三峡枢纽运用后鄱阳湖的水位变化特性分析

为了探究三峡水库运用前后鄱阳湖水位的变化特性,分析了湖口、星子、都昌、棠荫和康山5个水文站1964-2016年的水文资料。研究结果表明:除湖口站的年最低水位为显著增大的变化趋势外,其余4站的年最高水位、年最低水位及年平均水位以及湖口站年最高水位和年平均水位均为下降的变化趋势;鄱阳湖枯水期10月份水位变幅最大,从10月至次年3月枯水水位变幅递减,除湖口站外,其余4站3月水位变幅最小;枯水期鄱阳湖区的水位变化幅度呈北高南低的状态,12月至次年3月,星子站的月均水位变化幅度小于都昌站的月均水位变化幅度,枯季湖口水位较建库前有所抬高;鄱阳湖枯水时间延长,平均延长了41 d,枯水出现时间呈波动提前的趋势。     

鄱阳湖低枯水位变化及趋势性分析研究

选取鄱阳湖水位代表站历年来的水位观测资料,分析湖区水位代表站低枯水位变化情况,采用Mann-Kendall非参数检验（M-K检验）、Kendall秩次相关检验（Kendall检验）、Spearman秩次相关检验（Spearman检验）、线性回归趋势检验（LRT检验）等4种方法分析研究鄱阳湖湖口、星子、都昌、棠荫、康山等5个水位站的低枯水位变化趋势.分析表明鄱阳湖湖区湖口、星子、都昌等站10月和11月平均水位均已出现趋势性降低变化.     

鄱阳湖入江水道输沙能力与出湖沙量关系及冲淤调整规律

鄱阳湖是长江流域生态系统的重要组成部分,近年来鄱阳湖枯水水位下降、枯水时间提前呈常态化和趋势性变化引起了广泛研究。鄱阳湖入江水道作为江湖联系的纽带,在江湖关系演变中起着重要作用。特别是2001年以来,入江水道演变和出湖沙量出现了显著和复杂的变化过程,其原因存在明显争议。本文采用水文泥沙观测资料结合机理研究,分析阐明了鄱阳湖入、出湖水沙变化与入江水道挟沙能力变化关系及冲淤调整规律。研究结果表明：入江水道代表断面月流速与湖口月出湖含沙量成正比,鄱阳湖出湖沙量与入江水道输沙能力直接相关;入湖泥沙对入江水道演变的影响是缓慢的,入湖沙量集中的4—6月,1985年前后各月出湖沙量减少量和减小比率都小于入湖沙量减少量和减小比率,都大于输沙能力减小比率;1998—2010年与1955—1998年比,月出湖含沙量变化比率与入江水道月挟沙能力变化比率具有较好关系;从出湖含沙量与代表断面流速关系看,1999—2010年出湖含沙量在不考虑断面变化情况下总体低于1955—1998年相关线,考虑断面扩大后则高于1955—1998年相关系,说明1999—2010年出湖含沙量增大和入湖水道断面扩大是冲刷和采砂共同影响的结果;入江水道下段代表断面2011—2020年同流速下顺出湖含沙量与1955—1998年关系线基本一致,而上段代表断面则明显低于1955—1998年关系线,说明入江水道下段已趋于稳定,上段仍可能会有一定的冲刷调整,引起湖区枯水位继续有所下降。本文研究结果对明晰鄱阳湖入江水道冲淤变化、长江与鄱阳湖相互影响复杂关系和指导鄱阳湖保护与治理具有重要意义。     

鄱阳湖湖流特征

基于2010—2014年湖流监测资料,分析了鄱阳湖湖流分布特征。结果表明:(1)鄱阳湖北部湖区流速最大,其次为主湖区、入江水道区,东部湖区最小;主槽流速大于洲滩和湖湾;枯水期流速大于平水期和丰水期。(2)相比于上世纪60~70年代,都昌站和康山站流速在同级水位情况下有所增大,棠荫站流速在同级水位落差下有所增大,星子站流速在同级水位落差下有所减少。     

湘江下游水位变化趋势与河床演变关系研究

湘江为长江中游洞庭湖水系的主要支流,是湖南省最大的河流,认识湘江水位的变化规律和趋势可为湘江流域乃至洞庭湖水系的保护和管理提供依据。利用M-K检验法分析1990-2014年湘江下游水位变化规律,基于实测地形数据分析湘江下游河段河床演变,并探讨湘江下游水位变化与河床演变之间的关系。结果表明:1990-2014年湘江下游年均水位整体呈下降趋势,长沙站、湘阴站和营田站水位均于2011年下降到历史最低点,分别为26. 62、24. 69和24. 42m,枯水期水位下降尤为明显。1990-2014年汛期最高水位呈缓慢下降趋势,枯水期最低水位总体上呈下降趋势,同流量下汛期水位变化不明显,枯水期水位基本上呈降低趋势。1983-2015年典型纵横断面出现2种形式,分别为横向展宽和纵向大幅度刷深,湘江下游河床下切严重,其中铜关滩下切深度达15. 7 m。汛期水位的变化与来水来沙及河床演变有关,枯水期水位下降主要归因于河床下切。     

