变化环境下通江湖泊江水倒灌年内分配变化规律研究

长江中下游的通江湖泊具有调蓄洪水和涵养水源等重要作用,针对目前通江湖泊分析中将三峡工程作为节点又缺乏支撑性分析的情况,以及对变化环境下江水倒灌年内分配变化规律研究较少的问题,以鄱阳湖为研究对象,采用水文变异诊断系统对鄱阳湖湖口站水位进行变异诊断,并以诊断结果为依据对湖口站实测倒灌序列进行变异前后年内分配变化规律研究。结果显示:变异后汛期鄱阳湖江水倒灌的流量均值上升,但月平均倒灌天数减少,倒灌水量呈减少的态势,且倒灌流量的极值有较大幅度降低,有利于鄱阳湖的防洪安全;非汛期江水倒灌的流量均值、平均天数、流量极值比变异前总体大幅度下降,对于鄱阳湖枯期水位会有较大的影响。研究结果对变化环境下通江湖泊的水情分析具有一定的参考作用。     

基于有限体积法的鄱阳湖水沙交换数值模拟

为了研究通江湖泊与外部江河的水沙交换过程,运用基于有限体积法的二维非稳态水流和泥沙耦合数学模型,对平水年水文条件下鄱阳湖的水沙交换过程进行了数值模拟。结果表明:鄱阳湖与上游五河、下游长江的水沙交换在时间上分布不均,主要集中在3~8月。计算得出2010年上游五河入鄱阳湖水量和泥沙量、鄱阳湖入下游长江水量和泥沙量以及全年长江倒灌入湖水量和沙量。倒灌入湖水沙量分别占出湖水量和沙量的4.88%和12.35%。研究成果为鄱阳湖水环境保护工作提供了重要参考。     

长江对鄱阳湖倒灌影响的微模型模拟

微模型试验技术具有模型规模小、试验周期短和经济性好等优势,可用于研究大范围和复杂系统的江湖关系问题,但国内应用实例较少,其相似理论和模型设计关键技术值得深入研究。基于研究长江与鄱阳湖江湖倒灌规律的需要,探讨了江湖倒灌微模型应遵循的相似律和微模型设计方法,提出了微模型阻力相似及模型物理量测控的解决方案,建立了平面比尺1:6 500、垂直比尺1:150的长江-鄱阳湖-“五河”尾闾微模型。经实测水文资料验证,该模型在水位、流速及长江对鄱阳湖倒灌时间和倒灌流量等方面与原体具有较好相似性,所用模型设计和模拟方法为进一步推广微模型试验技术提供了理论依据,为研究河流、湖泊、河口、海岸等大尺度和复杂水沙运动问题提供了参考。     

鄱阳湖综合水环境特征研究

以鄱阳湖1998～2012年水质资料及2008～2012年五河七口水文数据,对鄱阳湖污染负荷的特点进行对比分析,结果表明:(1)平水年COD、氨氮、TP入湖量分别为278 563.7 t、47 218.06 t、10 931.3 t.丰水年COD、氨氮、TP入湖量分别513 296.5 t、80 452.18 t、14095.05 t.枯水年COD、氨氮、TP入湖量分别为219 094.8 t、46051.37 t、6448.57 t;(2)污染物通过五河七口进入鄱阳湖的量占进入鄱阳湖总污染物的绝大部分;(3)干湿沉降量较五河入湖所占的比例要小得多,但大于长江倒灌入湖污染物的量;(4)不同污染物之间相比也呈现不同的规律,COD经五河入湖的比例最高的是丰水年,经长江倒灌比例最高的是枯水年;氨氮经五河入湖比例为96％,经干湿沉降的约在4％左右;TP枯水年经长江倒灌的比例为3％,其余水文典型年均只占1％.     

长江洪水对鄱阳湖倒灌影响及微模型研究进展综述

长江洪水对鄱阳湖的倒灌现象是江湖关系的研究内容之一。倒灌过程对江湖水沙交换及流域水环境保护、水生态安全维护和水资源配置等具有重要影响。分析了江湖倒灌现象及其特有的水文、泥沙性质,阐述了长江对鄱阳湖倒灌的作用机理和发生条件,并从旱涝灾害、水沙交换和水环境生态三个方面系统总结了倒灌产生的江湖效应研究成果。在归纳以往江湖倒灌研究方法和成果的基础上,从相似理论、相似条件和微模型倒灌研究关键技术等方面,探讨了未来可采用微型河工模型试验新技术,开展长江和鄱阳湖这类大范围江湖作用关系研究的可能性。     

三峡工程对鄱阳湖水质的影响

介绍了鄱阳湖水质现状,并通过鄱阳湖湖口水位、湖区水位、入湖五河来水及长江干流来水等,定量分析了在三峡工程初期运行的2004～2007年对鄱阳湖水质的影响.结果表明,在三峡水库蓄水期,鄱阳湖湖口水位降低较快,湖内需水量减少,自净能力下降,污染物浓度有小幅提高,但水质主要受入湖五河来水的影响,而受三峡工程的影响不大.     

