高坝泄水产生溶解气体过饱和水体对鱼类影响的模拟研究
水利工程和航道工程对鱼类的影响及生态补偿措施
水利工程和航道工程对鱼类的影响及生态补偿措施摘要：本文分别总结了水利工程和航道工程对鱼类造成的影响，探讨有效的生态补偿措施，并着重介绍鱼道。
关键词：水利工程；航道工程；河流生态系统；生态补偿；鱼道多数发达国家的水电开发率很高，河流渠化率高，航道等级网发达。
而发展中国家的水电资源开发水平极低，一般在10％左右，航道网密度低。
目前我国正处于经济高速增长期，在未来20年中，仍然需要修建大型水利水电和航道工程。
但是，大型工程对生态环境的影响问题不容忽视，尤其是对鱼类的影响，因此必须科学地进行分析并提出行之有效的解决办法。
1．水利工程对鱼类的影响修库筑坝切断了洄游性鱼类的洄游通道；水库深孔下泄的水温较低，影响下游鱼类的生长和繁殖；下泄清水，影响了下游鱼类的饵料，影响鱼类的产量；高坝溢流泄洪时，高速水流造成水中氮氧含量过于饱和，致使鱼类产生气泡病。
水利工程对鱼类产生一系列的影响，但首先应该明确的是，如洄游鱼类由于种类不同，其生存的环境也各不相同，而且，并不是每条河流都有洄游鱼类，因此，在不同地区，不同河流上建坝对鱼类的影响是不同的，应具体情况具体分析。
1.1水流流态改变对鱼类的影响大坝建成后，库区水位上升，库内水流流速降低，流态趋于稳定，水流对岸坡栖息地的冲蚀能力降低。
水库水深的增加，使水库内淤积的泥沙比建库前河道淤积的泥沙多，而这些淤积的泥沙多为有机物和无机物的来源。
有机物和悬浮物的富集使库区成为鱼类索食场所。
由于水库使原有河道失去急流、浅滩和较大的弯曲度，喜急流性鱼类的栖息环境发生变化，因而水库中急流性鱼类数目会有所减少。
相反，水库静水区面积增大，静水性鱼类数目会相应增加。
由于大坝下泄流量是靠人工调节，加强了对河流径流的控制。
水库运行的削峰添谷功能降低了河流原有脉冲式水文周期的变幅，甚至有些水库的调节库容接近或超过河川的多年平均径流量，造成大坝下游河流水量的相应减少。
鱼类根据流速、水温、水位等信息获得产卵的信号，因此河流流态的改变必然会影响到鱼类的产卵和生长。
鱼类对溶解气体过饱和水体的敏感性分析
图５ ㊀较严重的气泡病 Ｆ ｉ ｇ ． ５ ㊀Ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｇ ａ ｓ ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅｄ ｉ ｓ ｅ ａ ｓ ｅ
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第３ ３ 卷第 ３期㊀ ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀水 生 态 学 杂 志㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２ ０ １ ２年 ５月
㊀㊀根据试验结果， 不同鱼类暴露在相同溶解气体 过饱和环境中时， 鱼类产生的生理反应不同； 相同的 鱼类暴露在不同的溶解气体过饱和环境中时， 鱼类 产生的气泡病症状不同； 暴露的时间不同， 患病的程 度也不同。当鱼类暴露在较高的气体溶解度较高水 体中时容易出现突眼、 鳍充血、 肛门充血、 嘴红肿等 症状， 镜检肠道及鳃丝可发现柱状气泡。 通过对试验鱼的外在表现观察， 如突眼、 鳍充 血、 肛门充血、 嘴红肿等症状， 以及鱼鳃充血、 肠部气 泡和鳃丝内气泡大小及数量的镜检， 加上高压箱内 放养结束后暂养 ２ ４ｈ 内的死亡率等指标， 可以作如 下判断： 鲢、 鳙和鳊在溶解气体过饱和的情况下容易 患气泡病， 草鱼、 鲫稍次， 黄颡鱼和鲶最不易患气泡 病。从生活环境看， 鲢、 鳙及鳊喜居于水的中上层， 对于高压下的高溶解气体环境产生强烈不适应， 因 而表现出对气体过饱和水体较为敏感； 草鱼和鲫喜 居于水的中下层， 对压力及高溶解气体环境的耐受 性较好， 不易患气泡病； 黄颡鱼和鲶都属于鲶形目， 体滑无鳞， 好静， 喜居于水的中下层， 经解剖， 鱼鳃较 细小， 溶解气体不易大量通过鳃进入身体， 因此， 其 对高溶解气体环境不敏感， 不易患气泡病。
２ ㊀结果与分析
暂养在高压水箱中的鱼， 一段时间以后大部分 表现出异常， 呈现出不同的气泡病症状。如鱼类在 水中活动缓慢， 呼吸困难， 偶尔流动剧烈， 喜在水的 上层， 鱼体腹部朝上而且膨大， 鱼体各部分出现不适 应性症状如嘴红肿、 眼球突出， 并出现鳃部气泡、 鱼 。 鳍充血及附着大量气泡等。见图 ４和图 ５ 鳊在溶解氧饱和度为 １ １ ０ ％ 的环境中暴露 ２ ４ｈ 后眼球内有气泡， 暴露 ４ ８ｈ后嘴部出现红肿； 草鱼 ２ ０ ％ 对过饱和气体较不敏感， 在溶解氧饱和度为 １ 的环境中暴露 ４ ８ｈ ， 头部略有充血， 未出现嘴红肿等 症状； 鲫对于过饱和气体的敏感性也较差， 在溶解氧 ２ ０ ％ 的环境中暴露 ４ ８ｈ ， 鲫未表现出任 饱和度为 １ 何外在症状， 解剖出鳃丝镜检， 气泡个数较少， 体积 也较小； 鲢敏感性较强， 除出现前述外在症状外，鳃 丝内气泡的大小及密度随溶解气体饱和度的提高而 逐渐增大（ 见图 ４ ） ； 在溶解氧饱和度为 １ ２ ０ ％， 放养 时间为 ４ ８ｈ 时， 部分鱼类还出现了较为严重的气泡 病症状， 鳊出现了头部充水的现象， 鳙鳃丝内出现了 较长的气泡， 最长气泡长度约为 ５ｍ ｍ （ 见图 ５ ） 。
TDG过饱和对鱼类生活及释放因素的影响
TDG过饱和对鱼类生活及释放因素的影响摘要：高坝下泄洪水会导致大坝下游河道水体总溶解气体（TDG）过饱和，对下游河道中鱼类的生存环境造成很大的影响，目前TDG过饱和问题是备受关注的生态环境问题环境。
要TDG过饱和会引起鱼类发生气泡病症状，并对鱼的耐受性，回避性有很大的影响。
然而TDG过饱和受诸多因素如温度，流速，含沙量，租税介质等的影响。
探究TDG过饱和对鱼类的影响，分析出影响鱼类生存环境的主要因素才能采取适当的措施对鱼类活动进行保护。
本文就TDG过饱和对鱼类影响以及各种因素进行了总结。
关键词：总溶解气体；过饱和；鱼类生存；耐受性；死亡率- 1 -随着我国水利水电行业的发展，我国在水电利方面已经取得了非常大的成就。
但目前许多人更关注的是生态问题，随着水利行业的进行，对生态的损坏也有很大影响。
水利建设对生态最大的影响就是对鱼类的影响，水利建设改边了水流的流动规律，破坏了河流中鱼类的生存环境，甚至修建的水利建筑物如大坝等阻断了鱼群的繁衍和交流，改变了鱼类的栖息环境，影响了鱼类的多样性。
同时，在大坝汛期上游泄水时，上游洪水流量大，水头高，在下泄过程中高速水流会将空气中的气体带入到下游，由于下泄过程中较大的压强使得水体中的气体浓度远高于平衡浓度，造成水中总溶解气体过饱和（TDG）。
TDG过饱和对下游鱼类的生存环境有非常大的影响，影响其耐受性，规避性等，甚至还会使得鱼类患上气泡病导致鱼类出现死亡，影响鱼类的生存。
目前有很多学者已经做了大量的研究，并取得丰富的成果，证明不同种类的鱼类对TDG过饱和水体的耐受性各不相同且鱼类会向更远更开阔更深的水域游动来减弱或者避免TDG过饱和的伤害。
近年来，孙[1]研究了在含沙水体中TDG过饱和对鱼类耐受性的影响，董[2]对澜沧江下游水体TDG过饱和的研究分析了该流域过饱和总溶解气体时空分布规律，分析了TDG过饱和的影响因素.袁研究长薄鳅对总溶解气体过饱和规避性的研究。
本文就目前现有的研究对TDG过饱和对鱼类引起的气泡病、耐受性、规避性以及TDG过饱和释放因素影响进行简单的总结，并对今后的研究给予展望。
气体过饱和对草鱼和鲢受精卵、仔鱼和幼鱼的影响
2020年7月Joi. 2020淡水渔业，2020, 50(4) : 91 -98Freshwatre Fishevrs 气体过饱和对草鱼和鲍受精卵、仔鱼和幼鱼的影响吴凡，＜开开，柳凌，魏念，倪CD ,李云F(中国水产科学研究院长江水产研究所，农业农村部长江中上游渔业生态环境监测中心，武汉430223)摘要：通过气体过饱和发生装置来模拟高坝泄洪时产生的气体过饱和水体，设置气体饱和度分别为100%、 110% " 120% " 130% " 140% 的水体，探明其对草鱼％ Ctenopparyngodoo idella )和I ( Hypophthalmichthys molitrix )不 同早期发育时期(受精卵、仔鱼、幼鱼)的影响，揭示了实验鱼在气体过饱和水中暴露时间和死亡率变化的关系，并计算了幼鱼在不同过饱和度的半致死时间。
结果显示：各气体饱和度水体对实验鱼受精卵的发育和孵化均无 显著影响；气体过饱和会导致实验仔鱼腹部肿胀充气，幼鱼各个组织均产生气泡；实验幼鱼对气体过饱和的耐受力低于仔鱼；气体饱和度越高对实验鱼的致死效应越强；草鱼仔幼鱼对气体过饱和的耐受力低于1$关键词：气体过饱和；草鱼(Ctenopparyngodon idella) ; I (Hmophthalmichthys moptrix);早期发育时期；半致死时间中图分类号：X503. 255文献标识码：A 大坝在汛期开闸泄洪，空气在高压的作用下溶 入到高速排出的洪水中，导致大坝下游水体出现溶 解气体过饱和的现象⑴，形成的气体过饱和水随 着河道流动到下游从而影响水中的水生生物正常的 生命活动［2］$气泡病是水生生物常见的疾病，主要由鱼类暴露于气体过饱和水体中导致，严重时影响鱼体正常的生命活动$ 20世纪60年代，哥伦比 亚河大坝泄洪导致水体出现气体过饱和的现象引起 了广泛关注。
此后，科研人员针对气体过饱和对水生生物(主要是鮭科鱼类)的影响进行了大量研 究⑶，并试图通过优化大坝结构以及泄水操作以降低水坝泄水时水体中溶解性气体的饱和度。
水库泄水总溶解气体过饱和对鱼类的危害
第 6 期水 利 水 运 工 程 学 报No. 6 2020 年 12 月HYDRO-SCIENCE AND ENGINEERING Dec. 2020 DOI:10.12170/20200731002曾晨军，莫康乐，关铁生，等. 水库泄水总溶解气体过饱和对鱼类的危害[J]. 水利水运工程学报，2020（6）：32-41. （ZENG Chenjun, MO Kangle, GUAN Tiesheng, et al. Effect of total dissolved gas supersaturation on fish in the reservoir between cascade hydropower stations[J]. Hydro-Science and Engineering, 2020（6）: 32-41. （in Chinese））水库泄水总溶解气体过饱和对鱼类的危害曾晨军，莫康乐，关铁生，陈求稳，李婷，张辉(南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏南京 210029)摘要: 水库建设促进了库区渔业养殖的发展，但高坝大库泄水导致的总溶解气体（Total Dissolved Gas, TDG）过饱和可能导致下游河道尤其下一梯级水库的鱼类患气泡病甚至死亡。
为探究TDG过饱和对鱼类的胁迫效应，以金沙江梯级电站溪洛渡至向家坝江段为研究对象，构建立面二维TDG动态模型，推求库区控制断面的安全水深阈值，结合库区主要鱼类生活习性和网箱养殖深度，研究TDG过饱和对野生鱼类和网箱养殖鱼类的胁迫效应。
结果表明：梯级电站库区的野生鱼类具有足够的垂向空间进行深度补偿以规避TDG过饱和的危害，其生活习性以及利用深度补偿的能力决定了受过饱和TDG胁迫的程度；但养殖鱼类受网箱限制难以自由下潜至安全水深，为保证养殖鱼类的安全，网箱深度至少应大于安全水深阈值，在TDG过饱和胁迫期，鱼类的游泳水深应持续限制在安全水深阈值以下。
高坝泄水总溶解气体过饱和规律及其对特有鱼类的影响
高坝泄水总溶解气体过饱和规律及其对特有鱼类的影响高坝泄水总溶解气体过饱和规律及其对特有鱼类的影响1. 引言在大型水库建设和运营过程中，高坝泄水是常见的操作。
