姚田成，譚均軍，王慧敏，李 勉

(三峽大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，湖北 宜昌 443000)

0 引 言

流域水溫預(yù)測(cè)在一定程度上，不僅可以減少人力物力的投入，還可以起到未雨綢繆的作用，對(duì)水利工程建設(shè)可以提供必要的參考依據(jù)，因此探尋操作性高的流域水溫模擬方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

控制流域內(nèi)水溫效果是多方面的綜合作用，其中最主要的是當(dāng)?shù)貧夂驐l件，比如太陽(yáng)輻射、日照時(shí)數(shù)、氣溫等因子；其次是水體本身特性，如水位、流量等，在這些因素共同作用下，流域水溫?cái)?shù)值呈現(xiàn)出有規(guī)律的周期性變化。但水電站的建設(shè)，破壞了原有規(guī)律，引起流域水溫的變化。本文將探討采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)三峽水電站建成后，因子的改變對(duì)于流域水溫的影響，并推論溫變對(duì)魚(yú)類活動(dòng)的作用與影響。

1 研究區(qū)域概況

宜昌市水文站位于E111°19′，N30°41′，宜昌水文站是國(guó)家一類水文站，建設(shè)以來(lái)為防洪預(yù)報(bào)、水利建設(shè)、水文勘測(cè)等多項(xiàng)工程提供了詳實(shí)的資料。宜昌站地處長(zhǎng)江干流上中游咽喉位置，長(zhǎng)江流域面積180×104km2，其中100×104km2就由宜昌水文站控制。水電之都——宜昌是國(guó)家能源動(dòng)力心臟，又是葛洲壩水利樞紐工程及三峽水利樞紐工程壩址的代表站，因此以該站流域?yàn)檠芯繉?duì)象具有一定的典型性和代表性。

三峽大壩是現(xiàn)今世界上規(guī)模最大的水利樞紐工程，位于E111°2′，N30°50′，水庫(kù)正常蓄水位175 m，總庫(kù)容393×108m3，防洪庫(kù)容221.5×108m3，總裝機(jī)容量18 200 MW。葛洲壩是長(zhǎng)江上修建的第一座大型徑流式水電站，位于E111°18′，N30°44′，總庫(kù)容為15.8×108m3，總裝機(jī)容量271.5 MW。江段年徑流量為4 510×108m3，多年平均流量為14 300 m3/s，兩壩址控制流域面積均為100×104km2。三峽工程壩址、葛洲壩工程壩址、宜昌水文站位置關(guān)系見(jiàn)圖1，兩項(xiàng)重大水利樞紐工程壩址僅距離38 km，且與宜昌站相隔較近，對(duì)宜昌站水文影響作用強(qiáng)烈。

圖1 研究區(qū)域示意圖

工程河段屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，位于亞熱帶和北亞熱帶的過(guò)渡帶，研究區(qū)域雨熱同季，降雨充沛，日照充足，多以東南風(fēng)為主，年降雨量1 100～1 200 mm。

通過(guò)分析宜昌站水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，查閱宜昌氣候特點(diǎn)以及宜昌站水文特性，發(fā)現(xiàn)以上兩座水電站建設(shè)完成后，新形成的水溫變化規(guī)律與工程建設(shè)有較強(qiáng)的相關(guān)性。因此，擬定結(jié)合歷史氣候數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)，分析各因素之間的相互作用，對(duì)未來(lái)水溫變化走向作出預(yù)測(cè)。

2 宜昌站表面水溫變化分析和預(yù)測(cè)

2.1 氣象與水文資料分析

調(diào)查得到宜昌站部分水文資料，結(jié)合宜昌市當(dāng)?shù)貧夂蛱匦裕L制宜昌站水文氣候表，詳見(jiàn)表1。

表1 宜昌站水文氣候數(shù)據(jù)

宜昌站江段水表溫度隨月份變化明顯，與當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射、氣溫、日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)大致相同，但是否能夠判斷為主要影響因素有待研討。同樣，參考前人研究，氣壓、濕度等因素與水溫的關(guān)系也不可忽視，但宜昌站具體實(shí)地情況不盡同于其他測(cè)點(diǎn)，各因素間結(jié)構(gòu)關(guān)系模糊，層次紊亂，實(shí)際作用還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.2 水溫預(yù)測(cè)慣用方法

