單敏爾 劉鑫 周銀軍 李志晶 郭超

摘要：

為評估生境逆改造和生態(tài)調(diào)度相結(jié)合的方式對治理漢江王甫洲庫區(qū)伊樂藻災(zāi)害的有效性，建立了研究區(qū)間的二維水動力模型，提出了水動力提升率這一概念，從典型斷面、流場等方面對生境逆改造效果進行了定量分析，并對生境逆改造后的生態(tài)調(diào)度流量和方案進行了討論。結(jié)果表明：① 生境逆改造后斷面特征點的總體水深增加達1.31 m，流速分布更加均勻，靜水點個數(shù)顯著減少。② 改造后研究區(qū)間在枯水流量時水動力提升率最大，為44.55%，洪水流量時提升最小，為26.77%，周期提升率為35.59%。③ 生境逆改造之后的生態(tài)調(diào)度峰值流量調(diào)整為613.72 m3/s時，即可達到現(xiàn)有調(diào)度方案短時增至1 100 m3/s時的水動力提升效果，一次生態(tài)調(diào)度相較于現(xiàn)有調(diào)度方案可節(jié)約丹江口水庫水量4.2億m3，且相同最小流量下水動力提升率達17.2%。

關(guān) 鍵 詞：

伊樂藻； 生境逆改造； 生態(tài)調(diào)度； 水動力提升率； 王甫洲庫區(qū)

中圖法分類號： X52

文獻標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.05.015

0 引 言

伊樂藻大規(guī)模生長將引起諸多生態(tài)和經(jīng)濟問題［1-2］。近年來，漢江王甫洲庫區(qū)多次暴發(fā)伊樂藻災(zāi)害［3-4］，根植于庫底的伊樂藻在水量大時被連根拔起后漂至電站區(qū)域，嚴(yán)重影響行洪與發(fā)電安全，危害庫區(qū)水生態(tài)環(huán)境健康，亟需對其進行有效治理。

伊樂藻存在水深和流速的生長閾值。水深是影響水體光照強度的重要因素［5-6］，水深的變化會改變水體中的光照強度，從而影響伊樂藻的光合作用［7-10］，水下層光照強度與水深的關(guān)系可用比爾定律通過垂直衰減系數(shù)表達［11-13］。最適宜伊樂藻生長的光照強度為自然光照的5%，王甫洲庫區(qū)河道伊樂藻生長分布存在水深限制，水深1～2 m處生長旺盛（光照強度2 900～7 000 lx），3 m以上水深因光照不足無法形成成片植物群落（光照強度830 lx），而在5～7 m處植物只有零星存活（光照強度<340 lx）［14］。在流速方面，Butcher［15］、Biggs［16］、Madsen［17］、魏華［18］和王華［13］等的研究表明：沉水植物的生物量與水體流速存在密切關(guān)聯(lián)，流速在0.1 m/s以下時，沉水植物生物量較高，在0.9 m/s 以上時，沉水植物生物量出現(xiàn)了衰減。Hussner等［19］的研究表明，伊樂藻在平均流速為0.09 m/s的河流中其蓋度接近60%，而在平均流速為0.14 m/s的河流中蓋度僅為7%。

本文選取丹江口-王甫洲區(qū)間的實測地形及水文資料，采用生境逆改造塑造不利于伊樂藻生長的水文環(huán)境條件并結(jié)合生態(tài)調(diào)度的綜合方法對伊樂藻災(zāi)害進行治理。在治理措施效用分析中，提出了水動力提升率概念，并結(jié)合二維水動力模型數(shù)值模擬的方法對治理措施實施前后的水動力變化效果進行了量化分析，最后對綜合治理措施實施的意義進行了簡要討論。

1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)

本文的研究區(qū)域為丹江口-王甫洲區(qū)間。王甫洲水利樞紐是漢江中下游銜接丹江口水利樞紐的第一個梯級樞紐工程，位于湖北省老河口市漢江干流上，下距丹江口樞紐約30 km，老河口市市區(qū)下游約3 km處。區(qū)間河段平均比降0.19‰，地貌特征以堆積地形為主，該河段流經(jīng)淺丘崗地、寬窄相間，河床寬淺散亂，洲灘密布，汊道叢生，流路多變且不穩(wěn)定［20-22］。

地形數(shù)據(jù)為2021年丹江口-王甫洲區(qū)間實測高程點和邊界線數(shù)據(jù)。水位和流量數(shù)據(jù)來自于黃家港水文站和王甫洲電廠2019～2021年逐日實測數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 生境逆改造法

