基于IFIM方法的河流生態(tài)環(huán)境模擬研究.pdf

1、以生態(tài)環(huán)境需水量和生態(tài)修復(fù)為主的河流生態(tài)環(huán)境模擬研究是當(dāng)前河流生態(tài)研究的熱點(diǎn)。國(guó)外在生態(tài)環(huán)境需水量和生態(tài)修復(fù)的研究上，已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。生態(tài)環(huán)境需水量計(jì)算方法上既有定性的方法如7Q10法和蒙大拿方法，也有定量的方法如棲息地方法等；在河道生態(tài)修復(fù)的研究上，更加注重多自然河流的建設(shè)，采用近自然施工法。而國(guó)內(nèi)在河流生態(tài)環(huán)境模擬的研究中處于起步探索階段，對(duì)生態(tài)環(huán)境需水量的研究仍然處在概念和計(jì)算方法的確定上，河道生態(tài)修復(fù)建設(shè)的成果也不多。

2、 通過(guò)現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析，本文闡明了研究河道內(nèi)流量增加方法(IFIM)的重要理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。IFIM方法是以棲息地模擬為核心，來(lái)確定生態(tài)環(huán)境需水量的方法。棲息地模擬以瀕危魚類或珍貴魚類為指示物種，確定其適宜生存的可利用面積和流量之間的定量關(guān)系。該方法既能保護(hù)瀕危的或珍貴的水生生物，又為水資源的分配，解決生產(chǎn)用水、生活用水和生態(tài)用水之間的矛盾，提供了科學(xué)的依據(jù)。河道生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)之一在于恢復(fù)水生生物的多樣性，為瀕?；蛘滟F物種創(chuàng)造更多的

3、生境。IFIM方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于它能評(píng)價(jià)河道生態(tài)修復(fù)的結(jié)果，優(yōu)化生態(tài)修復(fù)設(shè)計(jì)。 本文探討了生態(tài)環(huán)境需水量和生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵，并對(duì)IFIM方法的理論進(jìn)行了詳細(xì)的研究。IFIM方法是個(gè)理論體系，由許多模塊組成，以代表物種為指示生物，模擬水力要素、棲息地適宜性指標(biāo)和水質(zhì)指標(biāo)(包括水溫)。體系中現(xiàn)有的水質(zhì)模型均為一維模型，而火、核電廠冷卻水排放產(chǎn)生的溫排水，及污染物點(diǎn)源排放產(chǎn)生的濃度場(chǎng)需要用二維模型進(jìn)行模擬。本文采用有限差分方法，求解二

4、維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型，模擬點(diǎn)源排放產(chǎn)生的溫度場(chǎng)和濃度場(chǎng)，為棲息地分析提供依據(jù)。最后，本文利用River2D模型，建立了中華鱘產(chǎn)卵棲息地和流量之間的定量關(guān)系，并對(duì)枝椏沉床生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 河流生態(tài)環(huán)境模擬包含生態(tài)和環(huán)境兩個(gè)方面，雖然IFIM方法對(duì)兩者進(jìn)行了很好的結(jié)合，并在國(guó)外有著廣泛的應(yīng)用，但其仍存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。在生態(tài)方面，物種種群動(dòng)力學(xué)和流量的關(guān)系、食物鏈和流量的關(guān)系有待深入研究；在環(huán)境方面，泥沙輸送對(duì)水生生