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《水流特性對(duì)生態(tài)環(huán)境影響分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、水流特性對(duì)河流生態(tài)環(huán)境影響分析摘要:河道水流特性主要包括水位、流量、流速及其分布、動(dòng)水壓強(qiáng)等,水流特性與河床的邊界條件密切相關(guān),而河床邊界又是聯(lián)系河道水流與生態(tài)系統(tǒng)的載體與紐帶。本文從河道水流特性與生態(tài)環(huán)境Z間的關(guān)系入手,闡述了河道水流特性對(duì)水生生物的影響,分析了水生生物生長(zhǎng)狀況的變化所導(dǎo)致的水流環(huán)境的變化。論述了河道中的局部建筑物(閘壩工程)在除害興利、造福人類的同時(shí),給河道生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)而影響,河道的渠化和改道造成生態(tài)環(huán)境多樣化的減少乃至消失。關(guān)鍵詞:水流特性;生態(tài)系統(tǒng);生態(tài)修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)提指生物群落與其生存環(huán)境Z間、生
2、物種群Z間密切聯(lián)系、相互作用,通過(guò)物質(zhì)交換、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞,成為占據(jù)一定空間、具有一定結(jié)構(gòu)、執(zhí)行一定功能的動(dòng)態(tài)平衡整體,而河道生態(tài)系統(tǒng)⑴是指河道中的水流與河流生物群落的關(guān)系,包括兩個(gè)方血:不同的水流特性對(duì)水生生物的影響;水生生物生長(zhǎng)狀態(tài)的變化所導(dǎo)致的水流環(huán)境的變化。河道通常分為天然河道和人工渠道。河道水流特性⑵主要包括水位、流量、流速及其分布、動(dòng)水壓強(qiáng)等。從邊界條件來(lái)看,影響河道水流特性的因素主要有:過(guò)水?dāng)嗝嫘螤?、尺?河道縱斷面底坡及其變化,沿流向河道的順直程度,河床表面的粗糙程度以及局部建筑物等。在斷血形狀、尺寸沿流
3、程不變的順直的正坡明渠中,當(dāng)粗糙系數(shù)沿程不變,通常形成均勻流;而天然河道因過(guò)水?dāng)嗝嬉话銟O不規(guī)則,粗糙系數(shù)及底坡沿流程都有變化,在天然河道屮通常為非均勻流⑶。從能量守恒和能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看,當(dāng)流量一定,過(guò)水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸一定時(shí),均勻流水流平順,水力坡度較非均勻流小,故相同流段上單位重液體的能量損失小。所以,在水利工程屮,尤其是長(zhǎng)距離的輸水工程,為了保持輸水能量,渠道盡可能裁彎取直,以使水流平順,從而減小能量損失,但從河道生態(tài)系統(tǒng)著眼,水流特性與河道生態(tài)系統(tǒng)有著密切關(guān)系,并非順直、單一斷面的河道才是最佳選擇。1水流環(huán)境與水生生物
4、的關(guān)系1.1水流環(huán)境對(duì)水生生物的影響水生生物主要包括水生植物、水生無(wú)脊椎動(dòng)物和魚類。水生生物特有的生存特性使其対水流特性具有特定的耍求,不同類的以及同類不同種的水生生物對(duì)水體的流量、水位、流速和流態(tài)等都具有不同的要求。水量是河流水動(dòng)力系統(tǒng)的基本構(gòu)成,它限制著植物的分布,包括流速和剪應(yīng)力變化對(duì)水生植物種類的影響,高流量和低流量變化對(duì)沿岸植物種類的影響。為滿足這些不斷變化的水流環(huán)境,動(dòng)、植物種類必須不斷改變它們的形態(tài)、繁衍傳播方式以及生理?xiàng)l件來(lái)與之相適應(yīng)。河流單元的不同時(shí)間和空間成分控制著植物種類的傳播和它們的生產(chǎn)力。河流系統(tǒng)中
5、的物理?xiàng)l件從源頭到河口的變化往往是連續(xù)的,植物群落也隨Z相應(yīng)變化,沿水流方向呈現(xiàn)帶狀分布。特征為:上游段為藻類,生產(chǎn)力較弱;在中游段,由于大型植物的存在,生產(chǎn)力逐漸增加;再往下游,這兩種類型的生產(chǎn)力逐漸減少。河道水流特性的縱向梯度⑶影響著水生動(dòng)物群落的空間次序。如在主河道屮較大的流速,使很多大型無(wú)脊椎動(dòng)物的生長(zhǎng)受到限制。那些在河床的礫石、鵝卵石和大石頭上生存的種類必須承受水流的作用力,這種適應(yīng)方式包括生物體形和行為。流速和水流的作用力不僅控制著無(wú)脊椎動(dòng)物的微尺度分布,而且對(duì)食物的供應(yīng)也起到很大的決定作用。例如,水流可以沖走了
6、覆蓋在苔鮮等植物上的細(xì)小泥沙。這就為食草動(dòng)物提供了食物源。植物群落不僅沿河道的縱向梯度的不同而不同,而且隨主河道本身從河岸區(qū)到洪泛區(qū)邊緣的橫向梯度的不同也不一樣。浮游植物的主要生產(chǎn)力隨水流速度的減慢和水位的升高而加強(qiáng),同樣,這也為浮游動(dòng)物的生存提供了有利條件,而浮游動(dòng)物的存在乂為其上一級(jí)物種提供了更多的食物源。隨著演替進(jìn)程中流速的逐漸降低,大型植物開始生長(zhǎng),并在孤立的分岔河道和先前的蜿蜒河道中達(dá)到最高密度。魚類是所有水生生物中最具機(jī)動(dòng)性的群體,因而它可能很快占有并利用河流鑲嵌體中不同的生物區(qū)。對(duì)那些溯河產(chǎn)卵的魚類來(lái)說(shuō),河流的
7、縱向是到達(dá)產(chǎn)卵地的基本途徑。長(zhǎng)距離的遷徙魚類可能經(jīng)過(guò)整個(gè)河流直到到達(dá)源頭,而非遷徙性魚類,如鯉魚,僅把河流縱向作為河網(wǎng)的一部分,它們?cè)诓煌陌l(fā)育期內(nèi)在水系的不同橫斷血問(wèn)運(yùn)動(dòng)。河道的垂向尺度分布的不同也是決定魚類在空間上重新分配的1個(gè)重要因素。通常除與食源有關(guān)外,魚類所處的水深通常反映其生長(zhǎng)水平,一般而言,隨著魚類形體和年齡的增長(zhǎng),它們?nèi)遮呄矚g生活在水體深處。盡管種類間會(huì)有摻混,水體中還可見明顯的種族分離。因而,大河屮魚群的生長(zhǎng)和增加與水系中河流形式的多樣化和魚類占有群落的容易程度有關(guān)。1.2水生生物對(duì)水流的影響水生植物在河流
8、系統(tǒng)中具有重要的作用,它們不僅為動(dòng)物提供營(yíng)養(yǎng)源,而且提供了各種生境和微氣候。無(wú)論水生植物是直接或間接地依賴于河流系統(tǒng),它反過(guò)來(lái)都會(huì)對(duì)河流系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。植物可以產(chǎn)生有機(jī)物質(zhì)、吸收溶解物質(zhì),可以形成對(duì)水流的障礙,用以減少水流的動(dòng)能。急流屮主要?jiǎng)又参锏纳磿?huì)大大地改變它們所處水流的流動(dòng)性質(zhì)