生境逆改造是通過構(gòu)建不利于生物生存的生活空間和調(diào)節(jié)生物的生活空間條件［23-24］，抑制其生長的一種方法。伊樂藻形成大面積生長穩(wěn)定群落的最大水深為3～4 m，密集生長區(qū)域的實測流速大多小于0.14 m/s。通過局部地形改造加長加深，通過洲灘重塑和流量調(diào)度加長加深，通過塑造超過伊樂藻生長閾值的水文環(huán)境對其進行治理。

2.2 二維水動力數(shù)值模擬

數(shù)值模擬采用MIKE 21水動力模塊（HD）進行模擬，建立丹江口-王甫洲區(qū)間的二維水動力模型，建模過程參考文獻［25］。將改造前后二維水動力模型運行結(jié)果經(jīng)過GIS處理后轉(zhuǎn)換為矢量圖形格式文件，再根據(jù)本文所提出的水動力提升率概念對水動力改善效果進行定量分析。

3 生境逆改造分析

經(jīng)課題組實地調(diào)查統(tǒng)計，伊樂藻是漢江中游中洲島到下游王甫洲壩址區(qū)域水生植物中的唯一優(yōu)勢種。將伊樂藻分布最為密集的3個區(qū)域，依次分為如圖1所示A、B、C 3個區(qū)域。3個區(qū)域均有較多洲灘分布，擬對3個區(qū)域進行生境逆改造。首先對研究區(qū)間的生境逆改造可行性進行了分析，之后對生境逆改造方案進行了討論，并以多年2、3月和7月的日平均流量565，745 m3/s和1 526 m3/s作為枯水、中水和洪水的代表流量，利用二維水動力數(shù)值模擬分別對3個區(qū)域改造前后的典型斷面特征點和流場變化進行了分析，典型斷面和改造范圍選取如圖1所示。

3.1 生境逆改造可行性分析

采用“區(qū)段挖深-局部洲灘填高重塑”的技術(shù)方式重塑洲灘地貌，疏通水力通道，營造出不利于伊樂藻生存的地形和水文環(huán)境，提高區(qū)域水流的水動力強度，使丹江口-王甫洲區(qū)間伊樂藻的生境發(fā)生改變。由重點區(qū)域泥沙粒徑級配分析得到該區(qū)域淤積泥沙中砂和石的占比為72.7%［26］，在生境逆改造時，可對改造產(chǎn)生的棄沙進行資源化利用，產(chǎn)生較為可觀的經(jīng)濟效益，降低生境逆改造實施成本。此外，生境逆改造的實施將有助于王甫洲庫區(qū)以及下游水生態(tài)環(huán)境的保護，恢復(fù)洲灘原有的因非法采砂、河灘堆物及圍堰養(yǎng)殖等引起的生態(tài)環(huán)境破壞，營造自然深潭淺灘和泛洪漫灘，為其他生物提供多樣性生境。

3.2 生境逆改造方案

由于伊樂藻在3 m水深以上時，會因光照不足無法形成成片植物群落，同時因王甫洲水庫正常蓄水位為86.23 m，水庫無防洪任務(wù)，庫水位在正常蓄水位附近變動不大，故將3個洲灘周圍砂石淤積處生境逆改造挖深高程均定為挖深至83.2 m，對應(yīng)水庫正常蓄水位時水深為3 m。為使每一洲灘形成一整體，減少洲灘內(nèi)部的靜水區(qū)域，增強水動力，還將每一洲灘內(nèi)部現(xiàn)有高程不到正常蓄水位的區(qū)域填高到高程86.2 m附近。生境逆改造方案在區(qū)域A的改造開挖量和填土量分別為734.9萬m3和16.2萬m3，在區(qū)域B的改造開挖量和填土量分別為793.6萬m3和95.5萬m3，在區(qū)域C的改造開挖量為831.2萬m3。圖2反映了重點區(qū)域A生境逆改造前后地形變化情況。

3.3 生境逆改造前后水動力數(shù)值模擬分析

3.3.1 模型率定

采用2020年1～12月黃家港水文站逐日實測水位、丹江口水庫下泄流量和王甫洲電廠實測水位等資料對模型進行驗證計算。為避免初始水位對模型計算產(chǎn)生的影響，模型進行了10 d的預(yù)熱過程。圖3是黃家港水文站實測逐月平均水位與模型計算水位驗證結(jié)果，結(jié)果表明模型模擬值與水位實測值的最大差值不超過18 cm，驗證結(jié)果較好。采用分布式糙率方法通過水位率定得到模擬區(qū)域糙率在0.032～0.046區(qū)間內(nèi)。綜合而言，本次水動力模型的率定結(jié)果較為可靠，建立的模型可用于王甫洲庫區(qū)河段水動力模擬及相關(guān)問題分析研究。

3.3.2 典型斷面分析

對各區(qū)域分別選取兩個典型斷面，對每個斷面等距取特征點，總計103個特征點。以地形改造后中水流量下的典型斷面水深流速特征為例，對比分析說明改造效果。

地形改造前后所有特征點水深-流速值如圖4所示。圖中趨勢線明顯上移，特征點更向圖形左上方聚集，極值點減少，在縱軸上的點也明顯減少，即改造后特征點的總體水深顯著增加，平均水深增長1.31 m，超過水深閾值的點較改造前增加42.72%。改造后水動力強度分布較改造前變得更為均勻，靜水點（存在水深但幾乎沒有流速的點）的水動力提升十分明顯，其個數(shù)減少24.27%。以閾值和坐標(biāo)軸劃定框內(nèi)和框外兩部分區(qū)域，框內(nèi)的點（流速<0.14 m/s且水深＜3 m）認為其滿足伊樂藻生長所需水動力條件，框外的點（流速＞0.14 m/s或水深＞3 m）認為其不滿足伊樂藻生長所需水動力條件。經(jīng)改造前后對比發(fā)現(xiàn)，改造后框內(nèi)的點個數(shù)減少較為明顯，較多的點離開框內(nèi)，達到不利于生長的水動力條件指標(biāo)要求。

總體來看，原地形和改造后在中水流量情況下，各典型斷面改造后相較于改造前的主要共同變化是水深小于3 m的區(qū)域明顯減少，流速分布更加均勻，靜水點顯著減少。

3.3.3 流場分析

對流場的模擬主要對包括改造前、改造后每一區(qū)域分別在枯水、中水和洪水流量下的共計18種情況進行分析。在分析時，將改造后每一矢量網(wǎng)格進行過濾篩選，篩選的依據(jù)是改造后被篩選網(wǎng)格的水深或是流速是否達到或是超過伊樂藻生存的水動力閾值，若不超過，則為非有效治理網(wǎng)格，反之則為有效治理網(wǎng)格。采用水動力提升率這一指標(biāo)對改造前后流場的水動力變化效果進行分析。水動力提升率公式為

T=（S′v＞0.14∪S′h＞3）－SS（1）

式中：

S為改造前的有效網(wǎng)格面積（基期達到閾值面積）；

S′v＞0.14為改造后超過流速閾值的有效網(wǎng)格面積（現(xiàn)期達到流速閾值面積）；

S′h＞3為改造后超過水深閾值的有效網(wǎng)格面積（現(xiàn)期達到水深閾值面積）。

不同流量級下各區(qū)域水動力提升率結(jié)果如表1所列（周期提升率指一個枯水、中水和洪水流量周期下的總提升率）。3個區(qū)域在每一流量下的水動提升率均為正值，水動力都獲得了不同程度的提升，不同區(qū)域不同流量下的水動力提升率相差較大。3個區(qū)域均為枯水流量時水動力提升率最大，洪水流量時的水動力提升率最小。區(qū)域A，不同流量下的水動力提升率均較為接近，在60%左右，其水動力提升的穩(wěn)定性較好。區(qū)域B，各相同流量級下的水動力提升率均與區(qū)域A和區(qū)域C存在較大差距，其水動力提升是3個區(qū)域中最不明顯的，同時隨著流量的增大，其洪水流量下的水動力提升率僅為枯水流量時的1/3，洪水流量時8.80% 的水動力提升率是各區(qū)域各流量下最小的。在區(qū)域C，枯水流量時的水動力提升率達72.82%，為各區(qū)域各流量級下最大的，但隨著流量增大，其中水流量下的水動力提升率僅為枯水流量時的1/2，而洪水流量時的提升率也僅為枯水流量時的1/3，減小幅度較為明顯。3個重點區(qū)域總和提升率在枯水流量時達44.55%，而在中水和洪水流量下均有一定程度的下降，變?yōu)?7.70%和26.77%。

從周期提升率來看，區(qū)域A在一個流量周期內(nèi)的水動力提升最大，為59.15%，該區(qū)域的提升效果十分明顯；而區(qū)域B的周期水動力提升率最小，為16.02%；3個重點區(qū)域總的周期水動力提升率為35.59%，提升效果較為顯著。

