)30 a来,南京、武汉和重庆3市城市扩张强度均呈明显上升趋势,总体呈现南京市>武汉市>重庆市,但2000年是一个分水岭,之后重庆市城市扩张增速赶超武汉市,南京市反而增速最低;(2)对城市扩张类型分析表明,南京市始终以边缘式增长为主;武汉市在2000年之前以飞地式扩张主导,2000年之后呈现边缘式增长;重庆市以边缘式增长为主,但2000年之后飞地式增长迅速;(3)从城市建设用地扩张弹性分析表明,1980~2010年南京市土地扩张相比城市人口开始减缓,而武汉市和重庆市在2000年以后城市扩张速度远远超过城市人口增长速度;(4)景观指数验证分析结果显示,遥感分析、地理信息分析和景观生态分析的结合能够很好反映城市建设用地的扩张过程及演化特征。     

Adverse effects in wild fish living downstream from pharmaceutical manufacture discharges

A set of biochemical and histological responses was measured in wild gudgeon collected upstream and downstream of urban and pharmaceutical manufacture effluents. These individual end-points were associated to fish assemblage characterisation. Responses of biotransformation enzymes, neurotoxicity and endocrine disruption biomarkers revealed contamination of investigated stream by a mixture of pollutants. Fish from sampled sites downstream of the industrial effluent exhibited also strong signs of endocrine disruption including vitellogenin induction, intersex and male-biased sex-ratio. These individual effects were associated to a decrease of density and a lack of sensitive fish species. This evidence supports the hypothesis that pharmaceutical compounds discharged in stream are involved in recorded endocrine disruption effects and fish population disturbances and threaten disappearance of resident fish species. Overall, this study gives argument for the utilisation of an effect-based monitoring approach to assess impacts of pharmaceutical manufacture discharges on wild fish populations.     

Adverse effects in wild fish living downstream from pharmaceutical manufacture discharges

A set of biochemical and histological responses was measured in wild gudgeon collected upstream and downstream of urban and pharmaceutical manufacture effluents. These individual end-points were associated to fish assemblage characterisation. Responses of biotransformation enzymes, neurotoxicity and endocrine disruption biomarkers revealed contamination of investigated stream by a mixture of pollutants. Fish from sampled sites downstream of the industrial effluent exhibited also strong signs of endocrine disruption including vitellogenin induction, intersex and male-biased sex-ratio. These individual effects were associated to a decrease of density and a lack of sensitive fish species. This evidence supports the hypothesis that pharmaceutical compounds discharged in stream are involved in recorded endocrine disruption effects and fish population disturbances and threaten disappearance of resident fish species. Overall, this study gives argument for the utilisation of an effect-based monitoring approach to assess impacts of pharmaceutical manufacture discharges on wild fish populations.