汉丰湖生态水位调控模拟研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M150306590上海海洋大学硕士学位论文题目：汉丰湖生态水位调控模拟研究TheSimulationofEcologicalWaterLevel英文题目：OperationinHanfengLake专业：环境科学与工程研究方向：水环境数值模拟及水污染防治姓名：陈焰指导教师：黄宏冯健二O一八年五月二十二日上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成

2、果。除文中已经明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇

3、编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月上海海洋大学硕士学位论文上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注李圣法水产科学院东海所研究员主席章守宇上海海洋大学教授委员林军上海海洋大学副教授委员黄宏上海海洋大学副教授委员委员委员委员汪振华上海海洋大学讲师秘书答辩地点海洋生态与环境学院B402答辩日期2018.5.22上海海洋大学硕士学位论文汉丰湖生态水位调控模拟研究摘要水生态环境是当下讨论的热点名词，

4、也是各种课题项目研究的主题。水生态环境研究对象多为江、河、湖、库等，研究方向涉及多个领域，包括水生生态（鱼类、藻类等）、陆生生态（消落带湿地）、水环境（水质）等。随着一些水利工程（大坝、闸、堰、水电站等）的建设与投入运行，鱼类资源锐减，消落带裸露面积骤增，水体富营养化等水生态环境问题日益凸显，尤其是以汉丰湖这种为代表的河流型湖泊，作为三峡上游的一条支流，汉丰湖水位受三峡水位变化影响较大，修建的水位调节坝使汉丰湖成为了三峡的“库中库”，改变了汉丰湖的水文条件，喜流水性鱼类的洄游通道被阻断，水位的涨落

5、影响了湿地景观格局的恢复，农田灌溉水与城市生活污水的汇入，造成湖体不同区域营养盐浓度升高，呈现不同程度的富营养化。如何改善此类湖体的水生态环境，是河湖生态健康研究的重要课题。因此，针对汉丰湖自身特点，调查分析汉丰湖水环境现状（水体富营养化及驱动因子）、水生态现状（藻类、鱼类生境、消落带湿地景观格局），总结汉丰湖水生态环境改善的水位调控需求，通过构建汉丰湖二维水动力-水质模型对不同水量调度方案进行模拟，发展集改善鱼类等生物的生境、恢复消落带湿地景观格局、控制藻类及水体富营养化防治于一体的生态响应综合

6、技术，为河流型湖泊的水生态保护与水环境治理提供科学基础。为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况，根据2014年水质监测数据，应用探索性数据分析方法，初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。研究结果显示，水位与透明度呈正相关，流量与溶解氧（DO）呈负相关，与流速呈负相关的因子为叶绿素（aChla）、高锰酸钾指数（CODMn）、铵态氮（NH4-N）和溶解性总磷（DTP）；主成分分析（PCA）提取的三个主成分，分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息；

7、DO、TN和TP的熵权分析表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐；营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养，其中南河营养状态较高，湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐等输入，以及改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长，有利于防治富营养化。I上海海洋大学硕士学位论文通过分析汉丰湖消落带湿地景观格局基本参数、破碎度指数与水位的响应关系可知，运行水位在166.50-168.50m之间变化时，湿地

8、景观破碎度变化最小，可以较为有效地保护物种，有利于湿地景观格局的恢复，并能减少由于水位剧烈运动带来的负面影响。对鱼类资源现状的调查发现，喜流水性鱼类的洄游通道由于汉丰湖水位调节坝的修建而被阻断，使汉丰湖水体丧失了能够刺激产生漂流性鱼类产卵的流量脉动。汉丰湖水动力条件的减弱，满足不了部分漂流性卵胚胎发育对于流速的需求，漂流性卵发育的流速要求大于0.2m/s。为探究汉丰湖调节坝水量调度对库区水动力及水体富营养化的影响，本文基于2014年汉丰湖实测的流量、水位及水质数据构建了MIKE21