高坝泄水是指通过坝体或泄洪建筑物控制水库水位，以保证水库安全并满足下游需求。
然而，高坝泄水所产生的溶解气体过饱和现象却往往被忽视。
本文将从深度和广度两个方面探讨高坝泄水总溶解气体过饱和规律以及它对特有鱼类的影响。
2. 高坝泄水总溶解气体过饱和规律的深度探讨2.1 溶解气体的定义和产生机制溶解气体是指在特定温度和压力条件下溶解于水中的气体。
当水库水位上涨，压力增加时，溶解气体将趋于过饱和状态。
其主要产生机制包括水库蓄水过程中水体的吸气、水流过程中的气体沉降以及水库底泥释放气体等。
2.2 高坝泄水导致的总溶解气体过饱和现象高坝泄水时，由于迅速释放水库内部水压，水中的溶解气体会出现过饱和的现象。
过饱和状态下的溶解气体会形成微小气泡，随着水流下降，气泡会快速崩解，释放出大量气体。
高坝泄水时水中总溶解气体的浓度会显著增加。
2.3 高坝泄水总溶解气体过饱和规律的影响因素高坝泄水总溶解气体过饱和规律受多种因素影响，包括水库水位、泄水流量、泄水方式以及溶解气体种类等。
水库水位和泄水流量的增加将加剧溶解气体过饱和程度。
而不同的泄水方式也会对总溶解气体过饱和规律产生不同的影响。
不同种类的溶解气体对总溶解气体过饱和规律也存在差异。
3. 高坝泄水总溶解气体过饱和规律对特有鱼类的影响3.1 特有鱼类的生存环境特有鱼类往往栖息在高原、山区以及特定气候条件下的水域，对水质要求较高。
它们通常适应于低溶解氧环境，然而，高坝泄水时过饱和的总溶解气体会对它们的生存环境带来一定的影响。
3.2 总溶解气体过饱和对特有鱼类的影响机制总溶解气体过饱和会导致水中气泡的快速崩解，产生气泡爆破声和水中振动，这对特有鱼类带来了噪音干扰。
过饱和的溶解气体也会改变水体的物理化学性质，影响水中的氧气浓度、酸碱度以及水温等，给特有鱼类的生理、生态和行为带来不利影响。
水利工程总溶解气体过饱和问题探究
阻水介质对过饱和总溶解气体释放过程影响的实验研究
永川 ４ ０ ２ １ ６ ０ ） ３ ．重 庆 市 永 川 区环 境 监 测 站 ， 重庆
摘
要： 随着大量高坝的建成运行 ， 泄水 引起 下游水体 中总溶 解气体 （ Ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ， Ｔ Ｄ Ｇ ） 过 饱和可 能致使 鱼 类患
２ ． Ｇｕ ｏ ｄ ｉ ａ ｎ Ｋ ｕ ｃ ｈ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃ ｏ ．， Ｌ Ｔ Ｄ．， Ａｋ ｅ ｓ ｕ ８ ４ ２ ０ ０ ０， Ｐ Ｒ． Ｃ ．；
３ ． Ｅ Ｂ Ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｙ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｄ ｉ ｓ ｔ ｉ ｒ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｉ ｔ ｙ ， Ｙ ｏ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ４ ０ ２ １ ６ ０， Ｐ ． Ｒ Ｃ ． ）
２ ０ １ ７年 １月
西南民族大学学报 （自然科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ｓ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｈｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｍ ｓ ｐ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｂ ａ ｓ ｉ ｎ ． Ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ ｍｉ ｇ ｈ ｔ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｇ ａ ｓ ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅ ｄ ｉ ｓ ｅ ａ ｓ ｅ ， ｅ ｖ ｅ ｎ ｍｏ ｒ ｔ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ ｉ ｆ ｓ ｈ ｅ ｓ ． Ａｃ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｉ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ａ ｍ ｓ ｐ ｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｖ ｅ ｒ ｄ ｏ ｗｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｍ ｉ ｒ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｇ ｅ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｌｏ ｆ ｏ ｄ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｉ ｓ ｓ ｕ ｂ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｄ ｏ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｌ ｙ ｓ ｕ ｂ ｍｅ ｒ ｇ ｅ ｄ ． Ｔ ｏ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ － ｅ ｏ ｖ ｅ ｙ ｒ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ， ａ ｓ ｅ ｉｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｓ ｓ ｉ ｐ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｖ ｅ ｇ ｅ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ・
总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展
第５１卷第８期２０２０年８月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Ｙａｎｇｔｚｅ㊀Ｒｉｖｅｒ㊀㊀Ｖｏｌ.５１ꎬＮｏ.８Ａｕｇ.ꎬ２０２０收稿日期:２０１９－１２－０９基金项目:国家自然科学基金(青年)资助项目(５１５０９２１３)ꎻ教育部 春晖计划 资助项目(１９１６３７)ꎻ四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室开放基金资助项目(Ｓｋｈｌ１８２３)作者简介:尹清杰ꎬ女ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ主要从事水利水电工程生态效应方面的研究工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｇｏｎｇｑｕａｎ１９８０＠１６３.ｃｏｍ通讯作者:刘晓庆ꎬ男ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ博士ꎬ主要从事生态水力学方面的研究工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｌｘｑ９９００５＠１６３.ｃｏｍ㊀㊀文章编号:１００１－４１７９(２０２０)０８－００７８－０６总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展尹清杰１ꎬ刘晓庆２(１.四川水利职业技术学院ꎬ四川成都６１１１３０ꎻ㊀２.西华大学能源与动力工程学院ꎬ四川成都６１００３９)摘要:高坝下泄洪水导致大坝下游河道水体总溶解气体(ＴＤＧ)过饱和ꎬ威胁着下游鱼类的生存ꎮ目前ꎬ高坝泄洪引起的ＴＤＧ过饱和问题及其对鱼类的影响ꎬ已成为备受关注的生态环境问题之一ꎮ针对国内已有的研究ꎬ从气体过饱和引起的鱼类气泡病症状㊁耐受性㊁回避性等方面进行了总结ꎮ发现鱼类对ＴＤＧ过饱和的耐受性阈值并未确定ꎬＴＤＧ过饱和对鱼类影响的解决方案尚未明确ꎮ提出进一步开展野外原位观测试验ꎬ着手ＴＤＧ与其他环境因子的耦合作用对鱼类的影响研究ꎬ以及利用多学科交叉的方法揭示ＴＤＧ过饱和对鱼类影响的内在机制ꎬ有助于水库调度方案和鱼类保护措施的制定ꎮ关㊀键㊀词:总溶解气体过饱和ꎻ气泡病ꎻ耐受性ꎻ回避性ꎻ鱼类生存中图法分类号:Ｘ１７４㊀㊀㊀文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６２３２/ｊ.ｃｎｋｉ.１００１－４１７９.２０２０.０８.０１４㊀㊀近年来ꎬ我国水电建设及流域梯级开发取得了巨大成就ꎮ汛期大坝泄洪时ꎬ高速下泄的水流将空气中的气体卷入到坝下水体内ꎬ强大的水压升高了气体周围水体总溶解气体浓度ꎬ进而导致水体中总溶解气体(ＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓꎬＴＤＧ)过饱和ꎬ在很长一段时间和距离内ꎬ水体中气体能保持较高饱和度[１]ꎮＴＤＧ过饱和易引起河道下游水生动物(特别是鱼类)患气泡病而威胁其生存[２]ꎮ目前高坝泄洪引起的ＴＤＧ过饱和问题及其对鱼类的影响ꎬ已成为备受关注的生态环境影响之一ꎮ关于总溶解气体过饱和对鱼类的影响ꎬ国外研究较早ꎬ如针对北美洲西部Ｃｏｌｕｍｂｉａ河和美国西北部Ｓｎａｋｅ河流域内的特有鱼类的研究ꎬ证实白蛙鱼㊁割喉鳟㊁大鳞亚口鱼㊁长鼻鲟㊁大白鱼㊁白斑鱼等鱼类对ＴＤＧ过饱和的耐受能力㊁回避能力各异[２－４]ꎮ国外研究对象为国外特有鱼类ꎬ与我国河流流域中的鱼类不同ꎬ且其所针对水生态系统与我国的山区河流存在差异ꎬ因此国外的研究成果尚不能直接用于我国的水环境影响评价ꎮ我国开展ＴＤＧ过饱和对鱼类的影响研究ꎬ起步较晚２００６年ꎬ谭德彩开展了ＴＤＧ过饱和对不同鱼类影响的初步研究ꎬ指出三峡工程ＴＤＧ过饱和对鱼类的生存产生重要影响[５]ꎮ随后国内学者们开展了相关研究ꎬ但研究成果较为缺乏ꎮ本文基于国内现有的研究ꎬ从ＴＤＧ过饱和引起的气泡病症状㊁耐受性㊁回避性等方面进行描述ꎬ指出已有成果存在的不足ꎬ并对今后的研究提出建议ꎮ１㊀气泡病症状气泡病是一种影响居住在气体过饱和水体中水生动物的环境性疾病ꎬ主要有外部症状和内部症状两方面ꎮ笔者通过室内实验研究发现暴露于ＴＤＧ过饱和水体中的鱼类ꎬ具有明显的气泡病外部症状ꎬ主要表现为皮肤㊁鱼鳍上充满气泡ꎬ眼球突出ꎬ出血ꎬ行为异常等(见图１)ꎮ其中ꎬ最为常见的是皮肤和鳍条之间的气泡ꎬ其大小和位置随着疾病的严重程度和鱼的种类变化ꎮ上述气泡病症状对鱼类游泳能力㊁回避障碍物的能力以及觅食能力等有着重要影响[２]ꎮ此外ꎬ国内研究者们发现:暴露于ＴＤＧ过饱和水体中的岩原鲤[６－７]㊁胭脂鱼[８－１０]㊁齐口裂腹鱼[１１－１３]㊁鲢[１４－１５]ꎬ鱼㊀第８期㊀㊀㊀尹清杰ꎬ等:总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展鳍(尤其是尾鳍)体表均有大量气泡ꎬ表现出最典型的气泡病症状ꎬ而达氏鲟[１６]㊁长薄鳅[１７]因鳞片和鱼鳍较小ꎬ气泡病症状不明显ꎮ图１㊀典型气泡病症状Ｆｉｇ.