中國(guó)自20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了水庫(kù)水溫的相關(guān)研究。在發(fā)展中結(jié)合大量的實(shí)踐觀測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，總結(jié)出大量的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)水溫進(jìn)行計(jì)算，如常見(jiàn)的東勘院法、朱伯芳法、李懷恩法。經(jīng)驗(yàn)法簡(jiǎn)單易用，能夠較高地反映出水溫的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律，但是經(jīng)驗(yàn)法的局限性也顯而易見(jiàn)。首先經(jīng)驗(yàn)法依賴于大量的實(shí)踐，考慮水溫影響因素較少，如流量、泥沙量以及氣象特征等，在實(shí)際應(yīng)用中存在誤差，對(duì)大型工程適用性有爭(zhēng)議；其次，經(jīng)驗(yàn)法依賴當(dāng)?shù)卦攲?shí)的水溫觀測(cè)資料，反之則不能很好地反映這一地區(qū)的水溫特點(diǎn)。

發(fā)展過(guò)程中數(shù)學(xué)模型法彌補(bǔ)了經(jīng)驗(yàn)法的不足，數(shù)學(xué)模型法的基本方程是能量轉(zhuǎn)換方程和熱量平衡方程。水溫預(yù)測(cè)原理較經(jīng)驗(yàn)法更完善的同時(shí)，考慮了水庫(kù)多方面的影響，如水庫(kù)水位變化、含沙量、水庫(kù)運(yùn)行方式等綜合因素，數(shù)學(xué)模型法對(duì)各種水庫(kù)水溫的預(yù)測(cè)具有普適性。相對(duì)地，應(yīng)用模型法使數(shù)據(jù)分析計(jì)算的工作量增加，忽視了計(jì)算參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題，各參數(shù)(如氣象、水庫(kù)幾何形態(tài)等)對(duì)計(jì)算精度存在影響。

2.3 應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)溫變

2.3.1 BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在20世紀(jì)80年代中期，由Rumelhart,McClelland等提出，采用了誤差反向傳播算法。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含多個(gè)隱含層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的非線性映射能力，突破了線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)只用于線性可分問(wèn)題限制，僅通過(guò)對(duì)樣本訓(xùn)練、權(quán)值調(diào)整、學(xué)習(xí)規(guī)則，可以得到逼近期望輸出值的結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型幾近80%都采取了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于壓縮、識(shí)別、逼近、回歸等眾多領(lǐng)域，現(xiàn)計(jì)劃嘗試使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)河段表面水溫進(jìn)行預(yù)測(cè)，并分析BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于水溫預(yù)測(cè)的適用性。

在設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之前，分析各因素與水溫的潛在關(guān)聯(lián)度。

結(jié)構(gòu)中國(guó)控制論專家鄧聚龍首先提出了灰色系統(tǒng)理論。該理論屬于一種動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型，具有樣本數(shù)少、計(jì)算量小、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，如今已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、地質(zhì)和氣象等許多領(lǐng)域，為數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)提供了一定的參考。在這里使用Matlab灰色系統(tǒng)理論(即根據(jù)因素之間發(fā)展態(tài)勢(shì)的相似或相異程度來(lái)衡量因素間關(guān)聯(lián)的程度，來(lái)揭示動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的特征與程度[1])分析以上各個(gè)因素與水溫的潛在聯(lián)系，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 外部環(huán)境因子與水溫關(guān)聯(lián)度

分析數(shù)值。宜昌水文站在以上兩個(gè)水電站建設(shè)完成后，日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、濕度、氣壓、水位、特征流量、太陽(yáng)輻射、氣溫(按照關(guān)聯(lián)程度降序排列)因素都與水溫變化存在較強(qiáng)的相關(guān)性，其中日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、濕度、氣壓、水位環(huán)境因子重相關(guān)，均達(dá)到0.8以上的關(guān)聯(lián)度，最弱關(guān)聯(lián)度氣溫因素也達(dá)到0.5以上。可以得出結(jié)論，以上因子可作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參考數(shù)據(jù)。