4 生境逆改造后的生態(tài)調(diào)度分析

4.1 改造后的水動力變化分析

考慮生態(tài)調(diào)度的時間一般是伊樂藻的秋末萌發(fā)和初春快速生長兩個時間段，春季和秋季該區(qū)域的流量一般在400～1 000 m3/s之間［3］，在模擬時對該區(qū)間擴大為300～1 100 m3/s，以100 m3/s為流量間隔從300 m3/s開始逐漸增至1 100 m3/s，共9個流量級進行改造前后的水動力模擬，并依次計算地形改造后在每一相同流量下的水動力提升率，其模擬和分析結(jié)果如圖5所示。

根據(jù)地形改造后不同流量下的丹江口-王甫洲區(qū)間水動力提升率計算結(jié)果，隨著流量的增大，水動力提升率明顯減小，當(dāng)流量從300 m3/s增至1 100 m3/s時，水動力提升率從18.6%降至11.1%。在較枯的來水情況下，水動力提升率反而越高，即地形改造對于流域水動力的提升作用在枯水期比來水較豐的時期更加顯著。在來水較少的春季和秋末季節(jié)，在地形改造前提下進行水量調(diào)節(jié)可能將取得更顯著的生態(tài)治理效果。同時該區(qū)間的水動力提升率同流量之間還顯示出高度契合的指數(shù)函數(shù)關(guān)系，經(jīng)過檢驗，其R2為0.99，具備高可靠性，擬合程度較高。

4.2 改造后的生態(tài)調(diào)度流量值分析

生態(tài)調(diào)度通過對水量的波動調(diào)節(jié)以改變水動力強度，破壞伊樂藻的生長環(huán)境使其難以萌發(fā)或無法定植?，F(xiàn)行的生態(tài)調(diào)度方案通常是在初春或者秋末實施，方案中丹江口水庫來流量不低于500 m3/s，丹江口水庫采用波動式下泄，考慮丹江口水庫可下泄流量無法過大，故波動式下泄的峰值流量一般在1 100 m3/s左右，整個峰值流量時間不少于5 d，一次生態(tài)調(diào)度至少要有兩個峰值過程。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，生態(tài)調(diào)度雖耗費上游水庫水量，但其生態(tài)效果已經(jīng)獲得驗證，2020年和2021年實施該生態(tài)調(diào)度方案后丹江口-王甫洲區(qū)間伊樂藻峰值生物量從2019年的4.80萬t銳減至1.30萬t和0.58萬t，僅為2019年發(fā)生草災(zāi)時的27.1%和12.1%［14］，本節(jié)討論也以能達到該同等生態(tài)治理效果為目標(biāo)對生境逆改造后的生態(tài)調(diào)度流量值進行分析。

本文認為生態(tài)調(diào)度主要有兩個發(fā)揮治理作用的時段，一個是從較小流量過渡到較大流量的流量波動上升段，另一個是較長時間的較大流量持續(xù)段。通過對作用時段的區(qū)別和劃分，可知波動上升段內(nèi)決定治理效果的關(guān)鍵參數(shù)是從較小流量到較大流量的短時水動力提升率；而在較大流量持續(xù)段內(nèi)決定治理效果的關(guān)鍵參數(shù)是在某一較大流量下的水動力強度大小。

波動上升段的生態(tài)調(diào)度流量值通過原地形下的短時水動力提升率與改造后的提升率指數(shù)函數(shù)聯(lián)立得到。結(jié)果表明在生境逆改造后的地形中，只要丹江口水庫來流量能達到613.72 m3/s，丹江口-王甫洲區(qū)間就可達到與地形改造前流量從500 m3/s增至1 000 m3/s相同的短時水動力提升效果。

確定較大流量持續(xù)段內(nèi)的生態(tài)調(diào)度值時，因改造后流量為300 m3/s時水動力達到閾值的面積接近于改造前1 100 m3/s時達到閾值的面積，故改造后較大流量持續(xù)段內(nèi)的水動力強度只要流量在300 m3/s以上就均可滿足改造前春季生態(tài)調(diào)度流量500～1 100 m3/s的效果。同時考慮水庫正常運行的要求，地形改造后生態(tài)調(diào)度的最小流量還是確定為與改造之前相同的不低于500 m3/s，雖改造前后最小流量均定為500 m3/s，但相同最小流量下的水動力提升率卻有將近17.20%的提升。