１㊀Ｔｙｐｉｃａｌｓｉｇｎｓｏｆｇａｓｂｕｂｂｌｅｄｉｓｅａｓｅ暴露于ＴＤＧ过饱和水体中的鱼类ꎬ气泡积聚在角膜后和眼睛的疏松结缔组织中ꎬ产生严重的眼球突出症ꎮ李娜等[１８]ꎬＣａｏ等[１４ꎬ１９]ꎬＸｕｅ等[７]ꎬＹｕａｎ等[１２]ꎬ张亦然等[１３]ꎬ王远铭等[２０]研究发现:鲤㊁鲢㊁胭脂鱼㊁岩原鲤㊁齐口裂腹鱼在饱和度为１２０％~１４５％的ＴＤＧ过饱和水体中患有眼球突出症ꎬ其他种群并无此症状ꎬ即患有其他气泡病的鱼类并不一定出现眼球突出症ꎮ此外ꎬ目前国内的研究成果中ꎬ大部分的鱼类(鲤㊁岩原鲤㊁鲢㊁胭脂鱼㊁齐口裂腹鱼)受ＴＤＧ过饱和胁迫后ꎬ鱼鳍㊁鱼尾㊁鱼鳃等处均有出血症状[６－７ꎬ１０－１５ꎬ１７－２０]ꎮ该症状为气泡病症状的又一典型特征ꎬ主要是由于血管中的栓子阻碍血液循环ꎬ血液淤积所致ꎬ通常发生在鱼鳍出现气泡后ꎬ这时表明疾病到了晚期[２]ꎮ异常行为是患气泡病鱼类的一种明显的非特异性标志ꎬ早期的异常行为有呼吸急促㊁四处游窜㊁时而探出水面等ꎻ随着暴露时间的延长ꎬ鱼类迷失方向㊁急速旋转㊁身体失去平衡㊁间歇地剧烈翻滚ꎬ最后失去游泳能力直至死亡[６ꎬ１８]ꎮ国内研究结果证实:ＴＤＧ饱和度越高ꎬ异常行为越明显ꎻＴＤＧ饱和度低ꎬ异常行为发生时间会有所延迟ꎬ但鱼类死亡前几乎都出现了该症状ꎮ气泡病除上述外部症状外ꎬ还具有气泡病的内部特征ꎬ这些特征需通过组织病理学检查进一步确定ꎮ国外研究者Ｍａｒｓｈ和Ｇｏｒｈａｍ[２１]发现患病鱼的血管中含有一定数量的气泡ꎬ可导致心脏扩张及血管完全堵塞ꎻ当气泡充满鳃小动脉ꎬ将引发鳃丝病变ꎬ最终发展为动脉瘤ꎮＰａｕｌｅｙ和Ｎａｋａｔａｎｉ[２２]的研究表明患病幼鲑鱼会出现脾脏肿大ꎬ肾脏㊁肝脏和肠道坏死的现象ꎮ在国内ꎬ仅谭德彩[５]通过实验研究发现死亡大口鲇的内脏(如肠道)内部有少量的气泡ꎬ并观察到气泡在动脉球㊁心室及血液循环系统中形成的多个气栓ꎮ关于气泡病内部症状的研究结果ꎬ国内文献记载较少ꎮ虽然患气泡病的鱼类会产生各种病变ꎬ但其死因通常为血液停滞引起的缺氧[２]ꎮＭａｒｓｈ和Ｇｏｒｈａｍ[２１]发现气体可完全填充和扩张心脏球茎ꎬ即使心脏持续跳动ꎬ血液流动仍不能正常进行ꎮ血管系统中较少量的气体在鳃中形成栓子导致鳃小动脉血瘀ꎬ最终造成鱼类死亡ꎮ除此之外ꎬＴＤＧ过饱和会对鱼类产生亚致死影响ꎬ如失明ꎬ压力和侧线敏感性降低影响捕食ꎬ从而导致死亡ꎻ气泡病病变也可引起真菌感染导致鱼类死亡[２]ꎮ２㊀鱼类对ＴＤＧ过饱和的耐受性国内研究者们多采用死亡率㊁存活时间和半致死时间(鱼类半数死亡所对应的时间ꎬＬＴ５０)作为衡量指标来评价ＴＤＧ过饱和对鱼类耐受性的影响ꎮ一般地ꎬ受试鱼类的死亡率随时间的增加呈动态变化ꎬ且不同种群表现出不同的变化特征ꎬ可根据该指标定性评价鱼类对ＴＤＧ的耐受能力ꎮ半致死时间以死亡率为基础ꎬ鱼类死亡半数为节点计算可得ꎬ可进一步量化ＴＤＧ过饱和对鱼类的影响ꎮ笔者根据国内现有的研究ꎬ归纳整理出ＴＤＧ过饱和水体暴露对不同鱼类的影响结果(见表１)ꎮ由表１可知ꎬ部分鱼类在ＴＤＧ过饱和水体中的耐受性与体重有关ꎮＣｈｅｎ等[８]和Ｃａｏ等[９]的研究数据(ＬＴ５０)表明体重大的胭脂鱼在相对较低饱和度(１２０％)的ＴＤＧ过饱和水体中具有较强耐受性ꎬ但在较高饱和度下ꎬ其耐受性受体重的影响不明显ꎮ随着体重的增加ꎬ暴露于ＴＤＧ过饱和水体中的岩原鲤[６－７ꎬ２３]㊁齐口裂腹鱼[７ꎬ１３]存活时间也有所减小ꎮ此外ꎬ不同鱼类对ＴＤＧ过饱和的耐受性存在较大差异ꎬ由表１可知ꎬ达氏鲟耐受性最弱[１６]ꎬ长薄鳅耐受能力最强[１７]ꎬ研究者认为这主要是由于该鱼类体表鳞片细小且游动较强ꎬ减小气泡吸附进而降低了ＴＤＧ过饱和水体的伤害ꎮ此外ꎬ研究者们还研究了ＴＤＧ过饱和对早期生命阶段鱼类的影响ꎬ以评价这些鱼类对ＴＤＧ的耐受性ꎬ发现水体中的过饱和ＴＤＧ抑制了胭脂鱼㊁重口裂腹鱼㊁鲢的孵化繁殖[１０ꎬ２４－２５]ꎬ其中重口裂腹鱼随ＴＤＧ饱和度的增加ꎬ孵化率降幅较大ꎮ为了更好地模拟大坝泄水的实际工况ꎬ冀前锋等[２６]开展了ＴＤＧ渐变饱和度下齐口裂腹鱼的耐受性研究ꎬ研究表明:与恒定饱和度(１２０％)的ＴＤＧ过饱和胁迫相比ꎬ齐口裂腹鱼受渐变式ＴＤＧ过饱和(１１０％~１３０％)胁迫后耐受性降低ꎮＷａｎｇ等[７]和Ｃａｏ等[９]分别对齐口裂腹鱼和胭脂鱼开展ＴＤＧ过饱和水体(１３０％)与清水的间歇性暴露实验ꎬ结果显示:ＴＤＧ饱和度为１３０％时ꎬ相同的暴露时间ꎬ恢复时间越长ꎬ鱼类存活越好ꎬ耐受性越强ꎮ但该研究中饱和度的选取较单一ꎬ相对较低饱和度(１３０％以下)和更高饱和度(１３０％以上)是否具有同样规律ꎬ９７㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀有待进一步研究证实ꎮ上述研究成果均从室内研究中获得ꎬ为了更好地揭示ＴＤＧ过饱和对鱼类耐受性的影响ꎬ少数研究者开展了相关原位观测实验ꎮ在大坝泄洪期间ꎬＪｉ等[２７]将齐口裂腹鱼暴露于大坝下游河道中(ＴＤＧ１１３％~１２０％ꎬ均值１１６％)ꎬ发现暴露７２ｈ后ꎬ处于水体表层的该鱼类死亡率为１０％ꎻ暴露１２０ｈ后ꎬ死亡率达到２０％ꎮＣａｏ等[１９]指出胭脂鱼在ＴＤＧ饱和度为１２１％~１２７％(均值１２３.４％)的天然河道中ꎬ暴露２１６ｈ后ꎬ０~０.７ｍ水深范围内胭脂鱼全部死亡:０~２ꎬ０~３ｍ和２~３ｍ水深范围内该鱼类死亡率分别为６０.５％ꎬ２４.２％和２２.５％ꎬ说明长时间的较低饱和度的ＴＤＧ过饱和也能引起胭脂鱼死亡ꎬ但水深的增加减小了ＴＤＧ过饱和对鱼类的伤害ꎮ表１㊀ＴＤＧ过饱和对不同鱼类的影响Ｔａｂ.１㊀ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆＴＤＧｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｃｉｅｓ鱼种规格ＴＤＧ饱和度耐受性影响回避性影响文献来源岩原鲤２.４~２.５ｇꎬ６.６~７.２ｃｍ１０５％~１４５％ＴＤＧ为１０５％和１１５％时ꎬ几乎无鱼类死亡:ＴＤＧ为１２０％~１４５％时ꎬＬＴ５０为１８.７~１.７ｈＴＤＧ为１０５％~１４５％时ꎬ具有水平回避能力ꎬ水平回避率为８.５％~１００％ꎬ无垂向回避能力文献[２３]８.１ʃ０.８ｇꎬ９.２ʃ０.９ｃｍ１２５％~１４０％ＴＤＧ为１２５％~１４０％时ꎬ鱼类存活时间为２２.５~５.５ｈꎬＬＴ５０为１４.６~４.１ｈ文献[６]１３.５ʃ０.６ｇꎬ９.４ʃ０.１ｃｍ１２５％~１４５％ＴＤＧ为１２５％~１４５％时鱼类平均存活时间为６.５３~２.２３ｈ文献[７]胭脂鱼鱼卵１００％~１４０％ＴＤＧ为１００％~１４０％时ꎬ孵化率为７８.２５％~６７.５％文献[１０]胭脂鱼８.９ʃ０.０３ｇꎬ６.６３ʃ０.０１ｃｍ１２１％~１２７％(平均１２３.４％)死亡率:水深０~０.７ｍ为１００％ꎻ水深０~２ｍ为６０.５％ꎻ水深０~３ｍ为２４.２％ꎻ水深２~３ｍ为２２.５％文献[１９]约１４.３ｇꎬ８.３ｃｍ１２０％~１４５％ＴＤＧ为１２０％时ꎬ无鱼类死亡ꎬＴＤＧ为１２５％~１４５％时ꎬ鱼类存活时间约为３３~４ｈꎬＬＴ５０为１２.４~３.０ｈＴＤＧ为１１５％~１４５％时ꎬ具有水平回避力ꎬ水平回避率为１１％~１００％ꎻＴＤＧ为１４０％以上时ꎬ具有垂向回避能力文献[９]３９.５ʃ７.６ｇꎬ１１.５ʃ０.９ｃｍ１２０％~１４５％ＴＤＧ为１２０％时ꎬ无鱼类死亡ꎬＴＤＧ为１２５％~１４５％时ꎬＬＴ５０为４３.４~３.２ｈ文献[８]重口裂腹鱼１００％~１４５％ＴＤＧ为１００~１４０％时ꎬ鱼卵孵化率约为９１％~５９％ꎻＴＤＧ为１０５~１１５％时ꎬ７日龄仔鱼无死亡ꎻＴＤＧ为１２０％ＴＤＧ和１２５％时ꎬ死亡率分别为３０％和２０％ꎻＴＤＧ为１３０％~１４５％时ꎬＬＴ５０为３５.３８~７.４９ｈ文献[２４]达氏鲟７.６ʃ０.８ｇꎬ１３.４ʃ１.３ｃｍ１２５％~１４０％ＴＤＧ为１２０－１４５％时ꎬ鱼类存活时间约为８~３.５ｈꎬＬＴ５０为４.４~２.２３ｈ文献[１６]齐口裂腹鱼４.０ʃ１.３ｇꎬ６.０ʃ０.６ｃｍ１２０％~１４５％ＴＤＧ为１２０％~１４５％时ꎬＬＴ５０为２３.８８~３.４８ｈＴＤＧ为１２０％~１４５％时ꎬ具有水平回避能力ꎬ水平回避率为５.０％~７７.５％ꎬ该鱼类游向水底深处体现其垂向回避能力文献[１１]３.１~８.２ｇꎬ５.６~９.１ｃｍ１２０％~１４０％ＴＤＧ为１２０％~１４０％时ꎬ鱼类存活时间约为２９~２１.５ｈꎬＬＴ５０为２１.４５~１１.９５ｈ文献[１３]８.２ʃ０.３ｇꎬ８.１ʃ０.１ｃｍ１２５％~１４５％ＴＤＧ为１２５％~１４５％时ꎬ鱼类平均存活时间为１７.２１~２.０２ｈ文献ə[７]９.１ʃ３.４ｇꎬ１０.２ʃ１.１ｃｍ１１３％~１２０％(平均１１６％)３ｄ死亡率超过１０％ꎬ５ｄ死亡率达到２０％文献[２７]５０ʃ１８ｇꎬ１４ʃ２ｃｍ致死试验:１２０％~１３０％ꎬ回避试验:１１５％~１５０％ＴＤＧ为１２０％~１３０％时ꎬ鱼类存活时间约为２４~１２ｈꎬＬＴ５０为１０.７~６.５ｈＴＤＧ为１１５％~１４５％时ꎬ具有水平回避力ꎬ水平回避率为２０.０％~９７.５％ꎻＴＤＧ为１５０％时ꎬ该鱼类游向水底深处体现其垂向回避能力文献[２０]鲢鱼卵１１０％~１４０％ＴＤＧ为１００％时ꎬ出膜率为８８.７％ꎬＴＤＧ为１１０％~１４０％时出膜率９２.３~８７.６ꎬ５ｄ后平均存活率为７１.５％~９３.９％文献[２５]鲢１１０％~１４０％ＴＤＧ为１１０％时ꎬ无鱼类死亡ꎻＴＤＧ为１２０％和１２５％时ꎬ死亡率分别为２５％和５５％ꎻＴＤＧ为１２５~１４５％时ꎬＬＴ５０为６７.７１~５.６２ｈ文献[１４]长薄鳅约０.４５ｇꎬ５.６ｃｍ１１０％~１４０％ＴＤＧ为１１０％时无鱼类死亡ꎬ１２０％ＴＤＧ时死亡率低于２７％ꎬ１２０％~１４０％ＴＤＧ时ＬＴ５０为１５２.８１~１４.８９ｈ文献[１７]约１.０ｇꎬ２.５ｃｍ１２０％~１５０％ＴＤＧ为１２０％时ꎬ回避率为２０％ꎬ即其对ＴＤＧ过饱和水体有趋向性ꎻＴＤＧ为１４０％和１５０％时ꎬ回避率为１２％和３４％ꎬ对高饱和度的ＴＤＧ过饱和水体具有回避现象文献[２８]０８㊀第８期㊀㊀㊀尹清杰ꎬ等:总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展３㊀鱼类对ＴＤＧ过饱和水体的回避性关于水体中ＴＤＧ过饱和胁迫下鱼类回避性方面的研究ꎬ国外研究成果较丰富[２]ꎬ国内研究成果较为缺乏ꎮ迄今为止ꎬ国内仅有少量研究文献记载部分鱼类对ＴＤＧ过饱和胁迫下的回避能力ꎬ如表１所示ꎮＨｕａｎｇ等[２３]首次开展了岩原鲤在ＴＤＧ过饱和水体中的水平和垂直回避能力研究ꎬ指出岩原鲤幼鱼在饱和度为１０５％~１４５％的ＴＤＧ过饱和水体中的水平回避率为８.５％~１００％ꎬ具有典型的水平回避特性ꎬ但研究发现该鱼类并不具备垂向回避能力ꎮ随后ꎬ王远铭等[２０ꎬ１１]通过不同规格(体重㊁体长)的齐口裂腹鱼对ＴＤＧ过饱和的回避性研究ꎬ指出体重为５０ʃ１８ｇꎬ体长为１４ʃ２ｃｍ的齐口裂腹鱼在饱和度为１１５％~１４５％的ＴＤＧ过饱和水体中的水平回避率为２０.０％~９７.５％ꎬ体重４.０ʃ１.３ｇꎬ体长６.０ʃ０.６ｃｍ的齐口裂腹鱼在饱和度为１２０％~１４５％的ＴＤＧ过饱和水体中的水平回避率为５.０％~７７.５％ꎬ均表现出明显的逃逸行为ꎻ在高饱和度(１４０％)的ＴＤＧ过饱和水体中ꎬ这两种规格的齐口裂腹鱼均有利用补偿水深逃避过饱和ＴＤＧ伤害的能力ꎮ此外ꎬ也有研究表明胭脂鱼在饱和度为１１５％~１４５％的ＴＤＧ水体中具备水平回避能力[９]ꎮ而长薄鳅在饱和度超过１４５％时ꎬ才体现出较明显的回避特性ꎬ间接反映出该鱼类对ＴＤＧ过饱和有较强的耐受性[２８]ꎮ４㊀ＴＤＧ过饱和水体对鱼类的生化效应生物体经过长时间的演化ꎬ形成了一套完整的抗氧化防御系统来防御外来有毒物质的侵害ꎮ当生物体受环境有毒污染物胁迫时ꎬ生物体的抗氧化防御系统被激活进而保护机体内部组织免受污染物的侵害ꎮ超氧化物歧化酶(ＳＯＤ)和过氧化氢酶(ＣＡＴ)为生物体内抗氧化防御系统的主要生物标志物ꎬ能有效清除氧自由基进而保护细胞免受氧损伤ꎬ酶活性的大小被用来评价细胞的损伤程度[２９]ꎮ由于ＴＤＧ过饱和能引起鱼类及其他水生生物患气泡病而发生死亡现象ꎬ被视为一种环境毒素ꎬ可使生物体内的抗氧化防御系统发生混乱ꎬ降低其防御功能从而使生物机体受伤害[８ꎬ２９]ꎮ针对大坝泄洪引起的ＴＤＧ过饱和对鱼类产生的生化效应ꎬＬｉｕ等[２９－３０]以ＳＯＤ和ＣＡＴ为生化评价指标ꎬ对岩原鲤受ＴＤＧ过饱和胁迫后的生化效应作探索性研究ꎬ发现受ＴＤＧ过饱和胁迫后ꎬ鱼类机体组织(肌肉和鳃)的ＳＯＤ和ＣＡＴ发生变化ꎬ表明岩原鲤机体在该环境因子胁迫下出现不同程度的损伤ꎬ为岩原鲤机体氧化应激提供敏感信息ꎬ可作为岩原鲤的毒理学评价指标ꎮ随后ꎬＣｈｅｎ等[８]和Ｘｕｅ等[７]研究指出受ＴＤＧ过饱和胁迫后的胭脂鱼㊁齐口裂腹鱼随ＴＤＧ饱和度的增加ꎬＣＡＴ酶活性先增加后下降ꎬ研究者认为酶活性上升是由于ＴＤＧ过饱和激活了生物机体内的抗氧化防御系统ꎬ在自由基的诱导下ꎬＣＡＴ酶活性逐渐升高以清除过量的自由基ꎬ保护机体免受氧化伤害ꎮ而ＣＡＴ酶活性下降ꎬ可能是活性氧的积累超过了ＣＡＴ的生成ꎬ导致生物体内出现多余的氧自由基ꎬ若ＣＡＴ不能及时清除产生的自由基ꎬ机体将遭受活性氧伤害ꎮ对于该方向的研究ꎬ虽然上述研究者开展了一些工作ꎬ但研究成果仍较为缺乏ꎬ并不足以揭示ＴＤＧ过饱和对鱼类影响的生理学机制ꎬ因此进一步的生理学研究是必要的ꎮ５㊀ＴＤＧ过饱和与其他环境因子共同作用对鱼类的影响㊀㊀目前ＴＤＧ过饱和对鱼类的影响研究多在室内受控条件下开展ꎬ与实际工程条件存在一定差异ꎮ为此ꎬ部分研究者考虑下泄洪水中的一些环境因子ꎬ进行了ＴＤＧ与这些环境因子联合作用对鱼类的影响研究工作ꎮ张亦然等[１３]首次引入泥沙因子ꎬ开展ＴＤＧ过饱和含沙水体对鱼类耐受性的影响研究ꎬ研究发现含沙量为２０ｍｇ/Ｌ的ＴＤＧ过饱和水体中ꎬＴＤＧ为１２０％~１４０％时ꎬ齐口裂腹鱼的ＬＴ５０为１１.