长江中下游水沙态势变异及主要影响因素

流域人类活动对长江中下游水沙态势变异产生重要影响,为了深入了解长江中下游水沙态势变异特征及主要影响因素,本文利用累积曲线法、M-K次序分析法和有序聚类法就长江中下游干流、主要支流和两湖(洞庭湖、鄱阳湖)湖口1950-2011年期间水沙态势变化特征进行研究,分析了流域人类活动的变化特征,指出长江中下游干流汉口站和大通站、主要支流汉江皇庄站及鄱阳湖湖口站年径流量没有明显的变化趋势,干流宜昌站和洞庭湖湖口城陵矶站的年径流量有显著减少的趋势;除鄱阳湖湖口站年输沙量变化不大外,干流、主要支流和洞庭湖水文站年输沙量显著减少。结合长江中下游水沙变化的特征,分析了水库拦沙、水土保持、两湖(洞庭湖、鄱阳湖)区域水沙变化、河道采砂等因素的影响,指出不同的影响因子对河道水沙态势变化的作用是不同的,特别是水库拦沙的影响更显著,三峡水库运用对中下游干流水沙态势变异的作用是非常重要的。     

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。     

四方水情

正长江中下游干流及两湖水位全线退至警戒以下长江防汛抗洪工作取得阶段性重大胜利7月31日23时,鄱阳湖湖口站水位退至19.49 m,低于警戒水位0.01 m。至此,长江中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖水位全线降至警戒水位以下,超警历时12~29 d。8月1日8时,长江中下游干流及两湖主要控制站水位低于警戒水位0.04~1.08 m,三峡水库水位152.82 m,较7月22日7时最高水位(158.50 m)低     

三峡水库蓄水期长江中游湖泊调蓄能力变化

长江中游通江湖泊的调蓄能力与整个区域的水安全密切相关。在对洞庭湖、鄱阳湖(下称“两湖”)调蓄机理探讨的基础上,揭示了两湖泊调蓄的临界状态及临界条件,分析了三峡水库蓄水期两湖泊调蓄能力的变化。研究结果表明:洞庭湖与鄱阳湖具有相同的调蓄机理,其调蓄能力变化受入湖流量和长江干流顶托的双重影响,湖泊调蓄过程表现为入湖与出湖水量的动态调整,湖泊调蓄量不断向0趋近。三峡水库运用后,两湖泊9—10月份调蓄能力下降明显,与2003—2007年相比,2008—2014年两湖汛后调蓄水量的减小更大。     

1995年长江中下游暴雨洪水初步分析

１９９５年６～７月长江中下游受干流以南主要是洞庭，鄱阳两湖地区的大范围强降雨影响，出现了大洪水，两湖地区洪水位接近或超过历史最高记录，汉口洪峰水位居有记录（１９６５年）以来第４位，九江洪峰水位超历史记录，下游大通站出现建国后第２位洪水，通过两湖调蓄能力分析，洞庭湖，鄱阳湖在１９９５年汛期的调蓄作用显著，但若再遭遇干流来水，则洞庭湖余下调蓄量已不足应付，鄱阳湖本次调蓄作用明显。     

长江流域产沙分布及输沙沿程变化特性

应用长江流域水土流失遥感调查资料和干支流主要泥沙控制站的实测泥沙资料,分析了长江流域的产沙区分布、产沙的影响因素,含沙量和输沙量的时空变化,沿程泥沙粒径变化,输移比等输沙特性和规律及入海泥沙量,重点分析了长江中下游河道和洞庭湖、鄱阳湖冲淤变化特点,揭示了长江流域干流、主要支流与湖泊泥沙输移淤积特性.     

长江采砂管理中的若干关键技术问题

长江河道采砂管理实践证明,如何依法、科学、合理、经济地保护与开发有限的长江砂石资源,服务沿江经济社会可持续发展,既是一个涉及社会多方面利益矛盾的管理问题,也是一个涉及众多研究领域的技术问题。结合长江河道采砂管理工作实践,阐述了长江干流河道砂石资源的分布规律,分析了不合理开采对堤防岸坡稳定性的影响,对洞庭湖、鄱阳湖生态环境的影响,以及长江口采砂作业活动对河势稳定、水工程设施、水环境的影响,探讨了上游库区砂石资源的开发利用和采砂监控管理的关键技术问题,对于长江干流河道及两湖采砂管理和技术研究具有一定的指导意义与参考价值。     

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。     

基于模态分解法的长江与两湖水沙特征分析

为研究长江和洞庭湖、鄱阳湖的水沙变化,利用模态分解方法(Welch能谱法及本征正交分解POD法),对长江和两湖中19个主要水文站1956～2018年的水沙序列变化特征进行分析。结果表明:长江和两湖的径流序列中,存在明显的8 a和20 a周期震荡。利用POD法分析得到的长江和鄱阳湖的径流变化率分别为2%～10%和10%～20%;而输沙变化率都接近90%。洞庭湖的水沙变化率要远远大于长江和鄱阳湖,其中荆江三口水沙变化率在140%以上。     

