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。     

面向生态环境保护的三峡水库调度实践与展望

长江上游已建成三峡、溪洛渡等巨型控制性水库并投入运行,对长江河流生态环境正在产生不可逆转的多方面影响;同时,长江经济带绿色发展对如何协调好经济发展与生态环境保护之间的关系提出了新要求,为此,有必要重新审视以三峡为代表的流域水库生态调度的内涵,为长江流域保护和长江经济带可持续发展提供保障做好技术支持。以三峡水库为重点,分析总结了自三峡水库建成以来生态调度的实践及其特点,在坚持生态优先的长江经济带绿色发展的新要求下,分析提出了对流域生态环境的认识、生态调度理念和技术以及水库调度管理等方面尚待解决的问题,并以问题为导向,梳理了三峡水库各时期、各区域面临的生态环境保护需求,提出了贯穿三峡水库调度全年过程的生态调度目标体系,形成了以生态环境保护为边界条件的三峡生态调度新思路,并总结提出了未来一段时期内三峡水库生态调度重点研究方向。     

鄱阳湖水文情势演变原因及对策

由于气候变化以及人类活动的影响,鄱阳湖水文情势发生了一定程度的变化,需定量评估不同驱动因子对鄱阳湖水情演变的影响。采用一系列水文指标表征鄱阳湖水文情势,构建BP神经网络模型模拟鄱阳湖水位,通过情境对比分析长江干流流量、鄱阳湖子流域入湖流量以及地形变化对各水文指标变化的贡献率。结果表明:长江干流流量是鄱阳湖7—10月份月平均水位降低的主要驱动因子,贡献率为52%～67%,对年最高极值水位的拉低效应明显,对年最低极值水位起到一定的抬高作用;地形是鄱阳湖12月—翌年3月月平均水位下降的主要驱动因子,贡献率为92%～185%,对年最低极值水位的拉低效应明显。最后对鄱阳湖水资源管理和调控提出一些建议:优化三峡水库运行调度,根据实际情况将三峡水库汛末蓄水时间适当提前;加强鄱阳湖子流域水利工程建设,在三峡蓄水期间增加五河泄流;规范采砂。     

近60年来长江对鄱阳湖倒灌水量的变化特征

鄱阳湖是长江中下游典型的通江湖泊,其出流特征及水位涨落同时受五河及长江来水的双重影响,进而形成较为复杂的江湖水文情势关系。为研究长江对鄱阳湖作用的变化规律,依据鄱阳湖五河以及出湖控制水文站1956—2016年水文数据,探讨长江对鄱阳湖倒灌水量的变化规律。研究结果表明:鄱阳湖五河七口控制站2003—2016年年平均径流量相比1956—2002年有所降低。鄱阳湖倒灌水量、倒灌天数均与汉口站来水和鄱阳湖入湖水量之差呈较好的正相关关系。2003年后,三峡水库的蓄水或放水在一定程度上影响了江湖作用的季节变化和鄱阳湖流域的旱涝机遇,一定程度上减少了长江对鄱阳湖的倒灌频次。通过对倒灌水量和倒灌天数的分析可知,在1960年代、1980年代和21世纪初,长江上中游来水对鄱阳湖的作用相对强烈;而在1970年代、1990年代和2010年以后,长江上中游来水对鄱阳湖作用较弱。研究成果对于认识变化条件下长江与鄱阳湖江湖关系变化规律具有重要意义。     

三峡水库水位消落至160米以下预留防洪库容

<正>正处于消落期的三峡水库水位持续下降,记者从中国长江三峡集团公司获悉,5日8时,三峡水库水位已降至159.99m,消落目标已完成过半。按照计划,三峡水库水位将继续消落至145m左右,预留防洪库容。防洪是三峡水库的首要功能。按照调度规程,三峡水库在每年汛后蓄至最高水位175m左右,以便冬季枯水期发电,以及改善长江中下游用水条件;而在第二年汛前,将逐步消落至防洪限制水位145m左右,以便腾库防汛。     

三峡水库运行对鄱阳湖影响及对策研究

为了评估三峡工程建成运行对鄱阳湖的影响,本文选取典型水文年,在演算分析基础上,初步分析了三峡水库运行对鄱阳湖湖口水位、湖区水情的影响程度。研究认为三峡水库汛末蓄水(10—11月份)将降低湖口水位0.4～1.6m,导致湖区水位相应下降0.3～1.2m,鄱阳湖枯水期提前将使湖区抗旱能力降低,同时部分洲滩提前出露将对湿地生态环境产生影响,而其它月份三峡水库运行对鄱阳湖影响较少。从消除或减免三峡水库运行对鄱阳湖影响角度,建议优化三峡水库汛末蓄水方式,并做好与鄱阳湖五河支流蓄水工程调度之间的协调。     

三峡水库洪水调度对洞庭湖吞吐水量的影响

三峡水库中小洪水调度运用改变了长江中下游汛期的径流过程,这一方面使荆江三口分流入洞庭湖的水文边界条件发生了变化,另一方面也改变了长江对洞庭湖出流的顶托作用,导致洞庭湖的吞吐水量发生一定的变化,区域防洪形势也随之改变。以江湖河网水流数学模型为技术手段,以三峡入库与出库流量过程为边界条件,计算分析了三峡水库2009—2012年中小洪水调度对洞庭湖吞吐水量的影响。计算结果表明,三峡水库进行中小洪水调度期间,荆江三口分流量均有一定幅度的减少,长江干流及洞庭湖区水位均有所下降,洞庭湖的出流条件有所好转,能有效缓解荆江及洞庭湖区的防洪压力。     