９０~６.８５ｈꎻ当含沙量为８０ｍｇ/Ｌ时ꎬ相同的ＴＤＧ饱和度范围内该鱼类的ＬＴ５０为９.８５~６.５５ｈꎮ含沙量的升高减小了齐口裂腹鱼对过饱和ＴＤＧ的耐受性ꎮ在这之后ꎬ研究者们根据长江流域的实测泥沙浓度ꎬ进一步开展更高含沙量(２００~１０００ｍｇ/Ｌ)下ＴＤＧ过饱和含沙水体对岩原鲤[６]㊁胭脂鱼[１０]㊁鲢[１５]等鱼类的耐受性研究ꎬ也获得类似规律ꎬ即ＴＤＧ过饱和水体中的泥沙加速了鱼类死亡ꎬ他们指出这是由于泥沙颗粒堵塞鱼鳃进而影响鱼类呼吸ꎬ加之过饱和ＴＤＧ在血管形成栓塞ꎬ在此双重作用下鱼类加速死亡ꎮ但当饱和度超过１３０％时ꎬ过饱和ＴＤＧ仍为影响鱼类生存的关键致命因素ꎮ除此之外ꎬＹｕａｎ等[１２]开展了ＴＤＧ过饱和与温度共同作用对齐口裂腹鱼耐受性的影响研究ꎬ研究结果表明:温度为１２ħ时ꎬ１３０％~１４０％ＴＤＧ的中位生存时间(鱼类累积生存率为５０％所对应的时间)为１８.６~３.４６ｈꎻ当温度达到２４ħ时ꎬ相同饱和度水平下该鱼类的中位生存时间为６.７４~１.２２ｈꎮ温度的升高加速了ＴＤＧ过饱和水体中齐口裂腹鱼的死亡ꎬ研究者认为这是由于鱼类体内血压随温度而升高ꎬ血管中气泡在高血压作用下加速血管内栓塞的形成进而导致鱼类死亡ꎮ毛英翥等[３１]研究指出ꎬ在ＴＤＧ过饱和水体中加入一定１８㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀浓度(<５０ｍｇ/Ｌ)的ＮａＣｌ能够减缓鲫鱼幼鱼受过饱和ＴＤＧ的影响ꎻ但高浓度(１００ｍｇ/Ｌ)的ＮａＣｌ和ＴＤＧ过饱和的共同作用将加速鲫鱼幼鱼死亡ꎬ而是否存在一个ＮａＣｌ浓度值可使鲫鱼幼鱼避免ＴＤＧ过饱和的影响ꎬ有待深入研究ꎮ关于ＴＤＧ与环境因子共同作用对鱼类的影响ꎬ国外研究成果较为缺乏ꎮ国内上述研究者们考虑温度㊁泥沙㊁盐度与过饱和ＴＤＧ的共同作用ꎬ开展对鱼类影响的相关研究ꎬ为该方向的深入研究提供参考ꎮ６㊀ＴＤＧ过饱和减缓措施针对大坝泄洪引起的ＴＤＧ过饱和及对鱼类的影响问题ꎬ诸多学者就ＴＤＧ过饱和减缓措施方面开展一系列研究ꎮ李然等[３２]通过ＴＤＧ过饱和预测模型ꎬ研究得到不同泄洪方式引起的ＴＤＧ过饱和水平各异(深孔泄洪<表孔泄洪<泄洪洞)ꎬ建议优先采用深孔泄洪方式来减小ＴＤＧ过饱和的生成ꎮ曲璐等[３３]建议在大坝泄洪的同时进行排沙ꎬ通过增加含沙量来促使下游水体中过饱和ＴＤＧ的释放ꎬ但ＴＤＧ过饱和水体中高浓度的泥沙也可能对鱼类造成负面影响[６]ꎮ彭期冬等[３４]提出采用动态汛限水位调度的方式能减缓大坝下游的ＴＤＧ过饱和程度ꎬ同时也指出该调度方式可能会引起水库泥沙的淤积ꎮ此外ꎬ有研究发现在ＴＤＧ过饱和水体中设置阻水介质[３５]以及对ＴＤＧ过饱和水体进行曝气[３６]能有效促进ＴＤＧ的释放ꎬ进而减缓ＴＤＧ过饱和对鱼类的伤害ꎮ这些研究为减缓ＴＤＧ过饱和不利影响的措施研究提供新思路ꎮ７㊀结语综上所述ꎬ国内ＴＤＧ过饱和对鱼类影响研究已取得一定成果ꎬ但鱼类耐受性阈值并未确定ꎬ解决方案的报道相对较少ꎬ也未对大坝下游河道的过饱和ＴＤＧ提出相应的标准ꎮ上述研究成果大多在室内受控条件下取得ꎬ研究种类较少ꎬ多以底层鱼类(岩原鲤㊁胭脂鱼㊁齐口裂腹鱼等)为主要研究对象ꎮ而我国鱼类多样性丰富ꎬ中上层㊁表层鱼类更易受ＴＤＧ过饱和伤害ꎬ有必要进一步开展ＴＤＧ过饱和对中上层㊁表层鱼类的影响研究ꎬ对大坝下游河道ＴＤＧ过饱和安全阈值和ＴＤＧ过饱和减缓措施的提出具有重要作用ꎮ此外ꎬ天然河道中水文水质条件复杂ꎬ其他环境因子也可能增加ＴＤＧ过饱和对鱼类的伤害ꎬ进一步开展含沙量㊁水温㊁过饱和ＴＤＧ㊁氨氮㊁盐度等多因子耦合作用对鱼类生存的影响研究ꎬ明确不同水深处不同鱼类对大坝泄洪引起的ＴＤＧ过饱和的耐受程度ꎮ此外ꎬ加强野外原位观测实验研究ꎬ有助于水库调度方案和鱼类保护措施的制定ꎮ目前ＴＤＧ过饱和对鱼类影响的生理学机制尚不清楚ꎬ采用多学科交叉方法(分子生物学㊁细胞学㊁组织学等)进行深入研究有利于揭示ＴＤＧ过饱和对鱼类影响内在机制ꎮ如何消减大坝泄洪引起的ＴＤＧ气体过饱和ꎬ相关减缓措施被提出ꎬ但在实际工程中并不能单以降低下游水体ＴＤＧ饱和度为目的ꎬ需要兼顾发电㊁防洪㊁灌溉㊁供水等多方效益ꎮ且部分措施在实施上存在一定局限ꎬ要获得一个行之有效的ＴＤＧ过饱和减缓措施ꎬ需要作进一步的研究ꎮ参考文献:[１]㊀冯镜洁ꎬ李然ꎬ李克锋ꎬ等.高坝下游过饱和ＴＤＧ释放过程研究[Ｊ].水力发电学报ꎬ２０１０ꎬ２９(１):７－１２.[２]㊀ＷＥＩＴＫＡＭＰＤＥ.ＡＲｅｖｉｅｗｏｆＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎＬｉｔｅｒａ￣ｔｕｒｅ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＦｉｓｈｅｒｉｅｓＳｏｃｉｅｔｙꎬ１９８０ꎬ１０９(６):６５９－７０２.[３]㊀ＣＯＵＮＩＨＡＮＴＤꎬＭＩＬＬＥＲＡｌｌｅｎＩꎬＭＥＳＡＭａｔｔｈｅｗＧꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｗｈｉｔｅｓｔｕｒｇｅｏｎｌａｒｖａｅ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＦｉｓｈｅｒｉｅｓＳｏｃｉｅｔｙꎬ１９９８ꎬ１２７(２):３１６－３２２.[４]㊀ＦＩＣＫＥＩＳＥＮＤＨꎬＭＯＮＴＧＯＭＥＲＹＪＣ.ＴｏｌｅｒａｎｃｅｓｏｆＦｉｓｈｅｓｔｏＤｉｓ￣ｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎＤｅｅｐＴａｎｋＢｉｏａｓｓａｙｓ[Ｊ].ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＦｉｓｈｅｒｉｅｓＳｏｃｉｅｔｙꎬ１９７８ꎬ１０７(２):３７６－３８１. [５]㊀谭德彩.三峡工程致气体过饱和对鱼类致死效应的研究[Ｄ].重庆:西南大学ꎬ２００６.[６]㊀刘晓庆ꎬ王俊杰ꎬ孙井沛ꎬ等.ＴＤＧ过饱和高含沙水体对岩原鲤的急性效应研究[Ｊ].水力发电学报ꎬ２０１７ꎬ３６(１０):９３－１０１. [７]㊀ＸＵＥＳＤꎬＷＡＮＧＹＭꎬＬＩＡＮＧＲＦꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎＦｉｓｈｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＳｉｚｅｓａｎｄＳｐｅｃｉｅｓ[Ｊ].Ｉｎｔｅｒ￣ｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０１９ꎬ１６(１３):２４４４－２４５６.[８]㊀ＣＨＥＮＳＣꎬＬＩＵＸＱꎬＪＩＡＮＧＷꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＷａｔｅｒｏｎＬｅｔｈａｌｉｔｙａｎｄＣａｔａｌａｓｅＡｃｔｉｖｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＳｕｃｋｅｒ(ＭｙｘｏｃｙｐｒｉｎｕｓａｓｉａｔｉｃｕｓＢｌｅｅｋｅｒ)[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵ￣ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－ＳｃｉｅｎｃｅＢ(Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０１２ꎬ１３(１０):７９１－７９６.[９]㊀ＣＡＯＬꎬＬＩＫＦꎬＬＩＡＮＧＲＦꎬｅｔａｌ.ＴｈｅＴｏｌｅｒａｎｃｅＴｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆＣｈｉ￣ｎｅｓｅＳｕｃｋｅｒｔｏＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＡｑｕａｃｕｌｔｕｒｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１５ꎬ４７(９):２８０４－２８１３.[１０]㊀ＬＩＮꎬＦＵＣＨꎬＺＨＡＮＧＪꎬｅｔａｌ.ＨａｔｃｈｉｎｇＲａｔｅｏｆＣｈｉｎｅｓｅＳｕｃｋｅｒ(ＭｙｘｏｃｙｐｒｉｎｕｓａｓｉａｔｉｃｕｓＢｌｅｅｋｅｒ)ＥｇｇｓＥｘｐｏｓｅｄｔｏＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓ(ＴＤＧ)ＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅＴｏｌｅｒａｎｃｅｏｆＪｕｖｅｎｉｌｅｓｔｏｔｈｅＩｎ￣ｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＴＤＧＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｎｄＳｕｓｐｅｎｄｅｄＳｅｄｉｍｅｎｔ[Ｊ].Ａｑ￣ｕａｃｕｌｔｕｒｅＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１９ꎬ５０(７):１８７６－１８８４.[１１]㊀ＷＡＮＧＹＭꎬＬＩＫＦꎬＬＩＪꎬｅｔａｌ.ＴｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄＡｖｏｉｄａｎｃｅＣｈａｒａｃｔｅｒ￣ｉｓｔｉｃｓｏｆＰｒｅｎａｎｔ'ｓｓｃｈｉｚｏｔｈｏｒａｃｉｎＳｃｈｉｚｏｔｈｏｒａｘｐｒｅｎａｎｔｉｔｏＴｏｔａｌＤｉｓ￣ｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＷａｔｅｒ[Ｊ].ＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｉｓｈｅｒｉｅｓＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２０１５ꎬ３５(４):８２７－８３４.[１２]㊀ＹＵＡＮＹꎬＷＡＮＧＹＭꎬＺＨＯＵＣＹꎬｅｔａｌ.ＴｏｌｅｒａｎｃｅｏｆＰｒｅｎａｎｔ ｓｓｃｈｉｚｏｔｈｏｒａｃｉｎＳｃｈｉｚｏｔｈｏｒａｘｐｒｅｎａｎｔｉｔｏＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔ￣ｕｒａｔｅｄＷａｔｅｒａｔＶａｒｙｉｎｇＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ[Ｊ].ＮｏｒｔｈＡｍｅｒｉｃａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆ２８㊀第８期㊀㊀㊀尹清杰ꎬ等:总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅꎬ２０１７ꎬ８０(１):１０７－１１５.