长江流域泥沙资源供需矛盾及对策

针对长江含沙率较小但输沙量较大的特点,需要采取一定的措施,在减小或避免其泥沙致灾的同时,将其加以合理利用,实现减灾兴利。根据长江流域干支流主要控制站的水沙实测资料,统计分析了包括三峡水库蓄水运用以来近50余年的长江上游、三峡工程坝下游干流河道与洞庭湖水系、鄱阳湖水系及支流汉江的泥沙输移变化,阐述了长江流域泥沙资源化的主要表现,揭示了长江流域泥沙资源的供需矛盾,并提出了相应的缓解对策。     

洞庭湖和鄱阳湖水量优化调控工程研究

随着三峡水库及上游干支流控制性水库的逐步投运,长江中下游防洪形势得到极大改善。同时,由于蓄水拦沙,“清水”下泄,江湖关系已经并将继续发生变化,导致两湖水文情势进一步变化,对两湖地区水资源综合利用和水生态环境保护产生深刻影响。分析了洞庭湖江湖关系变化趋势和鄱阳湖枯水变化情势及其影响,结合湖区经济社会发展和生态环境保护对水利的要求,研究了两湖水量优化调控总体思路,提出了优化调控两湖水量的工程措施,为两湖生态经济区和长江经济带建设提供支撑和保障。     

洞庭湖治理与湖区湿地保护探讨

洞庭湖是长江洪水的天然调蓄场所,不仅承接湘、资、沅、澧四水水沙,还纳入由荆江三口分泄的长江水沙,经湖泊调蓄后由城陵矶注入长江,形成了复杂的江湖关系,需要加强流域统一管理。通过分析洞庭湖区自然、经济状况及湖区湿地情况,结合1998年大水后湖区的治理情况及三峡工程蓄水运用后江湖关系的新变化,深入分析湖区湿地生态环境所面临的诸多问题,探讨如何在新一轮洞庭湖综合治理过程中,科学处理湖区综合治理与湿地生态环境保护与修复的关系。提出了洞庭湖统一管理措施,以便有效保护洞庭湖湿地生态环境与资源。     

荆江河段地形变化对洞庭湖水文情势的影响

基于实测数据分析了荆江河段冲淤变化特征,采用数值模拟方法定量分析了三峡水库建库前后荆江河段地形变化对2008—2018年8—11月洞庭湖水文情势的影响。结果表明:荆江河道地形变化导致洞庭湖区8—11月水位下降,地形变化对洞庭湖区水位的影响程度随着与城陵矶距离增加而减弱;荆江河段和三口洪道冲刷下切削弱了长江与洞庭湖的水力联系,导致同样来水条件下荆南四河入湖和城陵矶出湖水量减少,从而间接降低了洞庭湖的调蓄能力;在枝城站来水一定的条件下,荆南四河分流量减少导致沙市—螺山河段的流量增加,同流量下螺山站中低水水位有一定的抬高。     

长江大保护视角下鄱阳湖湿地保护的研究思考

鄱阳湖是长江流域的典型通江湖泊,也是我国面积最大的浅水湖泊和国际重要湿地.2003年来,受长江与鄱阳湖之间"江湖关系"变化影响,加之流域区域人类活动干扰,鄱阳湖湿地退化特征明显.以习近平总书记关于"长江大保护"的重要论述为根本遵循,综述国内外研究文献并统计分析相关数据,梳理了鄱阳湖湿地保护研究的关键问题及研究思路.从确...     

洞庭湖与三峡工程

三峡水库蓄水运用后,长江与洞庭湖的关系出现了新变化,深入研究江湖变化特性,有利于维护健康长江和洞庭湖防洪、供水与生态安全。辩证论述了洞庭湖在长江流域防洪、水资源利用、中游地区经济发展以及维护生态环境等方面的重要性,同时指出了三峡工程对于保障洞庭湖防洪安全的支撑作用。提出了加紧研究科学调整江湖关系的措施,加强研究三峡及干支流控制性水库群联合调度的方案,强化改善湖区水环境和维护湿地生态系统的管理理念。对于促进洞庭湖区的和谐发展与维护湖区生态安全,具有一定的指导意义。     

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。     

江湖关系的历史和未来

江湖关系是长江大保护中一对重要的关系,本文从历史文献、地质、考古的角度论证了江湖关系的变迁,剖析了其变化的主要原因,详细分析了1949年以来江湖关系变化的情况,提出维持江湖关系基本格局的必要性,认为处理江湖关系应以“维持格局,长期监测,修复生态,工程辅助,江湖库三利”为基本原则,并在水库优化调度、荆江河道岁修、洞庭湖三口清淤、两湖入江水道整治、开展生态调度、珍稀水生生物放流、水文与水生动植物耦合关系研究及泥沙监测研究等8个方面,提出了近期需采取的主要措施。可为长江大保护工作的开展提供新的思路。     

Influence of Sediment Transport on Water Levels in the Middle Yangtze River

Abstract

In this paper, sediment transport and deposition variety in the Yangtze River and Dongting Lake regions are comprehensively analyzed based on field data. The study shows that the gradual decrease of diversion ratio of water and sediment from the Yangtze River to the Dongting Lake is not only the primary cause of the decrease of sediment deposition in the Dongting Lake and the increase from Luoshan to Hankou reach, but also the primary cause of the elevated water levels in the Yangtze River, as well as decreasing flood regulation capacity in the Dongting Lake region. Thus the strategy of reduction and prevention of flood disasters is to deposit more sediment in the lake area, dredge the river channel, and reinforce dikes along the Yangtze River