結(jié)合以上討論，生境逆改造后生態(tài)調(diào)度方案可確定為丹江口水庫來流量不低于500 m3/s，丹江口水庫依然采用波動式下泄，波動式下泄的峰值流量控制在613.72 m3/s左右，整個峰值流量時間仍不少于5 d，一次生態(tài)調(diào)度仍至少要有兩個峰值過程。若按兩個峰值計算，則在一個春季，在地形改造后的生態(tài)調(diào)度方案相較于地形改造前的現(xiàn)有生態(tài)調(diào)度方案節(jié)約丹江口水庫水量4.2億m3，在能達到目前單一生態(tài)調(diào)度進行治理的相同效果，即峰值伊樂藻量相較于2019年草災(zāi)時減少80%以上前提下，在節(jié)約水量的同時水動力提升率相較于原調(diào)度方案還有15%以上的提升。實行地形改造后的新生態(tài)調(diào)度流量方案對于解決丹江口水庫下泄水量有限問題及對南水北調(diào)水源保障均有較大意義，同時還可為王甫洲電廠消除伊樂藻水草災(zāi)害的問題，提高發(fā)電效益和庫區(qū)生態(tài)環(huán)境水平。

5 結(jié)論與展望

（1） 生境逆改造后特征點的總體水深顯著增加，平均水深增長1.31 m，超過伊樂藻生長水深閾值的點較改造前增加42.72%。改造后水動力強度分布較改造前變得更為均勻，局部區(qū)域流速增加，靜水點占比下降24.27%。

（2） 生境逆改造后各流量下水動力提升率均有提升。三區(qū)域總和提升率在枯水流量時達44.55%，在中水和洪水流量下水動力提升率分別為37.70%和26.77%，而在周期流量下的水動力提升率為35.59%。

（3） 生境逆改造后的生態(tài)調(diào)度方案將波動式下泄的最大流量調(diào)整為613.72 m3/s左右，其他與現(xiàn)有方案保持不變，一次生態(tài)調(diào)度相較于現(xiàn)有調(diào)度方案可節(jié)約丹江口水庫水量4.2億m3，在能達到目前單一生態(tài)調(diào)度相同效果的前提下，最小流量相較于原調(diào)度方案的最小流量的水動力提升率在17.2%左右。

（4） 依靠挖深構(gòu)造不利于伊樂藻生長的水文環(huán)境，雖能起一定的效果，但是仍會產(chǎn)生一些問題，例如挖深過程中是否會對庫區(qū)現(xiàn)有較好的水質(zhì)產(chǎn)生破壞，生態(tài)調(diào)度是否需考慮其他更多的因素以及實施該調(diào)度方案后是否能達到理論計算或是現(xiàn)有方案的相同治理效果，這都是下一步重點考慮的問題。

參考文獻：

［1］ 鄧亞靜.淠河總干渠水草現(xiàn)狀調(diào)查及治理措施探討［J］.江淮水利科技，2016（1）：9-11.

［2］ 陳衛(wèi)東.淠河總干渠渠道水草治理探討［J］.中國水利，2016（3）：19-20.

［3］ 丁洪亮，程孟孟，胡永光，等.丹江口-王甫洲區(qū)間生態(tài)調(diào)度認識與實踐［J］.人民長江，2022，53（3）：74-78.

［4］ 倪冬，黃蓉，程俊杰，等.不同種植方式下伊樂藻生長對沉積物磷的影響［J］.環(huán)境污染與防治，2020，42（8）：1016-1020.

［5］ 李一平.太湖水體透明度影響因子實驗及模型研究［D］.南京：河海大學(xué)，2006.

［6］ 劉寒.沉水植物適應(yīng)富營養(yǎng)化湖泊弱光環(huán)境的生理生態(tài)學(xué)機制［D］.北京：中國科學(xué)院大學(xué)，2021.

［7］ 林超，韓翠敏，潘輝，等.不同光照條件對8種沉水植物生長的影響［J］.環(huán)境工程，2016，34（7）：16-19.

［8］ 李鵬善，朱正杰，嚴(yán)燕兒，等.不同光照強度和底質(zhì)營養(yǎng)對3種沉水植物的影響［J］.生態(tài)科學(xué)，2018，37（1）：101-107.

［9］ 王亞林，高園園，于丹，等.3種沉水植物對夏季高溫強光照環(huán)境的生理響應(yīng)［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2015，36（5）：74-80.