鄱阳湖出口近10 年水沙特征及变化初析

利用湖口水文站2012～2021年实测水沙资料,分析近10年鄱阳湖出口水沙基本特征及变化趋势,并对变化原因进行初步分析。结果表明：近10年鄱阳湖出湖输沙量呈减小趋势,鄱阳湖出湖年输沙量和含沙量出现明显的突变点在2017年左右;长江倒灌进入鄱阳湖的水量和沙量呈减小趋势,影响了出湖径流量和输沙量年内分配,但对全年鄱阳湖出湖水量和输沙量影响较弱;鄱阳湖区的采砂活动、河道冲刷对出湖输沙量影响较大。     

长江与鄱阳湖水文关系及其演变的定量分析

鄱阳湖蓄水受到自身流域来水和长江流量的双重影响,利用长江汉口和鄱阳湖星子水文监测资料,统计分析后得到长江与鄱阳湖量化的水文关系:(1)如果汉口流量小于15 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流影响不明显,鄱阳湖基本上自由出流,湖水位变幅较大。(2)如果汉口流量超过18 000 m~3/s,长江对鄱阳湖出流顶托作用明显,汉口流量越大,顶托越显著,因顶托而滞蓄在湖盆的水量可达31.9%~81.4%。(3)如果星子水位10.5~16.5 m且汉口流量大于20 000 m~3/s,出现长江向鄱阳湖倒灌的可能性较大;星子水位低于8 m或鄱阳湖主汛期一般不会发生倒灌。2000年以后鄱阳湖与长江水文关系发生了一些变化,主要表现在长江对鄱阳湖出流顶托作用弱化,鄱阳湖枯水期提前并延长,湖水位日涨落幅度增大。定量研究这些关系,对于鄱阳湖水资源利用、水环境和水生态保护具有重要作用。     

鄱阳湖五河入湖水沙通量及典型断面形态变化特性分析

五河入湖水沙通量及河道形态变化对五河尾闾演变、湖区低枯水位、江湖关系等研究有重要意义。以1956—2018年实测资料为基础,利用Mann-Kendall 检验法和河道特征对五河入湖水沙通量、典型断面形态变化特性及其影响因素进行了研究。结果表明:①五河入湖径流量总体呈小幅度减小态势,2003—2018年五河入湖平均径流量较1956—2002年减小5.3%;②除饶河外,入湖泥沙通量均有不同幅度的减小,其中赣江和信江大幅度减小,2003年后分别减少约72.3%和52.6%;③五河典型断面形态2014年前变化较大,断面多呈锯齿状;随后逐渐恢复正常;④水利枢纽工程、水土保持工程和人工采砂是影响五河入湖泥沙通量和河道形态的主要人为因素。     

鄱阳湖与长江水沙通量变化特征分析

利用1956～2005年湖口水文站水、沙观测资料,分别分析了鄱阳湖和长江水沙通量的年代、年际、季节的变化规律以及水、沙通量之间的关系.研究表明:①鄱阳湖入江水通量的年代变化明显,20世纪90年代入江水通量具有明显的递增趋势,21世纪初则呈递减趋势;而沙通量在20世纪50～90年代间有明显的递减趋势,2000年以来呈明显的递增趋势.②水沙通量的年际变幅较大,但沙通量的年际变幅远大于水通量.③水沙通量的季节变化明显,鄱阳湖入江水通量主要集中在4～9月份汛期,其径流量占全年总径流量的68%以上.由于长江水倒灌,鄱阳湖入江的沙通量与水通量变化不一致,输沙量多集中于春夏两季,特别集中于鄱阳湖与长江汛期的间隔期3～4月份.④年输沙量和年径流量相关性较低,但是枯水期至汛期前期的水沙通量变化趋势一致性较好.     