[１３]㊀张亦然ꎬ杜秋成ꎬ王远铭ꎬ等.总溶解气体过饱和含沙水体对齐口裂腹鱼影响的实验研究[Ｊ].水利学报ꎬ２０１４ꎬ４５(９):１０２９－１０３７.[１４]㊀ＣＡＯＬꎬＬＩＡＮＧＲＦꎬＴＵＯＹＣꎬｅｔａｌ.ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓ－ＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＷａｔｅｒｏｎＳｉｌｖｅｒＣａｒｐ(ＨｙｐｏｐｈｔｈａｌｍｉｃｈｔｈｙｓＭｏｌｉｔｒｉｘ)[Ｊ].ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ９(４):３２４－３２８.[１５]㊀孙井沛ꎬ王俊杰ꎬ刘晓庆ꎬ等.鱼类在ＴＤＧ过饱和含沙水体中的耐受性[Ｊ].水利水电科技进展ꎬ２０１９ꎬ３９(１):２８－３３.[１６]㊀宋明江ꎬ刘亚ꎬ龚全ꎬ等.总溶解气体过饱和对达氏鲟急性致死效应[Ｊ].淡水渔业ꎬ２０１８ꎬ４８(５):１７－２１.[１７]㊀袁嫄ꎬ袁佺ꎬ王远铭ꎬ等.总溶解气体过饱和对长薄鳅的急性和慢性致死效应研究[Ｊ].工程科学与技术ꎬ２０１７ꎬ４９(Ｓ２):５６－６１. [１８]㊀李娜ꎬ冯翠霞ꎬ王俊杰ꎬ等.ＴＤＧ过饱和高含沙水体对鲤幼鱼的影响[Ｊ].水生态学杂志ꎬ２０１９ꎬ４０(３):９２－９８.[１９]㊀ＣＡＯＬꎬＬＩＹꎬＡＮＲｕｉｄｏｎｇꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＷａｔｅｒＤｅｐｔｈｏｎＧＢＤＡｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎｅｓｅＳｕｃｋｅｒ(Ｍｙｘｏｃｙｐｒｉｎｕｓａｓｉａｔｉｃｕｓ)ｉｎＵｐｐｅｒＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎ￣ｔｉｆｉｃＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０１９(９):６８２８－６８３５.[２０]㊀王远铭ꎬ张陵蕾ꎬ曾超ꎬ等.总溶解气体过饱和胁迫下齐口裂腹鱼的耐受和回避特征[Ｊ].水利学报ꎬ２０１５ꎬ４６(４):４８０－４８８. [２１]㊀ＭＡＲＳＨＭＣꎬＧＯＲＨＡＭＦＰ.ＴｈｅＧａｓＤｉｓｅａｓｅｉｎＦｉｓｈｅｓ[Ｒ].ＲｅｐｏｒｔｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＢｕｒｅａｕｏｆＦｉｓｈｅｒｉｅｓꎬ１９０５:３４３－３７６.[２２]㊀ＰＡＵＬＥＹＧꎬＮＡＫＡＴＡＮＩＲ.Ｈｉｓｔｏｐａｔｈｏｌｏｇｙｏｆ"Ｇａｓｂｕｂｂｌｅ"ＤｉｓｅａｓｅｉｎＳａｌｍｏｎＦｉｎｇｅｒｌｉｎｇｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＦｉｓｈｅｒｉｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄｏｆＣａｎａｄａꎬ１９６７(２４):８６７－８７１.[２３]㊀ＨＵＡＮＧＸꎬＬＩＫＦꎬＤＵＪꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎＬｅ￣ｔｈａｌｉｔｙａｎｄＡｖｏｉｄａｎｃｅＲｅｓｐｏｎｓｅｓｉｎＪｕｖｅｎｉｌｅＲｏｃｋＣａｒｐ(ＰｒｏｃｙｐｒｉｓｒａｂａｕｄｉＴｃｈａｎｇ)[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－ＳｃｉｅｎｃｅＢ(Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０１０ꎬ１１(１０):８０６－８１１.[２４]㊀ＬＩＡＮＧＲＦꎬＬＩＢꎬＬＩＫＦꎬｅｔａｌ.ＥｆｆｅｃｔｏｆＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒ￣ｓａｔｕｒａｔｅｄＷａｔｅｒｏｎＥａｒｌｙＬｉｆｅｏｆＤａｖｉｄ ｓｓｃｈｉｚｏｔｈｏｒａｃｉｎ(Ｓｃｈｉｚｏｔｈｏ￣ｒａｘｄａｖｉｄｉ)[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－ＳｃｉｅｎｃｅＢ(Ｂｉｏ￣ｍｅｄｉｃｉｎｅ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０１３ꎬ１４(７):６３２－６３９.[２５]㊀杨传顺.总溶解气体过饱和对鲢的影响研究[Ｄ].上海:上海海洋大学ꎬ２０１８.[２６]㊀冀前锋ꎬ王远铭ꎬ梁瑞峰ꎬ等.总溶解气体渐变饱和度下齐口裂腹鱼的耐受特征[Ｊ].工程科学与技术ꎬ２０１９ꎬ５１(３):１３０－１３７. [２７]㊀ＪＩＱＦꎬＸＵＥＳＤꎬＹＵＡＮＱꎬｅｔａｌ.ＴｈｅＴｏｌｅｒａｎｃｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＲｅｓｉｄｅｎｔＦｉｓｈｉｎｔｈｅＵｐｐｅｒＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒｕｎｄｅｒＶａｒｙｉｎｇＧａｓＳｕｐｅｒ￣ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＰｕｂｌｉｃＨｅａｌｔｈꎬ２０１９ꎬ１６(１１):２０２１－２０３３.[２８]㊀袁佺ꎬ袁嫄ꎬ王远铭ꎬ等.长薄鳅对过饱和总溶解气体的回避特征研究[Ｊ].水生态学杂志ꎬ２０１７ꎬ３８(４):７７－８１.[２９]㊀ＬＩＵＸＱꎬＬＩＫＦꎬＤＵＪꎬｅｔａｌ.ＧｒｏｗｔｈＲａｔｅꎬＣａｔａｌａｓｅａｎｄＳｕｐｅｒｏｘｉｄｅＤｉｓｍｕｔａｓｅＡｃｔｉｖｉｔｉｅｓｉｎＲｏｃｋＣａｒｐ(ＰｒｏｃｙｐｒｉｓｒａｂａｕｄｉＴｃｈａｎｇ)Ｅｘ￣ｐｏｓｅｄｔｏＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－ＳｃｉｅｎｃｅＢ(Ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ＆Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０１１ꎬ１２(１１):９０９－９１４.[３０]㊀ＬＩＵＸＱꎬＬＩＫＦꎬＷＥＮＪꎬｅｔａｌ.ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｐｏｎｓｅｓａｎｄＳｕｒｖｉｖａｌｏｆＲｏｃｋＣａｒｐ(Ｐｒｏｃｙｐｒｉｓｒａｂａｕｄｉ)ｔｏＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓＳｕｐｅｒｓａｔｕ￣ｒａｔｅｄＷａｔｅｒ[Ｊ].ＩｃｈｔｈｙｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈꎬ２０１５ꎬ６２(２):１７１－１７６. [３１]㊀毛英翥ꎬ曹舜泽ꎬ冯庭慧ꎬ等.ＮａＣｌ对鲫鱼鱼苗受ＴＤＧ过饱和影响的缓解实验[Ｊ].人民长江ꎬ２０１７ꎬ４８(Ｓ１):７３－７６ꎬ１０４.[３２]㊀李然ꎬ李嘉ꎬ李克锋ꎬ等.高坝工程总溶解气体过饱和预测研究[Ｊ].中国科学Ｅ辑:技术科学ꎬ２００９ꎬ３９(１２):２００１－２００６. [３３]㊀曲璐.高坝工程总溶解气体过饱和与水体含沙量关系[Ｊ].水科学进展ꎬ２０１１ꎬ２２(６):８３９－８４３.[３４]㊀彭期冬ꎬ廖文根ꎬ禹雪中ꎬ等.三峡水库动态汛限调度对气体过饱和减缓效果研究[Ｊ].水力发电学报ꎬ２０１２ꎬ３１(４):９９－１０３. [３５]㊀冯镜洁ꎬ李然ꎬ史春红ꎬ等.阻水介质对过饱和总溶解气体释放过程影响的实验研究[Ｊ].西南民族大学学报(自然科学版)ꎬ２０１７ꎬ４３(１):８９－９４.[３６]㊀ＯＵＹＭꎬＬＩＲꎬＴＵＯＹＣꎬｅｔａｌ.ＴｈｅＰｒｏｍｏｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＡｅｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＤｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆＳｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｅｄＴｏｔａｌＤｉｓｓｏｌｖｅｄＧａｓ[Ｊ].ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６(９５):２４５－２５１.(编辑:黄文晋)引用本文:尹清杰ꎬ刘晓庆.总溶解气体过饱和对鱼类影响研究进展[Ｊ].人民长江ꎬ２０２０ꎬ５１(８):７８－８３.ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｏｔａｌｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｆｉｓｈｓｕｒｖｉｖａｌＹＩＮＱｉｎｇｊｉｅ１ꎬＬＩＵＸｉａｏｑｉｎｇ２(１.ＳｉｃｈｕａｎＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１１１３０ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＸｉｈｕａＵｎｉ￣ｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００３９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:㊀Ｔｏｔａｌｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓ(ＴＤＧ)ｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｅｎｏｃｃｕｒｓａｔｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｏｆｄａｍｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｌｏｏｄｄｉｓｃｈａｒｇｅ.Ｔｈｅｈｉｇｈｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｉｎｔｈｅｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｃａｎｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｔｈｒｅａｔｔｏｆｉｓｈ.ＴｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆＴＤＧｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｄｉｓ￣ｃｈａｒｇｅｄｆｌｏｏｄａｎｄｉｔｓｉｍｐａｃｔｏｎｆｉｓｈｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄｍｏｒｅｉｎｔｅｒｅｓｔｓ.Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙꎬｇａｓｂｕｂｂｌｅｄｉｓｅａｓｅꎬｔｏｌｅｒａｎｃｅａｎｄａｖｏｉｄａｎｃｅｏｆｆｉｓｈｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｆｉｓｈｈａｄｎｏｔｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｄｅｆｉｎｉｔｅｌｙ.ＳｏｌｕｔｉｏｎｓｈａｄｎｏｔｂｅｅｎｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｆｏｒｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＴＤＧｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｆｉｓｈ.ＩｔｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔａｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆＴＤＧａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓｏｎｆｉｓｈｓｈｏｕｌｄｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ.Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅꎬｉｎ￣ｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｆｆｅｃｔｏｆＴＤＧｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｆｉｓｈꎬｗｈｉｃｈｃａｎｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓｆｏｒｆｉｓｈ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:㊀ｔｏｔａｌｄｉｓｓｏｌｖｅｄｇａｓｓｕｐｅｒｓａｔｕｒａｔｉｏｎꎻｆｉｓｈｓｕｒｖｉｖａｌꎻｇａｓｂｕｂｂｌｅｄｉｓｅａｓｅꎻｔｏｌｅｒａｎｃｅꎻａｖｏｉｄａｎｃｅ３８。
气体过饱和对长江鲟早期生活史的影响
水体监测仪器: 溶解氧的测定选用美国哈希公 司生产的HQ30D测定仪, 量程为0—200%, 精度 为±1%。TDG饱和度的测定选用丹麦Oxyguard公 司生产的Handy Polaris TGP(Total Dissolved Gas Pressure)测定仪, 量程为0—200%, 精度为±1%。
1 材料与方法
1.1 实验材料来源 长江鲟受精卵取自长江水产研究所太湖试验
场, 一次性从产卵池的集卵箱采集约5000粒受精卵, 置于充氧袋中带至实验场地, 用脱黏剂处理后置于 水体中进行培养, 发育至神经胚阶段时挑选出状态 健康的受精卵进行实验; 剩余受精卵正常培养至孵 出膜, 期间选用出膜1—2d的状态健康的仔鱼进行 实验。培养水体采用的是经过曝气的井水, 水温为 (19.5±0.5)℃, 溶解氧(DO)浓度约为7 mg/L。
第 45 卷 第 4 期 2021 年 7 月
doi: 10.7541/2021.2020.117
水生生物学报
ACTA HYDROBIOLOGICA SINICA
Vol. 45, No. 4 July, 2021
气体过饱和对长江鲟早期生活史的影响
杜开开 杨传顺 吴 凡 柳 凌 茹辉军 吴湘香 倪朝辉 李云峰
生物特征观察设备: 选用日本的奥林巴斯公司 生产的SZ61型解剖镜, 对实验生物进行观察。 1.3 实验方法
阻水介质对过饱和总溶解气体释放过程影响的实验研究
阻水介质对过饱和总溶解气体释放过程影响的实验研究冯镜洁;李然;史春红;左竟成【摘要】随着大量高坝的建成运行,泄水引起下游水体中总溶解气体(Total dissolved gas,TDG)过饱和可能致使鱼类患气泡病甚至死亡.考虑到TDG过饱和的泄洪水流在下游河道的输移过程中常伴随河滩地植被被淹没现象.为探讨过饱和TDG的快速释放的恢复技术,以立柱为阻水介质模拟滩地植被,设计开展了不同排列型式、不同疏密程度、不同介质表面粗糙程度条件下的阻水介质作用下过饱和TDG释放过程研究实验,结果表明阻水介质的存在对加速过饱和TDG的释放速度效果显著,过饱和TDG释放速率随阻水介质排列密度的增加、介质表面粗糙程度的增加、介质外观不规则程度的增加而增加.该研究为探讨利用阻水介质加快过饱和TDG释放提供了科学依据,并为减缓TDG过饱和不利影响的措施研究提供新思路和参考.【期刊名称】《西南民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(043)001【总页数】6页(P89-94)【关键词】阻水介质;过饱和;总溶解气体;释放系数【作者】冯镜洁;李然;史春红;左竟成【作者单位】四川大学水力学与山区开发保护国家重点实验室,四川成都610065;四川大学水力学与山区开发保护国家重点实验室,四川成都610065;国电库车发电有限公司,新疆阿克苏842000;重庆市永川区环境监测站,重庆永川 402160【正文语种】中文【中图分类】TV14随着近年来大量高坝的修建，其运行对生态环境的影响越来越突出，受到广泛关注.高坝泄水时，大量气体被水舌卷入水垫塘内，并在水垫塘深处的高压环境下溶解入水体中，使水体中的溶解气体，主要包括溶解氧(DO)和溶解氮(DN)过饱和，称为水体总溶解气体(Total dissolved gas，TDG)过饱和.过饱和的溶解气体在向下游河道输移过程中并不会很快释放[1]，在此过程中就会对河道内鱼类等水生生物产生不利影响，导致鱼类患“气泡病”(Gas Bubbl e Disease)甚至死亡[2-3].研究表明溶解氮的影响大于溶解氧，总溶解气体的影响比溶解氮大[4].随着高坝的建成运行，国内外已经发生多起泄洪引起的溶解气体过饱和进而导致大规模鱼类死亡的事件[5-7]，因此如何减缓溶解气体过饱和的不利影响是当前水生态保护亟待解决的问题.减缓过饱和TDG影响的研究主要包括降低过饱和溶解气体生成和加快过饱和溶解气体释放两个方面.已有研究主要针对减小过饱和TDG生成方面开展的，美国陆军工程兵团通过在Columbia河上Wanapum等水坝溢流面上安装偏流装置，改变水舌的入水深度而降低坝下生成的TDG饱和度[8]；Politano通过数值计算对不同泄水孔组合方式下的近坝区TDG分布进行模拟，比选得到较优的泄水组合[9].在国内，彭期冬研究认为采用动态汛限水位的运行方式对减缓三峡下游长江河道的TDG不利影响具有一定作用[10].但在如何加快过饱和溶解气体的释放方面研究较少，尤其是能应用于实际工程的减缓措施研究相当缺乏.冯镜洁[11]通过室内实验提出泥沙有利于过饱和溶解气体的释放；牛晋兰[12]等在实验室内开展了利用多孔介质促进过饱和溶解气体释放的试验研究；雍晓东[13]初步研究认为复杂水域内的绕流、回流等水力学现象有助于过饱和TDG的释放.高坝泄水期间，下游河道水位急剧抬升，部分滩地或岸边植被带将被淹没.淹没植株对水流产生阻力，改变了植株附近区域水流的流场和紊动特性[14-17]，对水体携带的泥沙[18-20]、污染物[21-22]等的输移过程产生重要影响，同时植株在改变水体水动力学特性的同时增加了固液接触面积，将对过饱和TDG的输移释放过程也产生重要影响.因此，本文通过不同材质的立柱充当阻水介质来模拟淹没植被，研究疏密程度、排列型式、表明粗糙程度、外观形状等对水体中过饱和TDG释放的促进效果.1.1 实验装置本实验在四川大学山区河流开发与保护国家重点实验室开展.实验通过有机玻璃制成的矩形水槽进行，水槽在进口前段设静水池，以此来控制水流流态的稳定均匀，静水池后为水槽实验段，水槽实验段长250 cm，宽20 cm，高30 cm，水槽底坡为4‰.考虑材质和形状的不同，实验中采用了有机玻璃方柱、木方柱和PVC圆柱充当阻水介质，阻水介质柱高20 cm，方柱宽为1.6 cm，圆柱直径为1.5 cm.实验用TDG过饱和水来自总溶解气体过饱和水体生成及其对鱼类影响研究的装置[23].实验布置见图1.1.2 实验仪器与方法通过TDG过饱和水体生成装置生成的水体进入布置有阻水介质的实验水槽中，在水槽实验段的入口和出口进行TDG饱和度测量.TDG饱和度采用加拿大Point Four公司生产的TGP测定仪测量，量程0～200%，精度±2%.流量通过水槽实验段进口的三角堰处的堰上水头控制，堰上水头采用钢尺测量，精度±1mm.水流在水槽实验段内的滞留时间通过多次投掷泡沫浮标，记录单个浮标的漂流时间后平均统计得到，单次投掷的泡沫浮标数量为20枚.1.3 实验工况实验工况设置中考虑阻水介质排列的疏密程度、排列型式、阻水介质表面的粗糙程度、阻水介质外观形状等阻水介质特性对过饱和TDG释放过程的影响.有机玻璃方柱为主要实验材质，开展了稀疏正列、加密正列、加密错列等布置型式下的实验，其中稀疏工况下使用立柱24支，加密工况下使用立柱48支.为对比不同表明粗糙程度对过饱和TDG释放的影响，设置了木方柱与有机玻璃柱进行对比研究；为对比不同介质外观的不规则程度对过饱和TDG释放的影响，设置了PVC圆柱与有机玻璃方柱进行对比.考虑到来流的TDG水平的影响，实验中对各种特性的阻水介质均设置了125%、130%、135%三种来流TDG饱和度工况.另外，实验中设置了无阻水介质的空白对照组实验.综合考虑以上因素，共设置实验工况18个，见表1所示.2.1 实验结果实验测量得到各工况过饱和TDG随时间变化过程.根据美国美国陆军工程兵团[24]的研究成果，过饱和溶解气体的释放符合一阶动力学过程，公式表述为:其中G为TDG饱和度(%)；Geq为TDG平衡饱和度，取100%；t为时间(s)；kT 为过饱和TDG释放系数(s-1).将各工况测得的水槽实验段入出口TDG饱和度和水体滞留时间，利用上式计算得到各工况的过饱和TDG释放系数.同一材质同一排列型式下，不同入口TDG饱和度工况下的滞留时间取同一值，为3种入口饱和度工况的平均值.实验测量结果和过饱和TDG释放系数计算结果见表2所示.实验结果表明，与空白试验相比，阻水介质的存在显著提高了过饱和TDG释放速度，但不同的阻水介质类型和型式对过饱和TDG释放的促进作用有差异.2.2 疏密程度对过饱和TDG释放过程的影响分析对比工况4～工况6和工况7～工况9可以看出，随着水槽内有机玻璃方柱数量的增加，入出口TDG饱和度差值增加，过饱和TDG释放系数也增大.工况4和工况7对比来看，稀疏排列工况下入出口TDG饱和度差值为4.1%，释放系数为0.021s-1，加密立柱后入出口TDG饱和度差值增加至5.7%，释放系数也增大至0.025 s-1.稀疏排列和加密排列两种型式下各工况的释放系数见图2，结果表明增加水体中阻水介质的密度有助于加快过饱和TDG的释放.分析原因，水中溶解气体的析出过程是溶解气体依附于介质形成气核，气核聚并形成小气泡，小气泡不断聚并形成大气泡，随之在浮力作用下上浮至水面逸出至大气的过程，因此阻水介质的存在为溶解气体形成气核提供了大量可依附的介质，促进了过饱和TDG的释放；另外，水体中阻水介质的存在增加了水体在水槽中的流程，延长了滞留时间，使得释放更充分.2.3 排列型式对过饱和TDG释放过程的影响分析对比工况7～工况9和工况10～工况12可以看出(见表2和图3)，水槽内有机玻璃柱从正列调整为错列后，对应工况的入出口TDG饱和度差值增加，过饱和TDG 释放系数也略增大.错列型式下水槽内流线更复杂，流程增加使释放更充分；错列型式下紊动强度提高也对TDG释放起到一定的促进效果，但本实验中释放系数的提高不显著.2.4 表面粗糙程度对过饱和TDG释放过程的影响分析将阻水介质从表面较光滑的有机玻璃柱换成表面粗糙的木方柱时，由于木头表面粗糙增加了固液接触面积，提供了更多可供气泡析出所依附的介质，从而促进了水体中过饱和TDG的释放.对比工况10～工况12和工况13～工况15(见表2和图4)，入口TDG饱和度为135%的条件下，木柱工况下的入出口TDG饱和度差比有机玻璃柱工况高3.2%，释放系数提高0.013 s-1，木柱相比有机玻璃柱而言过饱和TDG释放速度显著提高，因此提高阻水介质表面粗糙程度有助于加速过饱和TDG的释放.2.5 介质外观形状对过饱和TDG释放过程的影响分析将阻水介质从有棱角的有机玻璃柱换成表面光滑规整的PVC圆柱时，由于阻水介质外观的不规则程度降低，立柱对水体的扰动引起的紊动作用降低，另加之圆柱的固液接触面积小于方柱，因此圆柱工况相比方柱工况来说，入出口TDG饱和度差降低，过饱和TDG释放系数减小.