三峡水库调洪运用对寸滩站水位流量关系影响

2010年7月,长江上游发生1987年以来最大洪水,长江中下游防洪形势较为紧张,三峡水库实施了自蓄水以来的首次大幅度拦洪削峰调度运用。针对重庆地区的淹没究竟是上游来水影响还是三峡水库调度运用回水所致这一焦点问题,选择近年寸滩站发生较大洪水的年份与历年综合水位流量关系线进行对比分析;再通过建立三峡水库动力学模型,模拟以流量为参数的三峡坝前水位与寸滩水位的关系,结果表明,三峡水库防洪调度运用不会对重庆的防洪产生较大影响。     

长江-鄱阳湖顶托作用评价指标研究

长江与鄱阳湖形成的江湖交汇系统存在复杂的河床演变与物质能量交换,江湖顶托关系是影响江湖水量交换的重要因素,同时对整个区域的水资源、防洪、灌溉、航运、生态有着重要影响。以长江与鄱阳湖的交汇区为研究对象,从动量基本方程出发,建立了一套评估长江与鄱阳湖顶托强度的指标体系,提出了顶托强度指标——顶托角。研究结果表明：自20世纪80年代以来,顶托角整体上没有发生趋势性变化,说明长江对鄱阳湖的顶托作用在三峡水库蓄水后变化不明显。但从年内变化来看,在枯水期,由于三峡水库的补水作用,长江对鄱阳湖的顶托作用明显增强;在汛期,由于三峡水库的削减洪峰以及汛末蓄水,长江对鄱阳湖的顶托作用减弱。长江对鄱阳湖的顶托作用变化会在4～6月使湖水滞留湖区,易发生流域性洪水;在7～10月加速湖水的入江,使鄱阳湖的低水位形势持续恶化。研究成果可为长江和鄱阳湖的治理与保护提供参考。     

2022年低枯水期长江中下游水位流量关系外延研究

2022年汛期受持续高温少雨和上游来水不多等因素的影响,长江流域罕见地出现“汛期反枯”现象。针对长江中下游典型水文站,为寻找合理的低枯水期水位流量关系曲线,采用曼宁公式、一元三点插值等方法,在对比研究其合理性的基础上,结合长江中下游水文控制站历年低枯水期各站的水位流量关系变化趋势,找出了可能影响水位流量关系的因素,并建立了准确可靠的低枯水期水位流量关系。利用2022年长江“汛期反枯”时汉口站水位流量趋势进行分析预测,结果显示预测趋势与实际过程吻合。研究成果可为今后长江流域旱情防御、三峡水库向长江中下游补水调度、保障用水安全提供参考。     

Factors influencing water level changes in China’s largest freshwater lake,Poyang Lake,in the past 50 years

This study analyses the changing characteristics in the level of Poyang Lake during the period 1960–2010. Results show that the changing stage of annual lake level variations is evident, and average onset time of the lake dry season has advanced since the 1990s. Investigation indicates that the Yangtze River discharge has a greater impact on annual lake level variations than the lake’s catchment inflow. Climate change in the Yangtze River basin since the 1990s is possibly the precondition for the advance of the lake dry season, which is further aggravated by the effects of the Three Gorges Dam in the 2000s.     

鄱阳湖与长江关系及三峡蓄水的影响

通过机理研究,结合实测资料分析,说明了鄱阳湖河相与湖相的分界水位,阐明了长江干流来流对湖口出流的顶托作用,并给出了湖口出现倒流的条件,得到了鄱阳湖对洪水的调节作用系数,初步理清了鄱阳湖与长江干流江湖相互影响规律。分析了三峡水库蓄水期的影响及鄱阳湖的枯水特性。三峡水库运用初期,其蓄水的前半段时间,鄱阳湖向长江干流多补水量23亿m3,后半段少补水量11亿m3。三峡水库运用30年后,在河道冲刷、可补水量减少和蓄水的共同作用下,鄱阳湖的枯水季节相当于提前了1个月左右。本研究对认识江湖关系及鄱阳湖治理具有重要意义。     

长江上游水库调度缓解鄱阳湖枯水情势作用研究

近年来,鄱阳湖出现了枯水时间提前、枯水位偏低、持续时间延长等现象,其中水库蓄水是造成鄱阳湖枯水情势恶化的重要原因之一。对通过调整长江上游干支流控制性水库蓄放水过程来缓解鄱阳湖枯水情势可行性进行了研究。分析比较了三峡水库及上游控制性水库提前蓄水或延长蓄水时间等4个方案对缓解鄱阳湖枯水情势的效果。结果表明,调整上游干支流控制性水库调度运用方式,只能在部分时段缓解湖口水位降低的情势,且幅度较为有限,难以根本解决湖区低枯水位的问题。     

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。     

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。     

鄱阳湖水环境演变特征研究

鄱阳湖水质安全是鄱阳湖生态经济区规划实施的重要物质基础,也是长江流域生态安全的重要组成。本文通过收集湖区主要水质监测断面2003-2008年逐月监测资料,采用单因子评价、湖泊富营养化评价、季节性肯达尔检验等分析主要河流、湖泊水环境演变特征。研究表明,鄱阳湖区现状水质较好,全年、汛期、非汛期的I-Ⅲ类水面积比例分别为63．9％、99．3％、40．8％,水体处于中营养一轻度富营养化状态。赣江、抚河、修河等人湖控制断面I一Ⅲ类水比例高于90％,乐安河、长江等控制断面I-Ⅲ类水质比例高于70％,湖口断面现状水质较差,Ⅳ类及以下水质比例高于30％。随着鄱阳湖流域社会、经济的发展,部分水质断面污染物浓度增加,湖泊I-Ⅱ类水面积比例呈下降趋势,需要采取有效措施,减少流域污染物排放量和人湖量,实现一湖清水的目标,为水利枢纽工程实施提供良好的水环境条件。     

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。