針對(duì)以上氣象和水文數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖2。宜昌站水溫預(yù)測(cè)模型結(jié)構(gòu)中輸入層預(yù)測(cè)因子個(gè)數(shù)為8個(gè)，結(jié)構(gòu)圖2中顯示為X1-X8，分別為氣象因子，日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速、濕度、氣壓、太陽(yáng)輻射以及水環(huán)境因子、水位、特征流量；隱含層數(shù)取一層，結(jié)構(gòu)圖2中顯示G層；輸出層結(jié)構(gòu)單一，目標(biāo)因子個(gè)數(shù)為1，僅水溫。

圖2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意

2.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)處理

為將有限數(shù)據(jù)充分利用，兼顧實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)功能，將數(shù)據(jù)劃分成兩部分:訓(xùn)練數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)，使用1-7月份作為數(shù)據(jù)樣本訓(xùn)練得出模型，預(yù)測(cè)8-12月份宜昌站水面溫度變化趨勢(shì)；再以8-12月份的宜昌站水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)樣本進(jìn)行檢驗(yàn)。

由于12個(gè)月份相關(guān)數(shù)據(jù)十分有限，為了避免訓(xùn)練樣本不足的情況，對(duì)7份訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行二維插值，將樣本數(shù)量擴(kuò)充到200份數(shù)據(jù)。分析決定使用Matlab二維插值函數(shù)，首先將訓(xùn)練輸入矢量和相應(yīng)的目標(biāo)輸出組合成9*7矩陣，運(yùn)用二維插值之后，獲得9*200矩陣，之后再將其拆分為8*200矩陣作為訓(xùn)練輸入，1*100的行向量作為訓(xùn)練樣本的輸出。

2.3.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)溫變預(yù)測(cè)結(jié)果

預(yù)使用200作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值系數(shù)開(kāi)始訓(xùn)練，根據(jù)輸出值和期望值計(jì)算誤差，由誤差反向傳播算法逐層修改權(quán)值。如此反復(fù)，當(dāng)誤差不再下降，訓(xùn)練就此結(jié)束。由圖3得知，該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際訓(xùn)練次數(shù)為168次。

從圖4觀察水溫隨月份變化的曲線圖，水溫預(yù)測(cè)值逼近真實(shí)值，水溫變化走勢(shì)一致，在一定誤差允許范圍內(nèi)可以認(rèn)為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)水溫變化預(yù)測(cè)結(jié)果基本正確。由此可以預(yù)知，當(dāng)水文、氣象因素?cái)?shù)據(jù)樣本充足時(shí)，經(jīng)過(guò)樣本的預(yù)處理，使用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)河段水溫有一定的預(yù)測(cè)能力，能為河段水溫預(yù)測(cè)提供一種參考方案。

圖3 誤差下降曲線

圖4 預(yù)測(cè)值與真實(shí)值對(duì)比圖

水溫是水生態(tài)的重要環(huán)節(jié)，水溫變化對(duì)水生生物影響巨大。調(diào)查得知，流域主要魚(yú)類生活在水下2～5 m水深處，該深度水溫與流域江面水溫基本保持一致，因此BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)庫(kù)表水溫的預(yù)測(cè)可以為未來(lái)魚(yú)類行為變化受水溫影響提供參考依據(jù)。在各個(gè)相關(guān)數(shù)據(jù)不充分的條件下，也可以對(duì)水溫走勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，該預(yù)測(cè)方法對(duì)于水生態(tài)保護(hù)和漁業(yè)發(fā)展有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

3 宜昌站的滯溫效應(yīng)

3.1 水電站帶來(lái)的滯溫效應(yīng)

由圖5可看出，水電站建成后，雖然全年水溫變化走勢(shì)大體相同，但是整體溫度略有上升，且存在很明顯的滯溫效應(yīng)，主要表現(xiàn)為夏季滯冷、冬季滯溫。

