渭河上游水生物河流生境状态研究

平均流速
平均值
0
10 20 30 40 50 60 70 80
施测序号
（f）北道站 2005 年断面流速
流速/(m/s)
流速/(m/s)
4
6
流速/(m/s)
最大流速
最大流速
最大流速
4
2
平均值
最大流速 平均值
2
平均流速
0
平均流速
平均值
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
施测序号
2 2
1 平均流速
平均流速 平均值
1
平均流速
平均流速
平均值
5
10
15
20
25
Biblioteka Baidu
施测序号
5
10
15
20
25
30
施测序号
（a）武山站 1987 年断面流速
（b）武山站 1990 年断面流速
流速/(m/s)
4
最大流速
3
2
最大流速 平均值
1
平均流速 15
30
45
施测序号
平均流速 平均值 60
（c）武山站 2005 年断面流速
在河流的水文因素中，流速对水生态的影响较 大。不同流速会引发生物群落巨大的异变，形成丰 富多样的生物群落 。 [4] 因此，具有不同流速区域的 河段，有利于聚集不同生物群落，使河流的不同区 域的生物群落产生多样性。渭河干流从上至下的 武山、北道和元龙 3 站平均流速与最大流速的差异 均较大。武山站 1987 年、1990 年断面最大流速均值 与断面平均流速均值分别相差 0.60 m/s、0.80 m/s，断
差异，二者均值相差 0.8 m/s，最大值相差 2.46 m/s， 断面流速变化仍较为剧烈（图 1 中 a、b、c、d）。武山 以上河流水生生物 shannon 多样性指数平均值为 2.36，生物多样性较为丰富。
流速/(m/s)
5
4
最大流速 3
5
最大流速
4
平均值
3
最大流速
最大流速 平均值
流速/(m/s)
张兰平，孙亚玲，刘进琪
（甘肃省水环境监测中心，甘肃 兰州 730000）
摘要：基于河流动力学原理，应用流速分布、河道渠化率、河流蜿蜒性、河床稳定性以及纵向连通性等河流特性指标，
分析研究了渭河上游水生生物在河流中的生境状况和变化过程。结果表明，渭河上游急缓流相间的格局有利于形成
丰富多样的生物群落，但河岸改造及河流纵向阻隔等人类活动致使河流活力不足，且天然来水减少、河流自然冲淤周
0
平均流速
20
40
平均流速 平均值
60 80 100 120 140 施测序号
（g）北道站 2013 年断面流速
（h）元龙站 2013 年断面流速
图 1 水文站断面流速变化对比
·10·
第1期
张兰平，等：渭河上游水生物河流生境状态研究
第 55 卷
期不明显，导致生境持续恶化。
关键词：渭河上游；水生生境；流速；河流蜿蜒性；河床稳定性
中图分类号：X826
文献标志码：B
文章编号：2095-0144（2019）01-0009-04
1 前言 河流生境是河流生态系统的重要组成部分，是
河流生物赖以生存的基础。其主要的因素是河道 内部结构、河岸构成及地貌形态、河流的纵向连通 性、河床变化、水流动力等，是大型底栖动物和鱼类 等水生生物的生存空间和必要的相对稳定的生态 环境。王强等[1]研究比较了山地河流浅滩深潭不同 生境中底栖动物组成、分布和多样性的生态机理。 林诗芸 对 [2] 补远江干流鱼类生境特征与鱼类产卵、 鱼类多样性之间进行了关联研究。李鹏等[3]用卫星 遥感影像研究了辽河干流水生物理生境。董哲仁[4] 提出河流物理形态多样性是生境多样性和生物群 落多样性的基础，水利工程会引起河流生境的均一 化及非连续化,从而降低生物群落多样性水平及生 物栖息地质量，何嘉辉、蔡建楠等 提 [5-7] 出河流形态 是影响河流自净能力的重要因素，多项水质指标沿 程削减率随河流线型蜿蜒程度的增加而显著提 升。王勤花等[8]从水资源、植被、物理化学特性等方 面提出了适用于干旱半干旱地区河流生境研究控 制性指标。因此，河流生境研究是河流生态修复和 流域环境管理的重要基础，是开展河流健康建设的 重要依据，也是开展河长制管理必须进行的重要基 础性研究。 2 研究方法
渭河是黄河流域最大的支流，上游甘肃境内河
长 364.9 km，面积为 59 369 km2[9]。渭河上游地处黄 土高原丘陵区，气候干旱，植被覆盖率低，水土流失 严重，人类活动较频繁。本文从流速、河道渠化及 蜿蜒性、河床稳定性、纵向连通性等方面分析渭河 上游水生物理生境状况和近年来的变化过程。
影响河流水生物理生境的因素包括流速、河道 渠化及蜿蜒性、河床稳定性、纵向连通性等河流要 素。流速、河床稳定性采用以武山、北道、元龙 3 个 水文站多年数据进行分析研究。河道渠化及蜿蜒 性基于 GIS 技术，提取了 1982-2015 年间遥感影像 数据作分析。纵向连通性考虑渭河干流主要是水 库和水闸两种阻隔，采用阻隔数量与河长比的方法 进行分析。限于所收集材料的局限性，消除数据差 异性，使结果更加合理，依据所收集的材料，综合长 时间序列的变化趋势研究各因素的变化。 3 结果与讨论 3.1 流速变化与水生态的关系
2 最大流速
最大流速 平均值
平均流速 0
10
平均流速
平均值
20
30
40
施测序号
（e）北道站 1990 年断面流速
流速/(m/s)
流速/(m/s)
5
4
最大流速
3
最大流速 平均值
2
1
平均流速
0
平均流速
平均值
20
40
60
80
100
施测序号
（d）武山站 2013 年断面流速
最大流速 2
最大流速 平均值
平均流速
第 55 卷 第 1 期 2019 年 1 月
甘肃水利水电技术
GANSU WATER RESOURCES AND HYDROPOWER TECHNOLOGY
Vol.55，No.1 Jun.，2019
DOI：10.19645/j.issn2095-0144.2019.01.003
渭河上游水生物河流生境状态研究
收稿日期：2019-01-14 作者简介：张兰平（1964-）,男,河南沈丘人,工程师,主要从事水环境监测,E-mail：576766063@qq.com。
·9·
2019 年第 1 期
甘肃水利水电技术
第 55 卷
面存在流速分布不均现象；2005 年断面最大流速均 值与断面平均流速均值相差 0.40 m/s，有减小趋势， 但最大相差 1.8 m/s，说明此时断面流速分布极为不 均；2013 年断面最大流速与断面平均流速仍有较大