［10］ 季高華，徐后濤，王麗卿，等.不同水層光照強度對4種沉水植物生長的影響［J］.環(huán)境污染與防治，2011，33（10）：29-32.

［11］ 盧東昱，崔新圖，黃鏡榮，等.葉綠素吸收光譜的觀測［J］.大學(xué)物理，2006（1）：50-53，63.

［12］ 劉良云，王紀(jì)華，張永江，等.葉片輻射等效水厚度計算與葉片水分定量反演研究［J］.遙感學(xué)報，2007，11（3）：289-295.

［13］ 王華，逄勇，劉申寶，等.沉水植物生長影響因子研究進展［J］.生態(tài)學(xué)報，2008，28（8）：3958-3968.

［14］ 長江水資源保護科學(xué)研究所.丹江口～王甫洲區(qū)間水草防治效果評估研究［R］.武漢：長江水資源保護科學(xué)研究所，2021.

［15］ BUTCHER R W.Studies on the ecology of riversⅠ：on the distribution of macrophytic vegetation in the rivers of Britain［J］.Journal of Ecology，1933，21：58-91.

［16］ BIGGS B J F.Hydraulic habitat of plants in streams［J］.Regulated Rivers：Research and Management，1996，12：131-144.

［17］ MADSEN J D，CHAMBERS P A，JAMES W F，et al.The interaction between water movement，sediment dynamics and submersed macro-phyte［J］.Hydrobiologia，2001（444）：71-84.

［18］ 魏華，成水平，吳振斌.水文特征對水生植物的影響［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（7）：13-16.

［19］ HUSSNER A，STIERS I，VERHOFSTAD M J J M，et al.Management and control methods of invasive alien freshwater aquatic plants：a review［J］.Aquatic Botany，2017，136，112-137.

［20］ 田晶，郭生練，劉德地，等.氣候與土地利用變化對漢江流域徑流的影響［J］.地理學(xué)報，2020，75（11）：2307-2318.

［21］ 王棟，吳棟棟，解效白，等.漢江流域汛期徑流時空變化特征研究［J］.人民珠江，2020，41（4）：30-39.

［22］ 李柏山，粟穎，李海燕，等.漢江流域典型區(qū)域近60年來氣候變化特征與趨勢分析［J］.環(huán)?？萍迹?015，21（6）：1-7.

［23］ 劉長發(fā)，鄭晶予，李晉，等.基于GIS的雙臺子河口潮灘濕地翅堿蓬和蘆葦生境適宜度分析［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2012，33（3）：14-19.

［24］ 唐飛，郭凱飛，劉南川.生境適宜性評價研究進展［J］.綠色科技，2015（2）：34-35，37.

［25］ 孫磊，馬巍，蔡昕，等.基于MIKE21模型的普者黑湖水環(huán)境數(shù)值模擬研究［J］.水利水電技術(shù)（中英文），2022，53（1）：153-165.

［26］ 長江科學(xué)院.王甫洲水利樞紐庫區(qū)淤積效應(yīng)分析及生態(tài)治理研究建議書［R］.武漢：長江科學(xué)院，2021.

（編輯：黃文晉）

Abstract：

In order to analyze the effectiveness of combined measures of habitat reverse reforming and ecological operation to controlling the Elodea canadensis disaster in the Wangfuzhou Reservoir area on Hanjiang River，this paper established a two-dimensional hydrodynamic model of the study interval based on the actual measurement，and proposed the concept of hydrodynamic improvement rate.We quantitatively analyzed the effect of habitat reforming in terms of typical section and flow field，and discussed the ecological flow and regulation scheme after habitat reforming.The results show that：①After the habitat reforming，the overall water depth of the characteristic points at cross-sections increased by 131 m，the flow velocity distribution was more uniform，and the numbers of still water points were significantly reduced.②The largest hydrodynamic improvement rate of the research interval after reforming was in dry water flow（4455%），and the smallest was in flood flow（2677%），and the periodic improvement rate was 3559%.③The peak ecological flow after the habitat reforming could be reduced to 61372 m3/s，which had an equivalent hydrodynamic improvement effect with the existing dispatching scheme of 1100 m3/s of short-term water discharge.Based on this，one time ecological dispatching can save 420 million m3 water volume of Danjiangkou Reservoir compared with the existing dispatching scheme，and the hydrodynamic improvement rate could reach172% under the same minimum flow rate.

Key words：

Elodea canadensis；habitat reverse reforming；ecological dispatch；hydrodynamic improvement rate；Wangfuzhou Reservoir area