圖5 電站建設(shè)前后水溫變化

三峽水電站及葛洲壩梯級(jí)樞紐水庫(kù)的下游即為宜昌水文站的檢測(cè)面，本段落擬以三峽水電站為例來(lái)分析滯溫效應(yīng)。三峽水電站是迄今為止規(guī)模最大的水電站，其總庫(kù)容量達(dá)393×108m3，最高蓄水高程達(dá)175 m，這樣的水位變化必然對(duì)水電站的水溫分層及水溫狀態(tài)帶來(lái)顯著影響，隨之改變的是水氣界面的熱交換，進(jìn)而對(duì)三峽水電站的下泄水溫產(chǎn)生影響；而影響水溫的通常還有水電站的氣象、泄水方式、水體與河床熱交換、運(yùn)行調(diào)度情況、支流來(lái)水等因素[2]，其中水電站的下泄水溫起到了關(guān)鍵作用，如果下泄水溫升高，河道水溫受之影響也會(huì)升高；反之則河道水溫降低，由此便產(chǎn)生了滯溫效應(yīng)[3]。

在前些年三峽水電站處于初步運(yùn)行時(shí)期時(shí)，隨著蓄水高程的增漲，“滯溫效應(yīng)”的存在時(shí)間也不斷延長(zhǎng)。近些年三峽水電站的運(yùn)行模式趨于穩(wěn)定，水電站建設(shè)帶來(lái)的“滯溫效應(yīng)”也應(yīng)該有規(guī)律可循，若能采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精確預(yù)測(cè)庫(kù)表水溫，可以為找到保護(hù)長(zhǎng)江魚(yú)類的方法提供參考方案。

3.2 水溫影響魚(yú)類生命活動(dòng)

3.2.1 水溫對(duì)魚(yú)類的影響綜述

在魚(yú)類生命活動(dòng)中，水溫占據(jù)了十分重要的作用。水溫及其對(duì)水體環(huán)境的改變都會(huì)影響魚(yú)類行為活動(dòng)，如魚(yú)類代謝水平、生長(zhǎng)率、發(fā)病率、性腺發(fā)育、產(chǎn)卵率等直接受到水溫影響；而水溫通過(guò)影響溶氧量、植物生長(zhǎng)率、分解者分解效率，進(jìn)而影響物質(zhì)循環(huán)來(lái)間接影響魚(yú)類活動(dòng)[4]。

魚(yú)類的代謝水平與自身體內(nèi)的各種酶活性息息相關(guān)，而酶又是催化生物體內(nèi)多種反應(yīng)的催化劑，促使反應(yīng)高效進(jìn)行。水溫通過(guò)影響酶活性來(lái)決定魚(yú)類的代謝水平；在適宜的溫度條件下，隨溫度升高，酶促反應(yīng)效率升高，魚(yú)類生命活動(dòng)代謝加快，生長(zhǎng)率也會(huì)有一定程度的提升。

另外，水溫還會(huì)影響溶解氧的含量，溶解氧與魚(yú)類呼吸作用關(guān)聯(lián)甚密，魚(yú)類在適宜的充足溶解氧環(huán)境下呼吸旺盛，采食速率和消化速率都會(huì)上升。不僅如此，水體溫度適宜的話，水中天然餌料的含量也會(huì)增加，因?yàn)槲⑸锎藭r(shí)分解效率加快，各種水生植物、浮游植物在適宜的條件下合成自身原生質(zhì)，繁殖速度加快，生長(zhǎng)率提升，這樣魚(yú)類攝食量便隨之增多，由此可知溫變還會(huì)影響魚(yú)類生長(zhǎng)發(fā)育快慢。