长江鄱阳湖问题的原因及湖口建闸的影响

根据实际资料分析了近年鄱阳湖环境面貌剧烈变化的原因和湖口建闸的影响,结果表明:当前鄱阳湖汛后提前干枯主要是长江上游水库群改变了河川径流节律,减少汛后水量,使河湖提前入枯和河道大幅冲刷,全线汛后水位平均降低2～4 m(湖口2.76 m),径流减少是主要原因;鄱阳湖大量采砂已经破坏了入江水道的自然水力顶托机制,使枯季(2—3月)湖区(都昌)平均水位降低2 m,这是鄱阳湖连续出现极低水位的原因;鄱阳湖流域水库拦截和长江汛期洪水减少、湖水位降低和持水量减少等,也使近年8—10月湖口入湖和出湖流量大幅度减少,加剧了湖区汛后水位降低,特别是鄱阳湖七河尾闾干旱。上述变化已经对湖区生态环境和周边生产生活影响很大,但鄱阳湖基本自然特征没有改变。湖口建闸是可控制湖区汛后水位消落和抬高枯水位,但是建闸隔断江湖,对洄游鱼类生存、鸟类生境和湖区环境影响很大;长江受三峡大坝隔断后,再在湖口建闸将严重肢解流域自然生态系统,使长江生境多样性彻底丧失;而且建闸还将进一步加剧长江下游水位降低,改变河湖面貌,降低环境容量和河口抵御咸潮能力。解决鄱阳湖问题应该在长江流域层面统筹寻找对策,建议严格坚持三峡工程规划确定的主要防大洪水原则,适当调整流域总体规划,提高湖区流域水利工程调节能力和增加汛后补水,修复鄱阳湖入江水道,加强鄱阳湖及周边适应能力建设等。     

鄱阳湖入江水道总磷时空分布规律及采砂影响简析

为了探讨鄱阳湖入江水道的总磷时空分布规律,区分水文自然节律与采砂影响的主次关系,结合区间纳污情况,对老爷庙、星子及蛤蟆石断面的总磷监测数据进行了时空变化的数理统计分析.结果表明:由于入湖水量差异导致水体自净能力与纳污能力的变化,鄱阳湖入江水道主要断面的总磷指标存在"丰水期优于枯水期"的周期性波动规律;老爷庙-星子段总磷浓度总体呈现优化趋势;星子-蛤蟆石段则呈劣化趋势;鄱阳湖采砂相关作业对断面水质存在一定的影响,但其本质是底泥扰动带来的内源性污染迁移,其影响较入湖排污带来的外源性污染要小.研究结果有助于更加理性地分析采砂对水质的影响.     

鄱阳湖入江水道水质风险评估方法的研究

为了量化鄱阳湖入江水道各监测断面的水质污染情况,探讨水质风险的变化规律,基于断面水质月际劣化速率对鄱阳湖入江水道的水质风险进行评估。选取吴城、都昌、老爷庙、星子和蛤蟆石断面的水质监测数据,推求出不同情景下水质“超标”的风险,并探讨水质风险在入江水道中的时空变化规律。结果表明：鄱阳湖水质月际劣化速率符合P-Ⅲ分布;本研究从有害事件发生概率的角度定义断面水质风险,科学描述了鄱阳湖入江水道面临的水质问题,设置的阈值能够合理刻划风险等级;导致鄱阳湖入江水道水质劣化的主要指标为TP、pH值和COD;蛤蟆石断面水质“超标”的控制指标为TP,超标概率为12.29%;吴城和老爷庙断面的控制指标为COD,超标概率分别是2.58%和2.73%;都昌和星子断面则为pH值,超标概率分别为1.82%和3.29%。基于该方法,可以预测相关水质指标的超标概率,确定断面水质风险等级,明确可能导致水质有害事件的主要指标,从而为目标水体水质的精准管理提供技术支撑。     

赣江南昌河段水位降低现状及影响因素

采用资料分析以及数模验证的方法,从赣江南昌河段水位降低与上游来水来沙、下游鄱阳湖水位降低以及南昌河段河床下切三个方面,对赣江南昌河段水位下降的影响因素进行了分析。结果表明:河床下切是赣江南昌河段水位降低的一个主要影响因素,大规模人为采砂是南昌河段河床下切的主因;下游鄱阳湖水位的降落亦会导致赣江南昌河段的水位下降,降幅随鄱阳湖水位降低的幅度、距鄱阳湖的距离以及流量的不同而不同,并且在枯水时受局部高滩河床的影响尤其明显;水流自然冲刷对河床下切造成的影响仅占1. 0%~3. 5%,对赣江南昌河段水位下降的影响有限。     