对比工况10～工况12和工况16～工况18(见表2和图5)，入口TDG饱和度为135%的条件下，方柱工况下的入出口TDG饱和度差比圆柱工况高1.8%，释放系数提高0.007 s-1，因此提高阻水介质外观形状的不规则程度将促进过饱和TDG的释放.①由于单个工况下过饱和TDG释放过程的测试较快，全部实验工况集中在一周内完成，实验期间环境气温温度，实验过程中水温变幅较小，因此本实验中未采取温控措施，认为温度变化对过饱和TDG释放过程和释放系数的影响可忽略.②实验中采用亚克力胶水将立柱粘于水槽中，在更换立柱过程中未能将水槽底部亚克力胶水完全铲除干净，因此后期开展的实验工况中水槽的底部糙率高于前期开展的实验工况，综合分析认为槽底糙率的增加对实验结果影响较小.本文通过在水槽中布设有机玻璃方柱、木方柱、PVC圆柱等不同的阻水介质，对比研究了不同疏密程度、排列型式、表明粗糙程度、外观形状等条件下过饱和TDG的释放过程及其释放系数.结果表明，阻水介质的存在能显著促进过饱和TDG 的释放，且这种促进作用随阻水介质密度的增加而增加，随介质表面粗糙程度的增加而增加，随介质外观形状的不规则程度的增加而增加.该研究为探讨利用阻水介质加快过饱和TDG释放，促进TDG过饱和水体向溶解平衡态的转化提供了科学依据，还为过饱和TDG不利影响的减缓措施研究提供了新思路和参考，对于水利工程中水生生态保护具有重要的实际应用价值.阻水介质的存在虽然有利于过饱和TDG的释放，但其存在增加了水流在河道内的滞留时间，影响泄洪期间的河道行洪能力和效率，因此如何在确保工程安全及行洪安全前提下，利用阻水介质促进过饱和TDG的释放是今后应用研究中应关注的问题.【相关文献】[1]冯镜洁，李然，李克锋，等.高坝下游过饱和TDG释放过程研究[J].水力发电学报，2010，29(1):7-12.[2]WEITKAMP D E，KATZ M.A review of dissolved gas 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大坝对鱼类的生态效应评估实验过程
大坝对鱼类的生态效应评估实验过程一、研究背景及意义大坝建设对生态环境的影响一直备受关注。
其中，对于水生动物的影响尤为重要，特别是对于鱼类这一重要的水生生物资源。
对于大坝对鱼类生态效应的评估实验显得尤为必要。
二、实验设计1. 实验对象选择本次实验选择黄河上游某水库中常见的两种鱼类——草鱼和青鱼作为实验对象。
2. 实验组设置本次实验共设置两组：一个是大坝下游的控制组，另一个是大坝上游近距离的观察组。
3. 实验内容（1）样本采集：在实验开始前，先采集到足够数量的草鱼和青鱼样本，并对其进行标记以便后续观察。
（2）环境条件记录：在实验开始后，需记录各个实验点位的水温、溶解氧、pH等环境条件。
（3）观察记录：每天定时到各个实验点位进行观察，并记录下观察到的草鱼和青鱼数量及其行为状态等信息。
（4）数据分析：根据采集到的数据，对实验结果进行统计和分析。
三、实验步骤1. 样本采集在黄河上游某水库中，使用网箱捕捞草鱼和青鱼样本。
将捕获的草鱼和青鱼进行标记，并放回水库中。
2. 实验组设置在大坝下游与大坝上游近距离两个位置各设置一个实验组。
大坝下游的实验组作为控制组，大坝上游近距离的实验组作为观察组。
3. 环境条件记录在每个实验点位，使用水质测试仪器记录下水温、溶解氧、pH等环境条件，并将数据记录下来。
4. 观察记录每天定时到各个实验点位进行观察，并记录下观察到的草鱼和青鱼数量及其行为状态等信息。
观察时间持续一个月。
5. 数据分析根据采集到的数据，对实验结果进行统计和分析。
主要包括：草鱼和青鱼数量变化、行为状态变化、环境条件对鱼类生态影响等方面。
四、预期结果通过以上步骤，预计可以得出以下结论：1. 大坝建设对鱼类生态环境会产生一定的影响，但影响程度与大坝距离、环境条件等因素有关。
2. 大坝下游的控制组与大坝上游近距离的观察组中，草鱼和青鱼数量和行为状态会有所差异。
3. 环境条件对鱼类生态影响较大，特别是水温、溶解氧等因素。
高坝泄流总溶解气体过饱和问题研究现状
在我国ꎬ谭德彩等具体分析了鱼类不同生活 阶段、液静压、温度、间歇性的暴露、探知和躲避能 力导致其对气体过饱和忍耐大小的状况[１１] ꎮ 汪 青等分析了鱼类气泡病的发生机制ꎬ提出了减缓 气体过饱和的生物解决方案[１２] ꎮ 董杰英等研究 了不同鱼类对气体溶解过饱和的敏感性[１３] ꎮ 王 远铭等研究了 ＴＤＧ 过饱和水体对齐口裂腹鱼的 急性致死效应、间歇性胁迫效应、水平和垂向回避 效应[１４] ꎮ 在高含沙水流给鱼类带来的威胁方面ꎬ 孙麓炜等通过实验推测高含沙水流对黄河鲤鱼造 成的急性缺氧应激是导致小浪底水库排沙过程中 流鱼现象的主要原因之一[１５] ꎮ 张亦然等发现在 ＴＤＧ 饱和度 相 同 时ꎬ 含 沙 量 越 高 半 致 死 时 间 越 短ꎬ含沙量相同时ꎬＴＤＧ 饱和度越高ꎬ半致死时间 越短[１６] ꎮ 但现有研究对有关鱼类因高坝泄流引 起的溶解气体过饱和的承受程度相关研究以及解 决方案的相关报道相对较少ꎬ并且目前也尚未对 大坝下游 ＴＤＧ 提出相应的标准ꎮ ２������ ３ 饱和度预测模型
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２０１８������ Ｎｏ������ ２
������������������������������������ 研究与综述
水利工程总溶解气体过饱和问题探讨
水利工程总溶解气体过饱和问题探讨作者：石喆来源：《中国科技博览》2014年第09期【摘要】水利工程的不利环境影响之一就是在泄水时可能导致坝下总溶解气体过饱和。
随着三峡工程蓄水发电及越来越多的高坝工程的投入运行，过饱和问题开始被人们愈发普遍关注。
本文我们将针对水利工程总溶解气体过饱和问题展开分析及探讨。
【关键词】水利工程；泄水；总溶解气体；饱和；影响【分类号】：TV698.11、泄流消能方式对TDG过饱和生成的影响大坝消能的主要方式有挑流消能、面流消能、底流消能。
其中水头比较高的70 m以上高坝应用挑流的有80%；而中、低水头工程多采用面流消和底流消能。
四川大学在2006到2009年间，先后对多个大坝泄水时进行了TDG过饱和生成的原型观测，表1为大坝泄水时过饱和TDG的观测结果。
（表1）根据原型观测结果，四川大学建立了挑流消能时水垫塘内TDG生成的数学模型：式中，Gk为水垫塘出口下游TDG饱和度（%）；Geq为当地大气压强相应的平衡饱和度（%）；∆为水垫塘底板平均相对压强（kPa）；P0为当地大气压强（kPa）；为修正系数；kk为水流流经二道坝时的TDG释放系数；hk为二道坝高（m）；ht为二道坝上水深（m）。
当大坝采用面流消能或底流消能时，压强修正系数Φ2和水流流经二道坝时的TDG释放系数kk的取值范围会因为压强、水深、紊动强度的改变而改变，参数的选取需要进一步的大量原型观测数据来进行研究验证。
2、泄水流量对TDG过饱和生成的影响图1绘出了紫坪铺观测期间某时段内泄洪洞流量及彩虹桥（坝下500 m）和柏条河（约坝下9 km）TDG饱和度随时间的变化过程。
可以看出，下游河道TDG饱和度变化过程随着下泄流量的变化而变化，且变化趋势一致。
随着沿程水流的输移扩散作用，愈往下游，TDG变化幅度愈小。
（图1）图2为三峡工程泄水期间TDG饱和度与泄洪流量的关系。
可以看出，TDG饱和度随泄洪流量增大而增大。
（图2）可以看出，在汛期发电流量基本不变时，TDG饱和度随泄洪流量增大而增大。
大坝建设对鱼类的影响及伦理问题讨论
鱼类自然保护区
针对三峡水库和金沙江一期建设工程的影响，在向家坝—三峡水库 回水末端长约380km干流江段，一级支流赤水河约450km干流江段， 一级一些临近支流的河口或者下游段初步安排建立了： *长江上游珍稀和特有鱼类自然保护区 *湖北宜昌中华鲟自然保护区 *上海长江口中华鲟自然保护区 来保护濒临灭绝的中华鲟，并取得显著效果。
过鱼设施
过鱼设施是指让鱼通过障碍物的人工通 道和设施，按其功能分为： 上行过鱼：鱼道、升鱼机、鱼闸等 下行过鱼：物理栅栏、行为栅栏、表面 通道 辅助设施：闸门、拦污栅、防护栏、辅 助供水系统
工程实例
广西长州水利枢纽工程位于寻江干流，此工程鱼道上下水头为15.5m,是国内第一 座大型鱼道，也是我国第一座以拦导中华鲟为主的过鱼系统。
下游河道水温低
*导致鱼类繁殖季节推迟， 当年幼鱼的生长期缩短、生 长速度减缓、个体小等问题 发生。
鱼泡病
*高水头水利水电工程挑流 消能造成水体气体过饱和，
导致部分鱼类死亡。
大
坝 工
水利工程建设对洄游鱼类最直接 的影响体现在阻断其洄游通道上， 一些逆流而上的鱼类甚至会撞坝
程
而亡。其次，水轮机和水坝下泄
环境生态流域的影响，做到人与
自然和谐相处。
鱼类资源的补偿保护措施
鱼类增殖放流站
雅砻江锦屏鱼类增值站位于锦 屏一级水电站大沱营地内 *为减轻锦屏一、二级水电站、 官地水电站工程对鱼类资源的 影响保护雅砻江下游特有鱼类 的种群和资源而联合建设的。 *增值站全年放流苗种150200万尾，工程概算投资1.5亿。 *是目前全国水电行业中规模 最大，工艺最先进的鱼类增值 站之一。
1.阻隔鱼类洄游通道 *1981年葛洲坝建坝前，中华鲟的产卵场分布在长江上游，绵延 约800km *建坝后，中华鲟自然繁殖活动被压缩至庙嘴约4km的江段内 *产卵厂分布江段长度不足原有1%，自然繁殖规模急剧缩小，导 致种群数量急剧下降
大坝下游定点区域溶解氧饱和度预测
PREDICTION OF DISSOLVED OXYGEN SATURATION IN FIXED AREA DOWNSTREAM OF THE DAM
作者： 王煜[1,2] 戴会超[2]
作者机构： [1]三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌443002 [2]河海大学水利水电学院,江苏南京210098
出版物刊名： 长江流域资源与环境
页码： 970-975页
年卷期： 2011年 第8期
主题词： BP神经网络模型 溶解氧饱和度 仿真计算
摘要：大坝通过坝身泄流时,巨大的洪水卷吸空气中的大量气体直泻到下游河床,造成下游河道特别是近坝区域气体含量过饱和,给下游水生生物带来不利影响,其中鱼类气泡病就是水体气体过饱和造成的典型病症。
为探明大坝泄流对坝下河道溶解氧饱和度的影响,以三峡-葛洲坝区域坝下近坝区定点区域的溶解氧实测资料为基础,建立溶解氧饱和度的BP网络预测模型,对大坝不同
运行工况进行下游溶解氧饱和度的预测仿真计算,并将仿真预测值与实测及数值模拟结果进行比较分析。
结果得出BP网络模型能很好地逼近坝下近坝区指定区域的溶解氧饱和度,可根据大坝运行工况对下游水体溶解氧饱和度进行快速预测,为有效控制坝下水体溶解氧饱和度提供借鉴。
高坝工程总溶解气体过饱和预测研究
收稿日期: 2009-05-08; 接受日期: 2009-07-19 国家自然科学基金(批准号: 50579043)和水力学与山区河流开发保护国家重点实验室(四川大学)开放基金(批准号: 0604)资助项目
关键词
高坝 挑流 总溶解气体 过饱和
水体中总溶解气体(Total Dissolved Gas, 简称 TDG)过饱和可能致使鱼类患气泡病甚至死亡, 因此 伴随高坝泄水出现的总溶解气体过饱和问题成为高 坝工程运行的主要生态环境风险之一. 随着国家西 部大开发和“西电东送”战略的实施, 紫坪铺、溪洛渡、 向家坝、锦屏等一批高坝已建或在建之中, 另外双江 口、白鹤滩等一批坝高在 200 m 以上的高坝也即将建 设. 由于各具特色的气候、自然地理等因素影响, 我 国许多河流水生生物具有特有程度高、物种数量大等 特点, 因此, 高坝泄水导致的总溶解气体过饱和问题 在我国将日渐突出, 开展高坝下游溶解气体过饱和 研究具有特别重要的现实意义和理论价值.