溫變還可以對(duì)魚(yú)類的性腺發(fā)育、產(chǎn)卵率等繁殖子息方面造成直接影響。比如，某些魚(yú)類在春季產(chǎn)卵，其卵巢一直生長(zhǎng)到第二年春天等水溫回升后完成性腺成熟。各種魚(yú)類的性腺成熟期都是長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果，但水電站帶來(lái)的滯溫效應(yīng)就會(huì)推遲其性腺成熟期，進(jìn)而影響到魚(yú)類的產(chǎn)卵率。水溫變化就像一個(gè)信號(hào)，魚(yú)類會(huì)接收信號(hào)有選擇地挑選適合受精卵存活和發(fā)育的時(shí)期產(chǎn)卵，產(chǎn)卵期的親魚(yú)對(duì)水溫要求極為嚴(yán)格。比如金魚(yú)，只要溫度不在適宜范圍內(nèi)時(shí)，縱使其他條件都具備，它也不產(chǎn)卵，只有達(dá)到適宜范圍內(nèi)時(shí)才會(huì)主動(dòng)產(chǎn)卵，如果中途水溫變化超過(guò)適宜范圍后還會(huì)發(fā)生停止產(chǎn)卵或流產(chǎn)現(xiàn)象，魚(yú)類的產(chǎn)卵率因此降低。水溫作為水體環(huán)境的一個(gè)重要調(diào)控因子，在胚胎期直接影響受精卵的孵化、發(fā)育和孵出小魚(yú)的健康程度。比如，水體溫度為18℃時(shí)，鰱魚(yú)卵經(jīng)61 h才能孵化完成；當(dāng)水溫提高到28℃時(shí)，僅18 h即可完成。并且在小魚(yú)發(fā)育期間，不適宜水溫會(huì)降低它的采食速率，延遲其發(fā)育甚至導(dǎo)致死亡。

水溫變化還會(huì)刺激魚(yú)類的內(nèi)分泌系統(tǒng)、降低其穩(wěn)定性，削弱魚(yú)類的免疫應(yīng)答能力，如草魚(yú)出血病、鮭魚(yú)冷水性疾病等；溫變會(huì)通過(guò)影響一些酶活性及免疫球蛋白的分泌等來(lái)影響魚(yú)類免疫能力。

水溫影響魚(yú)類的活動(dòng)。如洄游的魚(yú)類會(huì)受溫變影響，特別是季節(jié)性的溫變，可以說(shuō)魚(yú)類洄游時(shí)間是由一年中水溫上升或下降的早晚決定的。水體溫度還是決定魚(yú)類游泳速率和持續(xù)游泳能力的一大因素，某試驗(yàn)對(duì)幼鱈進(jìn)行急性低溫處理，削弱了其呼吸作用和產(chǎn)能效率，使其游泳速率明顯降低，大多數(shù)情況下，魚(yú)類最適游泳溫度和最適生存溫度基本吻合[2]。

適宜的水溫給魚(yú)類帶來(lái)了充足的天然餌料、豐沛的氧氣、良好的代謝水平、較高的免疫能力和反應(yīng)力，有利于魚(yú)類生長(zhǎng)。但維持適宜的溫度不是一件容易的事情，水電站的建設(shè)打破了河流流域原有的平衡，水庫(kù)大量泄水時(shí)引發(fā)的水體溫度突變導(dǎo)致魚(yú)類生長(zhǎng)畸形、死亡的情況不在少數(shù)。三峽工程蓄水后，明顯改變了河流水域的水溫，打破了魚(yú)類與環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展形成的平衡，特別是下泄水溫使原水溫降低，造成宜昌站的四大家魚(yú)自然繁殖期明顯推遲，壓縮了其整個(gè)產(chǎn)卵期的長(zhǎng)度，不僅如此，無(wú)法預(yù)測(cè)溫變對(duì)魚(yú)類的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程都是有較大的負(fù)面影響[5]。為了保護(hù)魚(yú)類，研究水電站建設(shè)對(duì)水溫的改變很有必要。因?yàn)橐瞬蔚聂~(yú)類基本上生活在淺水層，本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)水表溫度變化來(lái)探究水溫對(duì)魚(yú)類的作用。

3.2.2 溫變對(duì)魚(yú)類影響實(shí)例分析

水溫是水體環(huán)境的一個(gè)重要調(diào)控因子，其變化可以直接影響魚(yú)類生長(zhǎng)的一系列生命活動(dòng)。三峽水電站的滯溫效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)江流域中下游的眾多魚(yú)類生物的成長(zhǎng)棲身和繁殖子息造成極大的影響，溫變給魚(yú)類自身調(diào)節(jié)能力帶來(lái)了巨大考驗(yàn)。魚(yú)類對(duì)水溫的感知特別靈敏，且作為變溫動(dòng)物，魚(yú)體自身溫度會(huì)隨著溫變而產(chǎn)生變化，同時(shí)它的生理行為和代謝強(qiáng)度也會(huì)產(chǎn)生變化[6]。