近 30 年鄱阳湖与洞庭湖水文变化与归因

为揭示鄱阳湖和洞庭湖水文特征并综合分析其影响因素对湖泊水资源管理及江湖关系, 以两湖水系统为研究对象, 采用非参数秩次相关检验法( Mann2Kendall M2K) 分析方法和近 30 年两湖2流域2长江水位和流量长序列数据集, 解析湖泊水文变化特征、趋势和程度, 并通过两湖水文的对比来系统分析长江中游大型通江湖泊水文变化规律及其影响因素, 旨在对两湖流域水资源的整体认识和把控, 丰富对江-河-湖复杂水系统作用机制与内涵的深入理解。结果表明: 两湖水位在近 30 年总体上呈“上升-非稳定状态-下降” 3 个变化阶段。2003 年前, 鄱阳湖和洞庭湖水位总体呈上升趋势, 且在 1980- 2000 年间基本处于不稳定的波动状态, 2003 年后两湖水位呈明显的下降趋势。 Mann-Kendall 分析得出: 两湖水位可能在 2005 年左右发生明显突变, 且鄱阳湖和洞庭湖水位与之前相比, 最大降 幅分别可达 9. 4% 和 3. 4% , 表明两湖水位变化的趋势程度存在差异, 鄱阳湖水情变化的敏感程度要强于洞庭湖。 对长江干流的补水期洞庭湖为 4- 10 月, 鄱阳湖为 3- 8 月, 表明两湖对长江干流水文的不同调节补偿作用。     

水库群联合作用下长江中下游江湖关系响应机制

长江干支流水库群的总库容约占长江入海年均径流量的37.6%,水库群的联合作用改变了进入长江中下游江湖系统的水沙条件,引起江湖系统水沙输移、冲淤演变及江湖关系等发生新的变化,呈现新的特点。本文在综述近年来长江中下游江湖系统水沙输移与冲淤演变特性及江湖关系变化等研究成果的基础上,重点阐述水库群联合作用下长江中下游江湖关系响应机制,形成的主要认识有:水库群联合作用下中下游江湖系统的径流量及比例组成没有明显变化,但输沙量及比例组成发生显著变化,干流宜昌站变化最为明显;中下游河道由自然条件下的中沙河流变为少沙河流,江湖系统由自然条件下的累积性淤积转为持续冲刷,并在较长时期内进行重新塑造与调整;水库群的联合作用对江湖水沙交换与湖区冲淤产生影响,两湖枯水期有所提前,湖区泥沙沉积率显著下降,江湖关系总体趋于向好的方向调整。鉴于长江水沙条件变化的不确定性、人类活动影响的加剧与江湖系统演变的复杂性,今后仍须加强变化环境下中下游江湖系统响应机理研究。     

2016年秋长江中下游枯水分析及对水库调度的启示

2016年7月长江中下游发生了区域性大洪水,上中游水库群联合调度,发挥了重要的防洪作用。洪水过后涝旱急转,长江中下游干流及“两湖”（洞庭湖、鄱阳湖）水位持续走低,9月份出现了历史同期严重枯水。为了探究此次枯水成因,总结经验规律,采用水量平衡法和水位流量关系曲线方法还原了2016年秋季枯水过程。对比分析发现,天然来水偏少和水库群拦蓄是导致长江中下游干流及两湖水位严重偏低的主要原因。此外,针对2020水平年投入运行的水库群规模将进一步扩大,汛末水库群蓄水对长江中下游来水的影响可能将持续加大且呈现常态化的现象,指出加强中长期水文预报技术与水库群联合蓄水研究是下一步的重点研究方向。     

三峡水库运行对鄱阳湖江湖水文情势的影响

三峡水库运行改变了长江中下游干流及通江湖泊的水文情势,基于实测水文资料,构建了反映长江中游复杂江湖关系的一、二维水动力数学模型,定量评估了三峡水库2009～2014年实际运行对长江与鄱阳湖江湖水文过程的影响程度。结果表明:三峡水库运行对湖口站5～10月水量交换过程影响相对较大,7～10月倒灌水量有所减少;三峡水库蓄水期长江中游干流流量减少,尤以10月最为显著,湖口站平均水位降低1.09 m,降低湖区水位效应可影响至康山;补水期长江中游干流1～3月流量增加明显,湖口站平均水位升高0.28～0.56 m,抬高湖区水位作用仅能影响到都昌附近;汛期湖口站5～6月最高水位最大抬高0.34 m,7～8月最高水位降低。研究成果可为鄱阳湖区综合治理与保护提供参考依据。     