受国家自然科学基金资助, 四川大学在 2006 至 2008 年间结合高坝泄水, 对国内已建的紫坪铺、三 峡、二滩、漫湾和大朝山等高坝开展了总溶解气体过 饱和原型观测研究. 各工程地理位置分布示意图见 图 2, 各工程基本概况见表 1.
水体中 TDG 测量采用美国 YSI 公司生产的 YSI52 型总溶解气体压力(TGP)测定仪. 观测得到的 水中总溶解气体压力与当地大气压的比值即为水体 中总溶解气体饱和度. 各工程 TDG 观测断面位置尽 量布置在冲坑及水垫塘出口, 但部分工程受观测条 件限值, 观测断面布置在坝下游一定距离. 各工程观 测断面位置及 TDG 饱和度最大观测值详见表 2.
水库泄水排沙引起水环境变化对下游鱼类影响综述
水库泄水排沙引起水环境变化对下游鱼类影响综述摘要：水库的建设运行在带来巨大的经济社会效应的同时，也威胁着下游鱼类的生存。
针对水库泄水排沙对下游鱼类的影响，从水库泄水引起的总溶解气体过饱和、水温变化以及排沙引起的含沙量改变这三个方面，将国内外水库泄水排沙对下游鱼类影响研究状况进行综合评述，并探讨了今后重点研究方面：开展TDG过饱和对中上层、上层鱼类的影响以及含沙量、水温、过饱和TDG等多因子耦合作用对鱼类生存的影响研究。
关键词:泄水排沙；鱼类生存环境影响；总溶解气体过饱和；水温；含沙量1、引言一般情况下，为调节水资源以及获得电力资源等经济效益，通常会在河流的上游建设水库。
但是，在水库建设完成后，河道上来水来沙条件的改变会下游河道在生态、河床淤积等方面产生重大影响。
而在水库运行期间，不合理的泄水排沙活动也会在一定程度上改变下游的河道生态环境，对生存在其中的生物特别是鱼类产生巨大的危害。
为明确水库泄水排沙对下游鱼类的影响，本文从水库泄水引起的下游总溶解气体过饱和及写谁时水温变化对鱼类的影响以及排沙引起的下游含沙量的改变对鱼类的影响这三个方面，叙述水库泄水排沙对下游鱼类的影响，并结合国内研究现状，指出现有成果的不足，对今后研究提出建议。
2、泄水对下游鱼类影响2.1总溶解气体过饱和对鱼类的影响所谓总溶解气体过饱和，是指在水库高速泄水期间，下泄的水流将空气中的气体卷入水体当中，由于高速而下的水流会使得坝下水体水压升高，进而使的被卷入水体中的气体周围水体的水压升高，从而导致水体中总溶解气体（TDG）过饱和[1]。
当TDG饱和度超过大气压和静水压力之和时，会使得鱼类罹患气泡病。
气泡病是一种影响居住在气体过饱和水体中水生动物的环境性疾病，主要有外部症状和内部症状两方面。
实验研究发现暴露于TDG过饱和水体中的鱼类，具有明显的气泡病外部症状，主要表现为皮肤、鱼鳍上充满气泡，眼球突出，出血，行为异常等。
其中，最为常见的是皮肤和鳍条之间的气泡，其大小和位置随着疾病的严重程度和鱼的种类变化。
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式下 ， 引 起 的下游 Ｔ Ｄ Ｇ过 饱 和水体 对 河 段 内鱼 类
Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和 水 流与 发 电尾 水 混合 后饱 和度 为
２ ． １ 河道 内Ｔ Ｄ Ｇ过饱和输移扩散模型
表１ 某 高坝 工程泄洪下游 Ｔ Ｄ Ｇ过饱和生成模拟表
黄 翔 ， 刘 四 华
（ 国电大渡河流域水 电开发有 限公 司， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
摘
要： 采用高坝泄洪 Ｔ Ｄ Ｇ生成预测模 型 ， 考虑泄洪水流 的非恒定流特征 及过饱和 Ｔ Ｄ Ｇ水 流在 河道 内的一维 动力学释放 ，
模拟某待建坝高 ２ ８ ９ ｍ的高坝工程 以单泄洪 洞分别持续泄洪不 同时间 ， 下游河段 内 Ｔ Ｄ Ｇ饱 和度水体对鱼类 影响。以已有鱼
别如 下 ¨ ：
和度值最大 ， 考虑最不利情况 ， 针对单泄洪洞泄水 产生 的 Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和水 体 ， 研究其对 鱼类 的影 响。
因高坝 泄水 常 与机 组 发 电 同时 发 生 ， 而 发 电
Ｇ
Ｇ ＋ １
￣ Ｐ ｉ Ｇ ｅ ｑ ｅ Ｘ ｐ （ 】
￣ ２ Ｇ ｅ ｑ ｅ ｘ ｐ ｈ ｋ 】 （ １ ）
生Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和各 有特 点 。
根据李然等 （ ２ ０ １ ０ ） 研究成果 ， 率定式 （ １ ） 中 参数¨ Ｊ 。
１ ． ２ 模 拟 结 果
模拟该 高坝工 程不 同泄 洪方式 下 Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和
生成情况 （ 表１ ） 。 由于单 泄洪 洞泄 水生 成 Ｔ Ｄ Ｇ饱
冲坑 内和水 垫 塘 内 Ｔ Ｄ Ｇ预 测 模 型 计 算 式 分
第３ ３卷第 １ 期
２ ０ １ ４年 ２月
四
川 Ｉ 水
力
发
电
Ｖ０ １ ． ３ ３．Ｎｏ ． １ Ｆ ｅ ｂ ．． ２ ０ １ ４
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
高 坝 泄 水产 生 溶解 气 体 过饱 和 水 体 对 鱼类 影 响 的模 拟 研 究
０ 引 言
取为 １ ０ ０ ％；
我 国西 南 山区 河 流水 力 资 源 丰 富 ， 随 着 国家 西 部大 开 发 和 “ 西 电东 送 ” 战 略 的实 施 ， 二滩 、 溪 洛渡 、 向家 坝 等 一 批 高 坝 已建 或 在 建 之 中 ， 双 江
尸 。 为 当地 大气压 （ ｋ Ｐ ａ ） ； △ 为冲 坑 底 部平 均 相 对 压 强 （ ｋ Ｐ ａ ） ， △
黄
翔等 ： 高坝泄水 产生溶解 气体过饱和水体对鱼类影响 的模拟研究
２ ０ １ ４年第 １ 期
别 为 坝体 泄洪 流量 、 厂房 发 电流量 （ ｍ ／ ｓ ） 。 经计算 ， 待 建 高 坝工 程 单 泄 洪 洞 泄 洪 产 生 的
１ ３ ８ ． ９ ％。 ２ 下游 河段 Ｔ Ｄ Ｇ饱和 度模拟
类研究成果为标 准 ， 研究得到 ， 泄洪流量一定 ， 泄洪持续时间延长 ， Ｔ Ｄ Ｇ过饱和水体对下 河道内鱼类的影响 区域从坝下逐渐 向下游延长。当泄洪流量 、 泄洪时 间一定 ， 坝下游河道 内 Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和水 流对鱼类 的影 响区域沿河流方 向逐渐减小。 关键词 ： 高坝泄洪 ； 过饱 和 ； 鱼类影 响； 模拟预测 中图分类号 ： Ｔ Ｖ ６ ４ ２ ． １ ； Ｐ ４ ６ ３ ． ２ ４； ￥ ９ ８ ５ ． １ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ １ － ２ １ ８ ４（ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ １ ２ ４ － ０ ５
为水垫塘底部平均相对压强 （ ｋ Ｐ ａ ） 。具体可根据
相关 规范 导则 及水 力模 型实 验确定 ； 为 冲坑 内 Ｔ Ｄ Ｇ修 正 系数 ， ： 是 为水 垫 塘
口、 白鹤滩 等一批坝高在 ２ ０ ０ ｍ 以上 的高坝也 即 将建设 ¨ ｊ 。高坝工程泄洪产 生的溶解气体 过饱
（ ｉ ｎ ） 。
的影响 ， 为准 确评 价 高 坝 工 程 泄 洪对 鱼 类 的影 响 以及采 取相 关减缓 措施 提供 参考 依据 。 １ 高坝 泄 水坝 下 Ｔ Ｄ Ｇ过饱 和生成 模 拟 １ ． １ 计 算模 型 由于该 工程 采用 表 、 深孔挑 （ 跌） 流 坎 ＋空 中 碰撞 消能 ＋水垫 塘 消能 的方式 ， 不 同泄 洪方式 ， 产
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ２ ３
式中， Ｇ为 厂房 尾水 与 坝体 泄 水混 合后 的 Ｔ Ｄ Ｇ饱和度 （ ％） ； Ｇ 为坝体 泄洪产生的 Ｔ Ｄ Ｇ饱 和度（ ％） ； Ｇ 为坝前 Ｔ Ｄ Ｇ饱 和度 （ ％） ； Ｑ 、 Ｑ 分
圊
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
尾水不会产生 Ｔ Ｄ Ｇ过饱和水体 ， 当发 电尾水汇入 主流后 Ｔ Ｄ Ｇ饱和度 由 （ ２ ） 式计算 Ｊ 。
Ｇ： Ｑ ｌ ＋Ｑ ２ （ ２ ）
式 中， Ｇ 为 冲坑下 游 Ｔ Ｄ Ｇ饱 和度 （ ％） ， Ｇ 为 水 垫塘 出 口下游 Ｔ Ｄ Ｇ饱 和度 （ ％） ； Ｇ 为对 应 当地 大气压 的 Ｔ Ｄ Ｇ平衡 饱 和度 ，
内Ｔ Ｄ Ｇ修正系数 ；
ｋ 为 冲坑 出 口区域 的 Ｔ Ｄ Ｇ释放 系数 ， ｋ 为 水 流 流经 二道 坝 时的 Ｔ Ｄ Ｇ释放 系数 ； ｈ 为冲坑 深 （ ｍ） ， ｈ 为二道 坝 高 （ ｍ） ；
ｈ 为冲坑 出 口水 深 （ ｍ） ， ｈ 为 二 道 坝上 水 深