1.3 本书研究的主要内容
1.3.1 研究目标
系统分析和总结国内外相关研究成果，阐述水库建设运行对生态环境影响的内在机制；通过研究黄河小浪底水库调水调沙运行引起的高含沙水流过程及水质变化对下游河流鱼类的影响，分析高含沙水流下泄对鱼类造成影响的机理；并通过原型观测和模型实验确定含沙量对鱼类产生致命影响的阈值；以日本两座水库为例，探讨了含沙量与水质指标变化之间的相关关系；建立水库高含沙排沙对下游河流鱼类影响程度的评价指标体系；根据上述对国内外水库实地监测调查数据，提出减轻水库排沙对下游河流鱼类影响的对策，为水库高含沙排沙的生态调度操作运行提供科学依据。
1.3.2 研究方案和技术路线
（1）研究方案。
1）资料分析研究。广泛搜集并整理分析了国内外有关水库排沙和下游河流的水质、流量、泥沙方面的观测资料及技术资料，结合现场调查、原型观测、室内实验以及理论分析等综合方法和手段，深入研究水库排沙期间下游河流水质变化过程及其对下游河流生态环境影响机理。重点收集黄河小浪底工程调水调沙运行调查报告等资料，分析调水调沙前后河床冲淤及颗粒组成，研究调水调沙运行对鱼类生存环境的影响。
2）现场调查分析。在黄河小浪底水库调水调沙运行前后，定期对水库下游河段水质和鱼类的生理特性、生存状态进行现场调查与观测分析。其中，水质监测内容主要包括水温、pH值、CODCr、DO、含沙量、有毒物质以及底泥外观、臭气、颗粒级配、pH值、灼烧损失等指标；鱼类生理特性和生存状态调查内容主要包括生存在小浪底水库及下游河段的鱼种、鱼鳃物质成分、内脏器官生理特性、胃内物质组成（动物、植物、泥沙、污染物等）及其所占比例等。
通过现场调查研究分析小浪底水库排沙前后的水库和下游研究河段的水环境和底泥特性，把握研究鱼种的生理特性和生存状态，为分析小浪底水库调水调沙运行时期研究河段水质变化特性及鱼类影响提供依据。
3）实验研究。制作浑水系统，进行黄河鲤鱼在不同含沙量条件下的生存特性实验，探讨黄河典型鱼种在不同含沙量条件下的生存特性，为定量评价含沙量及其持续时间对鱼类的影响程度提供依据。
（2）研究技术路线。
在广泛收集国内外有关水库排沙的水质变化观测资料和水库排沙评价方法等技术资料的基础上，筛选水库排沙对下游河流鱼类产生影响的因子。在水库排沙前后定期进行现场调查，为原型观测资料分析提供依据；结合水库排沙时期的原型观测结果，定性分析水质变化对鱼类的影响。开展黄河鲤鱼在不同含沙量条件下的生存特性实验，结合现场调查和原型观测结果，定量分析含沙量及其持续时间对鱼类的影响程度；建立水库高含沙排沙对下游河流鱼类影响程度的评价指标体系。研究技术路线如图1.6所示。
图1.6 技术线路图
1.3.3 主要内容
（1）水库排沙对下游河流生态环境影响研究进展的系统总结。
有关水库排沙对下游河流生态环境的影响，尤其是对鱼类影响的研究在国外早已开展。为了借鉴吸收国外已有研究的先进成果，并在前人研究的基础上进一步深入研究，在查阅大量文献的基础上，对已有研究成果进行了系统阐述分析，促进该领域研究向前发展。
（2）水库排沙对鱼类的影响及其评价方法。
通过查阅文献，掌握国际上水库排沙对生态环境影响，尤其是对以鱼类为代表的水生生物的影响的研究动态，为研究我国小浪底水库调水调沙期间高含沙水流下泄对鱼类影响的原型观测和不同含沙量对鱼类影响的实验研究奠定基础，同时有助于提高该领域的研究水平，推动我国水库排沙对生态环境影响研究进程。
（3）水库建设运行对生态环境影响及生态调度措施。
水库建设运行对生态环境的影响包括水温、水文过程、水质、泥沙等多个方面。其中，本书重点关注水库泥沙淤积、水库排沙及其对生态环境的影响，介绍了基于生态的水库调度措施。
（4）水库高含沙排沙期间下游河流水质变化过程调研分析。
2009年和2010年对小浪底工程调水调沙期间的含沙量、水质指标、鱼类情况进行了原型观测，其中水质指标包括溶解氧、化学需氧量、氨氮、重金属等，为研究水库高含沙水流下泄对鱼类的影响机理、解释“流鱼”现象出现的原因提供依据。
（5）水库排沙对鱼类生存状态、生理特性的影响研究。
在黄河小浪底水库下游研究河段分别采集排沙之前正常生活鱼类和排沙过程中受影响的鱼类，对比分析水库排沙对鱼类生存状态及生理指标的影响，具体内容包括种类、生长特征、胃内物质组成、缺氧的应急生理等指标。
（6）不同含沙量对黄河鲤鱼影响的实验研究。
为深入研究含沙量对鱼类的影响，掌握含沙量对鱼类影响的阈值，制作了浑水系统，开展了不同含沙量条件下黄河典型鱼种黄河鲤鱼的生存特性实验。采集黄河小浪底水库排沙期间下游河流泥沙，配置7种含沙量的水体，分别研究了不同含沙量对黄河鲤鱼的影响，并结合现场调查和原型观测分析结果，提出了鱼类保护的含沙量控制阈值，为制定考虑鱼类保护的黄河调水调沙方案提供依据。
（7）多泥沙水库排沙效应综合评价指标体系研究。
在上述研究基础上，建立了包括经济效应、生态环境效应和社会效应三个方面在内的多泥沙水库排沙综合评价指标体系。分别对三个方面的效应制定评价指标及其评价标准，并以黄河小浪底水库为例，评价了其排沙的综合效应，为定量评价以小浪底水库为代表的多泥沙水库调水调沙运行对经济、生态环境和社会的影响提供了依据，并为今后评价多泥沙水库排沙对下游河流的影响提供技术支持。
（8）日本基于生态的水库泥沙综合管理。
总结介绍了当前日本以流域为尺度的泥沙综合管理技术。以日本黑部川出平水库和宇奈月水库联合排沙为例，详细介绍了日本水库排沙的目的、排沙方法、评价指标体系。以天龙河流域美和水库为例，介绍了水库上游产沙区技术措施、库区和坝体排沙技术，以及降低水库排沙对下游生态环境影响的流域泥沙综合管理技术措施。