鄱阳湖流域侵蚀基准面近期变化及其影响

侵蚀基准面变化是河床演变的重要边界条件,直接影响鄱阳湖流域的水文地貌变化。分析鄱阳湖湖口河床最低点高程后发现近期鄱阳湖流域侵蚀基准面呈下降趋势,且主要受三峡大坝工程的影响。利用多波束测深系统与三维激光扫描仪对鄱阳湖星子镇沙岭岸滩剖面开展水陆一体化的地形地貌测量。测量结果表明:侵蚀基准面下降引起枯季水位迅速消落、枯期提前以及入江通道湖床冲刷;岸滩高程超过一级阶地时,高程值越大,沉积物粒径越细;湖口泥沙出湖速率增加,加大泥沙的输出量,从而改变了鄱阳湖的泥沙收支平衡。     

新水沙条件下长江中游芦家河水道“坡陡流急”段演变机理分析

芦家河水道沙泓中段在枯水期存在著名的"坡陡流急"现象,是长江中游航道的瓶颈段。本文基于实测资料分析,系统研究了近十几年来芦家河水道沙泓的演变机理与发展趋势,结果表明,2003年三峡水库蓄水运用以来,受芦家河水道下游枯水位持续下降的影响,芦家河水道进出口落差加大,枯水比降在沙泓中段进一步集中;长达1.7 km的沙泓中段表流加速段是水位控制核心区段,比降增加最为明显,并导致急流段流速持续增加,估计三峡水库蓄水运用以来7000～8000 m~3/s流量区间的最大表面流速增加了约1 m/s;河床的强抗冲性是维持沙泓中段"坡陡流急"现象的前提条件,急流区河床组成以宽级配卵石为主,近年来急流区河床在持续冲刷下切过程中,存在卵石短程输移搬运的现象;主要冲刷区河床抗冲性有所减弱,可能存在抗冲粗化层破坏的情况,若芦家河水道出口枯水位进一步下降,急流区存在进一步冲刷下切的趋势。本研究试图为芦家河水道乃至整个砂卵石河段的航道维护与治理提供技术支撑。     

鄱阳湖枯水期水位变化及应对措施

针对2003年以来连续出现的鄱阳湖低水位对湖区民生、水生态、水环境产生的显著影响,通过实测系列水文数据,从流域降雨、长江上游干支流水库群蓄水、长江干流及鄱阳湖入江水道冲刷等方面,对枯水期水位变化的原因及趋势进行分析。结果表明,鄱阳湖枯水期低水位将长期存在,对鄱阳湖的影响将持续恶化。提出兴建鄱阳湖水利枢纽工程是解决枯水期低水位问题的最佳方案。     

淮河入江水道三河闸控制段行洪能力分析

入江水道是洪泽湖的主要泄洪河道,约排泄70％以上的淮河洪水入江.利用水位流量法、水面曲线法计算分析入江水道的行洪能力,结果表明:入江水道整治后,三河闸控制段行洪能力得到提高,基本达到设计要求.根据2018、2020年实测水文资料,建立蒋坝水位—三河闸最大行洪流量关系曲线,为防汛抗旱精准调度提供理论依据.     

鄱阳湖水位特性分析

为了满足对鄱阳湖进行综合治理、开发及水文现象的研究等多方面的需要,我站进行了鄱阳湖水位同步观测工作。因为鄱阳湖水位受多条河流及长江的双重影响,加之坡降和风等诸因素的影响,导致鄱阳湖区各处、各时段内水位变化都不尽相同。为了掌握鄱阳湖各区域里水位情况,并研究其变化和全湖在不同水位级下纵、横水位落差关系及特征,从1934年起,先后在星子、都昌、棠荫、康山、龙口、南峰、老爷庙、屏峰、东江闸设立了九个水位站,详见图1、表1。进行同步水位观测共获取181个站年的水位资料(不包括湖口站资料),本文将这些资料并参考湖口水文站(属“长办”管辖)资料进行综合分析如下:     

潮州供水枢纽坝下游河床下切对水位流量关系的影响研究

采用一维河网水动力数学模型,计算分析了潮州供水枢纽坝下游河床在不同下切幅度下水位流量关系的变化趋势和规律。结果表明坝下游水位流量关系随河床的下切而下降,水位下降幅度随流量的增大而增大;随着河床的继续下切,在相同下切幅度下,水位流量关系下降的幅度呈不断减小的趋势;河床再下切6m后,水位流量关系将基本趋于稳定。该文的研究可供相关规划设计人员参考。     

