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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