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第1章 概述 1

1.1 中国的水系 1

1.2 中国大坝建设现状及发展趋势 3

1.3 筑坝导致的主要生态环境问题 5

1.3.1 筑坝对河流水文、水力学特性的影响 6

1.3.2 大坝对水温、水质的影响 6

1.3.3 大坝对鱼类洄游的影响 7

1.4 筑坝生态环境影响的补偿措施 8

1.4.1 改善河流的纵向连通性 8

1.4.2 实施生态调度，模拟自然的水流情势 11

1.4.3 人工增殖放流 13

1.4.4 河流生物栖息地重建 14

1.4.5 支流生境替代保护 14

1.4.6 基于水生态保护的干支流协调规划和开发 15

1.4.7 建立水生态监测体系和生态补偿机制 15

参考文献 16

第2章 河流生态系统及其关键生态过程 18

2.1 河流生态系统的基本概念 18

2.1.1 河流生态系统的组成要素 18

2.1.2 河流生态系统的结构 22

2.1.3 河流生态系统的功能 26

2.2 河流生态系统的关键生态过程 30

2.2.1 水文过程 30

2.2.2 物理化学过程 33

2.2.3 地貌过程 34

2.2.4 生物过程 34

2.3 水文过程与其他生态过程的关系 35

2.3.1 水文过程对其他生态过程的主导作用 35

2.3.2 水文过程改变及其生态效应 38

2.3.3 恢复自然水文过程 39

2.4 河流生态系统的若干概念性模型 40

2.4.1 连续体和串联非连续体 40

2.4.2 洪水脉冲概念 42

2.4.3 自然水文情势 43

2.4.4 近岸滞留区概念 44

参考文献 45

第3章 大坝的生态效应 48

3.1 大坝对生境的影响 48

3.1.1 筑坝对河流水文情势的影响 48

3.1.2 筑坝对河流泥沙输运及河流地貌的影响 50

3.1.3 筑坝对河流水温的影响 55

3.1.4 筑坝对下游水体溶解气体的影响 57

3.1.5 筑坝对河流连续性的影响 59

3.2 大坝对水生生物的影响 61

3.2.1 浮游生物 61

3.2.2 大型水生植物 65

3.2.3 底栖动物 67

3.2.4 鱼类 68

3.2.5 水生哺乳动物——长江江豚 74

3.3 梯级水库生态环境累积影响 77

3.3.1 水文径流过程 77

3.3.2 水温 78

3.3.3 水质 78

3.3.4 泥沙 78

3.3.5 鱼类 79

3.4 大坝对河流生态系统功能的影响 79

3.4.1 信息传递 80

3.4.2 物种流动 80

3.4.3 物质循环 83

3.4.4 能量流动 84

3.5 大坝生态效应的典型案例 85

3.5.1 丹江口大坝对河流生态系统的影响 85

3.5.2 三峡大坝对河流生态系统的影响 93

参考文献 106

第4章 水文情势变化影响河流生态系统的评价指标体系 118

4.1 概述 118

4.1.1 问题的提出 118

4.1.2 建立指标体系需解决的主要问题 121

4.1.3 建立指标体系的原则 121

4.1.4 建立指标体系的思路 122

4.2 广义的水文过程 123

4.2.1 水文过程及其伴随过程 123

4.2.2 作为伴随过程的水温过程 125

4.2.3 作为伴随过程的含沙量过程 126

4.3 河流生态系统的平面格局 126

4.3.1 冲积平原河流生态系统平面格局 127

4.3.2 库区峡谷河流生态系统平面格局 127

4.3.3 河流生态过程分类 128

4.4 河流生态系统候选关键过程 129

4.4.1 候选关键过程的提出 129

4.4.2 冲积平原河流生态系统候选关键过程 129

4.4.3 两坝间河流生态系统候选关键过程 141

4.5 河流生态系统关键过程及关键期 145

4.5.1 对候选关键过程的筛选 145

4.5.2 河流生态系统关键过程及关键期 146

4.6 完成（或抑制）关键过程的生态水文需求及指标 150

4.6.1 冲积平原河流生态系统 150

4.6.2 两坝间河流生态系统 153

4.7 关于生态水文过程的讨论 153

4.7.1 生态水文过程的分解：时间尺度 153

4.7.2 生态水文过程的分解：水文量的阶 155

4.8 水文情势变化影响河流生态系统的评价指标体系 155

4.9 小结 156

参考文献 158

第5章 兼顾生态保护的水库调度方式 161

5.1 兼顾生态保护的水库调度方式的提出 161

5.1.1 现行调度方式的不足 161

5.1.2 兼顾生态保护的水库调度方式的概念 163

5.2 国内外兼顾生态保护的水库调度实践 164

5.2.1 保证最小生态需水量 164

5.2.2 改善水质 164

5.2.3 调整水沙输移过程 165

5.2.4 保护水生生物 165

5.2.5 恢复岸边植被 166

5.2.6 维护河流生态系统完整性 166

5.3 兼顾生态保护的水库调度的主导思想和理论原则 167

5.3.1 主导思想的变迁 167

5.3.2 理论原则 169

5.4 兼顾生态保护的水库调度的基本步骤 171

5.4.1 河流状况调查 171

5.4.2 生态保护目标确定 174

5.4.3 水文生态关系的建立 175

5.4.4 生态保护目标的环境水流需求 177

5.4.5 兼顾生态保护的水库调度方案设计 179

5.4.6 基于适应性管理方法开展调度试验 180

5.5 美国改进格伦峡大坝调度的研究 181

5.5.1 科罗拉多河和格伦峡大坝的概况 181

5.5.2 生态保护的目标及其水文生态模型 185

5.5.3 改进格伦峡大坝调度的试验和方案 188

5.5.4 改进水库调度的总体效果和主要经验 193

5.6 兼顾生态保护的三峡水库调度研究 194

5.6.1 三峡工程的生态影响评估 194

5.6.2 改进三峡水库调度的生态目标 201

5.6.3 水文与生态保护目标的量化关系 201

5.6.4 四大家鱼繁殖的环境水流需求 204

5.6.5 兼顾鱼类繁殖的三峡水库调度方案设计 205

5.6.6 兼顾鱼类繁殖的三峡水库调度试验 214

参考文献 216

第6章 兼顾生态保护的水库调度指南 222

1 总则 222

2 筑坝河流生态状况调查 223

2.1 一般规定 223

2.2 水文水质数据收集和调查 223

2.3 泥沙地貌数据收集和调查 224

2.4 生物数据收集和调查 224

2.5 水库调度相关数据收集和调查 225

3 生态保护目标确定 225

3.1 一般规定 225

3.2 生态保护目标 226

4 生态需水计算 226

4.1 一般规定 226

4.2 改善水文水质条件的生态需水 227

4.3 维护河流地貌的生态需水 228

4.4 保护水生生物的生态需水 228

5 生态调度方案设计 229

5.1 一般规定 229

5.2 生态需水与现行调度方案的协调 230

5.3 生态调度试验监测方案的设计 230

6 生态调度试验及调度方案优化 230

6.1 一般规定 230

6.2 生态调度试验 230

6.3 监测及效果评估 231

6.4 调度方案优化 231

第7章 结语 232

7.1 筑坝河流的生态效应 232

7.2 水文情势变化影响河流生态系统的关键过程及作用机制 233

7.3 兼顾生态保护的水库调度 235