下面以草魚(yú)為例，討論水溫變化對(duì)草魚(yú)生長(zhǎng)率的影響，見(jiàn)表3。

表3 各種水溫試驗(yàn)中草魚(yú)魚(yú)種的生長(zhǎng)

由表3可以看出，不同水溫試驗(yàn)中草魚(yú)魚(yú)苗的生長(zhǎng)、采食以及魚(yú)食的消化效率有著很大的差異。在試驗(yàn)的各種溫度中，第三組試驗(yàn)水溫中的魚(yú)苗生長(zhǎng)最快，其次為第二組試驗(yàn)水溫；而在第一組試驗(yàn)水溫中，魚(yú)苗由于生長(zhǎng)環(huán)境溫度過(guò)低而在整個(gè)試驗(yàn)期間生長(zhǎng)緩慢。據(jù)前人研究數(shù)據(jù)可知，水溫在小于32.3℃的前提下，對(duì)于同樣體重規(guī)格的草魚(yú)，其采食速率會(huì)隨著水溫的升高而加快(水溫越高，魚(yú)消化道內(nèi)食物消化速率就越快，攝食就越多)。這是由于在適合的水體溫度范圍內(nèi)，酶活性和消化速率隨水溫的升高而增大，而低溫使魚(yú)食消化速率明顯下降[7]。在20℃～32℃時(shí)(草魚(yú)適宜水溫)，草魚(yú)具有較高的免疫應(yīng)答能力。若溫度過(guò)高，草魚(yú)的機(jī)體代謝就會(huì)發(fā)生紊亂，易生病(如草魚(yú)出血病)，死亡率也會(huì)升高[8-9]。

水電站的建設(shè)改變了魚(yú)類生存的水體環(huán)境，破壞了它們以往的生活規(guī)律；還帶來(lái) “滯溫效應(yīng)”，推遲了草魚(yú)的自然繁殖期(水溫變化導(dǎo)致性腺成熟期推遲)，降低草魚(yú)的產(chǎn)卵規(guī)模(繁殖期水溫降低達(dá)不到最低產(chǎn)卵溫度)，在一定程度上降低了草魚(yú)生長(zhǎng)率[10-12]。

4 結(jié) 語(yǔ)

三峽庫(kù)區(qū)的大壩工程建設(shè)為人類和社會(huì)供給了防洪、供水、澆灌、水電、樹(shù)木栽植、海航運(yùn)輸、休閑娛樂(lè)等需求，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的功績(jī)。但另一方面，其建設(shè)也破壞了河道流域生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性[13]。水電站建設(shè)帶來(lái)的水溫變化顯著影響了魚(yú)類行為，其中水溫分層及低溫下泄水對(duì)長(zhǎng)江流域的水生生物有不利影響，如“滯溫效應(yīng)”使中華鱘和四大家魚(yú)的自然繁殖期顯現(xiàn)明顯延后趨勢(shì)。探究水電站建設(shè)帶來(lái)的水溫變化，對(duì)魚(yú)類的保護(hù)有著極其重要的意義[14-15]。

本文基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(采用其強(qiáng)大的泛化能力、逼近能力、概括能力來(lái)研究氣象因子對(duì)水溫的改變，具有極強(qiáng)的容錯(cuò)性和儲(chǔ)存性)，分析預(yù)測(cè)因子與水溫的關(guān)聯(lián)度，且其溫變預(yù)測(cè)結(jié)果基本正確。若能以此來(lái)預(yù)估水電站建成后庫(kù)表水溫的變化，尋求溫變與魚(yú)類行為的聯(lián)系，可有效減弱滯溫效應(yīng)及低溫下泄水等對(duì)長(zhǎng)江流域中下游的水生生物的不利影響，有效保護(hù)長(zhǎng)江的眾多魚(yú)類。