基于水文分割法的鄱阳湖入湖非点源污染研究

为研究鄱阳湖流域非点源污染情况,选取鄱阳湖入湖主要河流为研究对象,利用各河流入湖控制站对流域径流量及水质进行同步监测,借鉴水文分割法的原理,应用非点源污染负荷估算公式,探求径流氮、磷负荷入湖规律。结果表明：2008年赣江、抚河、信江、饶河、修水等五河及博阳河、西河入湖氨氮和总磷的污染负荷(溶解态)为入湖非点源污染物的主要来源,占总入湖负荷的68%～76％;在空间分布上,入湖五河中赣江对入湖非点源污染负荷的贡献占绝对优势。根据分析结果,鄱阳湖的水污染治理应主要针对非点源污染,且重点在赣江流域。     

鄱阳湖水文特性分析

The Poyang lake is currently the largest freshwater lake in China. Hydrologic properties of this lake, including precipitation, runoff, flood, sediment transport and so on have been analyzed on basis of large amount of measurements. Variation of these properties within a year and among years and the regional distribution are explored. The encounter probability of the outflow from Poyang Lake with that from Changjiang River is computed and the detention volume of Poyang Lake is analyzed. In accordance with water balance theory, the detention storage volume of Poyang Lake and Changjiang River corresponding to the annual maximum 60-day flood volumes in 9 typical heavy flood years of 1968, 1969, 1973, 1980, 1983, 1996 and 1998 have been calculated. The detention storage capacity of both the Lake and the River ranges from 5.6 billion to 16.5 billion m\+3, 11.5 billion m\+3 at average. Among which, the detention storage capacity of Poyang Lake is 9.5 billion m\+3, accounting for 82.6%. Poyang Lake has played a very important role in detaining floods from the five rivers of the Lake system as well as floods on the river section from Changjiang to Bali. There would have more frequent and more serious flooding on the middle and lower Changjiang River, especially in the region around Hukou if there were no Poyang Lake to detain and store the floodwater.     

Analysis of Hydrologic Property of Poyang Lake

1　ＮａｔｕｒａｌＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓＰｏｙａｎｇｌａｋｅｉｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｐａｒｔｏｆＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖ ｉｎｃｅａｎｄｔｏｔｈｅｓｏｕｔｈｏｆＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ.ＩｔｒｅｃｅｉｖｅｓｗａｔｅｒｆｒｏｍＧａｎｊｉａｎｇ ,Ｆｕｈｅ ,Ｘｉｎｊｉａｎｇ ,ＲａｏｈｅａｎｄＸｉｕｓｈｕｉｒｉｖｅｒｓ(ｒｅｆｅｒｒｅｄｔｏａｓｆｉｖｅ -ｒｉｖｅｒｓｈｅｒｅａｆｔｅｒ)ｏｆｔｈｅｌａｋｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｗａｔｅｒｆｒｏｍＢｏｙａｎｇ ,Ｚｈａｎｇａｎｄ…     

1956-2016年黄河流域河川径流演变规律

黄河流域水资源短缺问题突出,深入分析河川径流的演变规律对于流域水资源管理具有重要的指导意义。基于黄河干流上、中、下游不同位置的代表性水文站实测径流,利用Mann-Kendall非参数趋势检验方法分析了1956-2016年期间黄河流域年、月径流的历史演变规律。结果表明:1956-2016年,除源头区年径流变化不显著以外,黄河流域径流呈现出显著的下降趋势,达到了1%的显著性水平。从上游到下游,河川径流下降幅度越来越大,趋势越来越显著。1980-2000和2001-2016年的多年平均入海径流比1956-1979年分别减少了50. 07%和59. 67%。径流演变呈现出3阶段特征,20世纪50、60年代属于丰水期;随后在70至90年代径流持续下降;在2000年以后径流有所回升。除源头区以外,黄河流域的月径流总体呈现减少趋势;上游和中游地区的月径流占年径流的比例枯增丰减;下游地区月径流占年径流的比例在冬季、夏季增大,春季、秋季减小。     

南京市“2016·7”特大暴雨水雨情分析

2016年7月,南京市因受本地降水及上游来水影响,水位出现快速上涨过程,长江、秦淮河、滁河、水阳江、固城湖、石臼湖等主要河湖控制站水位均出现了超警戒水位,其中秦淮河、石臼湖等河湖发生超历史水位。通过分析本次暴雨洪水特点,为今后应对类似大洪水工作提供借鉴。