鄱阳湖水龄时空特征和影响因素分析

换水能力是表征湖泊水动力和污染物输移扩散的关键指标,鄱阳湖水文情势波动显著,换水能力时空特征和影响因素复杂。本文选取水龄描述鄱阳湖换水能力,建立鄱阳湖水龄模型,研究了鄱阳湖水龄的时空特征和影响因素,分析了水龄对鄱阳湖江湖关系演变的响应规律。结果表明:(1)鄱阳湖水龄具有显著的时空异质性。夏季和秋季水龄明显大于冬季和春季,碟形湖和湖湾区域水龄明显大于主河道和滩地。(2)湖口水位和流域入流是影响鄱阳湖水龄的主要因素。湖口水位对鄱阳湖水龄的影响大于流域入流;湖口水位越高则鄱阳湖水龄越大,流域入流与之相反;鄱阳湖水龄年内显著波动的主要原因是湖口水位的年内显著变化。(3)2003年后,随着江湖关系的演变,鄱阳湖水龄有所减小,其中秋季减小最为明显。研究成果能为鄱阳湖水资源保护提供科学支撑,也可为其他大型湖泊换水能力研究提供参考。     

扩大入江、入海泄量对洪泽湖及其上游淮干水位影响分析

为探究洪泽湖的出湖流量变化对洪泽湖的泄流能力以及淮河中下游水位的影响,建立淮河中下游一维、洪泽湖二维水动力数学模型,通过实测水文资料对模型进行率定及验证。基于数学模型,分析了扩大入江水道以及入海水道泄量对洪泽湖及淮河干流水位的影响。结果表明:提高淮河入江水道泄流能力使其达到设计泄量,能使洪泽湖湖区内各个位置水位有所降低,其中蒋坝水位降幅最大,1991年洪水时下降0.7 m,2003年洪水时下降0.62 m,同时使淮河干流沿程水位均有不同程度的降低,从上游至下游沿程水位降幅呈逐渐增加的趋势。实施淮河入海水道工程对1991年型洪水洪泽湖湖区水位降低效果明显,其中蒋坝水位降幅最大,为0.06 m。淮河入海水道二期工程的启用能够使洪泽湖内水位有明显的降低,其中蒋坝水位降低幅度最大,1991年洪水蒋坝水位降低0.3 m,溧河洼地区以及淮北淮南处降幅比蒋坝小,对淮干入湖河段水位的降幅相对比较小,到吴家渡水位降幅不明显。     

扩大入江、入海泄量对洪泽湖及其上游淮干水位影响分析

为探究洪泽湖的出湖流量变化对洪泽湖的泄流能力以及淮河中下游水位的影响,建立淮河中下游一维、洪泽湖二维水动力数学模型,通过实测水文资料对模型进行率定及验证。基于数学模型,分析了扩大入江水道以及入海水道泄量对洪泽湖及淮河干流水位的影响。结果表明: 提高淮河入江水道泄流能力使其达到设计泄量,能使洪泽湖湖区内各个位置水位有所降低,其中蒋坝水位降幅最大,1991 年洪水时下降 0. 7 m,2003 年洪水时下降 0. 62 m,同时使淮河干流沿程水位均有不同程度的降低,从上游至下游沿程水位降幅呈逐渐增加的趋势。实施淮河入海水道工程对 1991 年型洪水洪泽湖湖区水位降低效果明显,其中蒋坝水位降幅最大,为 0. 06 m。淮河入海水道二期工程的启用能够使洪泽湖内水位有明显的降低,其中蒋坝水位降低幅度最大,1991 年洪水蒋坝水位降低 0. 3 m,溧河洼地区以及淮北淮南处降幅比蒋坝小,对淮干入湖河段水位的降幅相对比较小,到吴家渡水位降幅不明显。     

采砂引起增江干流下游河床近期演变及水文变异研究

通过河床形态特征及冲淤变化计算,定量分析了近年来增江干流下游河床演变过程,结果表明:增江干流下游近期演变直接受人类采砂活动的影响,其中派潭河口至荔城水位台河道因为长期高强度采砂导致河床严重下切,其余河段除荔城水位台至初溪坝上河段略有淤积外,其他河段亦呈下切的状态;河床地形的剧烈变化引起了河道水动力的变化,如水位流量关系...     

综合治理入江水道阻水芦苇初探

淮河入江水道建成于1970年,设计行洪流量12000立方米每秒,主要承泄洪泽湖以上15.8万平方公里的洪水入江。工程运行20多年来,为确保淮河下游广大地区安全度汛,发挥了巨大作用。但是,由于河床内存在的诸多行水障碍,特别是三河滩地和改道段生长的4万多亩芦苇,不仅使河床糙率增大,而且还直接缩小河道过水断面,大大削弱了入江水道行洪能力,严重影响了防洪安全。 近几年来,江苏省金湖县对清除入江水道阻水芦苇,进行了多方面的试验探索和方案比较,取得了一些成功经验。