两大淡水湖“脱困”亟待加强水资源综合利用

<正>继2016年9月19日鄱阳湖星子站水位跌破12m大关,较历史同期提前54天进入低水位期后,鄱阳湖水位持续走低。由于枯水期严重缺水,鄱阳湖水生植被面积减少近400km~2,大量底栖动物旱死。鄱阳湖、洞庭湖与长江连为一体,江湖两利一直是长江治理、开发和保护的重大课题。但近20年来,"江湖关系"发生显著变化,两湖出现枯水期延长、水位超低等情况的频率渐高,破解"两湖"生态之困正变得愈发迫切。     

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。     

鄱阳湖枯期水位与湿地生态响应关系

鄱阳湖湿地具有动态变化、开放和类型多样等特点,湿地植物、湿地鸟类和湿地类型等多样性极为丰富。采用机理分析法分析了鄱阳湖枯水期不同水位与鄱阳湖湿地生态的响应关系,从维护鄱阳湖湿地系统开放、生境多样性和冬候鸟栖息地保护等方面提出了鄱阳湖枯期水位调控、湿地监测与观测、科研等湿地生态保护的对策与建议,为鄱阳湖水系水资源开发利用与重要湖泊湿地生态保护的协调提供理论参考。     

长江九江段、鄱阳湖枯水期水位偏低原因分析与思考

本文通过3个不同时段描述了长江九江段、鄱阳湖枯水期水位下降趋势,并分析了其水位偏低的主要原因,提出避免和解决长江九江段、鄱阳湖枯水水位偏低的相应措施.     

中国水利水电科学研究院专家组考察调研鄱阳湖

2009年5月14-18日,受中国工程院院士、全国政协原副主席钱正英委派,中国工程院院士、中国水利水电科学研究院专家韩其为率中国水利水电科学研究院专家组深入鄱阳湖区考察调研。专家组察看了星子站水位13.5m时,鄱阳湖国家级自然保护区湿地及候鸟保护情况、鄱阳湖水利枢纽工程坝址地形地貌、鄱阳湖大湖面、鄱阳湖洲滩出露及生物植被情况、鄱阳湖水量水质,实地察看和了解了鄱阳湖湖汊军山湖围堤建闸后防洪、供水、血防灭螺及水质变化情况。通过考察调研和听取有关方面的汇报介绍,专家组一行对鄱阳湖有了更进一步的认识,     

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。     

鄱阳湖枯季水位变化对越冬水鸟生境面积的定量影响

长江及鄱阳湖水系上游水库群运用后鄱阳湖枯季水文节律出现新的变化,给湿地水鸟越冬造成尚不明晰的潜在影响。为量化枯季水位变化对鄱阳湖越冬水鸟生境面积的影响,基于EFDC水动力学模型和生境适宜度曲线,构建了鄱阳湖枯季越冬水鸟栖息地数值模拟模型;以水深作为关键生境因子,对三峡水库175 m试验性蓄水后鄱阳湖枯季越冬水鸟潜在生境面积变化进行了连续模拟;以越冬水鸟数量峰值期(12月和1月)为关键时段,建立了越冬水鸟潜在适宜生境面积和浅水区(≤60 cm)面积变化与水位的三段式定量响应函数,提出了星子站水位11.70 m左右时越冬水鸟潜在生境面积将达到最大。三峡水库运用后鄱阳湖枯季越冬水鸟潜在适宜生境及浅水区面积均保持总体稳定,其均值相比运用前仅略增加1.02%和1.97%;扰动幅度明显减小,序列标准差在三峡水库运用后减小近50%。针对拟建的鄱阳湖水利枢纽工程,分析了不同水位调控方案下枯季越冬水鸟潜在生境面积的变化,结果显示补偿调节期特别是越冬候鸟数量峰值期内鄱阳湖水位不宜超过12.5 m,11～12 m之间对越冬水鸟保护影响最小,其潜在生境面积相比最大值偏小幅度可控制在10%以内。成果明晰了枯季水位变化对鄱阳湖越冬水鸟潜在生境面积的定量影响规律,为江湖新水沙条件下鄱阳湖枯季生态水位保障提供了量化依据。     

鄱阳湖湿地面临的主要问题及原因分析

根据长系列监测数据和现有研究成果,总结梳理了鄱阳湖湿地生态系统在水文节律、水环境和水生态方面面临的主要问题,并分析了引发这些问题的主要驱动因素。研究结果表明,鄱阳湖水文节律在过去十几年发生了重大变化,特别是秋季退水期(10-11月)的变化最为明显;江湖关系的变化是导致鄱阳湖秋季水位快速变化的主要原因,鄱阳湖地形结构的变化加剧了鄱阳湖的枯水情势;鄱阳湖水文节律的变化直接影响了湿地植被的分布、生长和演替;受湖泊水文特征变化和入湖污染物负荷的影响,鄱阳湖水环境质量在局部出现了恶化的趋势。研究成果对于系统认识鄱阳湖湿地面临的主要生态环境问题,更好地制定相应的修复措施提供一定的参考意义。     

五河控制性水库对鄱阳湖枯水期水文情势的影响

近年来,鄱阳湖区枯水期水位降低、枯水出现时间提前、枯水持续时间延长,对湖区经济社会发展、生态系统及生物多样性带来了严重影响。为明晰鄱阳湖水系水库蓄放水调度运用对湖区枯水期水文情势的影响,选择鄱阳湖水系赣江、抚河、信江、饶河、修水等五河上7座调节性能较好的控制性水库,运用长系列径流调节计算方法,定量分析了各水库现状调度方式对下游河道及鄱阳湖区的流量、水位影响。结果表明:9月至次年2月为鄱阳湖五河控制性水库供水期,各水库对鄱阳湖区均处于补水状态,现状调度方式下月均增加入湖流量62～289 m~3/s。修水柘林水库枯水期补水对下游虬津站水位抬升作用较大,鄱阳湖赣江、抚河和昌江上水库对下游控制站水位抬升作用较小。鄱阳湖五河控制性水库不同程度抬高湖区水位0.04～0.48 m,对鄱阳湖区目前出现的枯水期水位降低、枯水时间提前等现象无不利影响。     

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。     

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。     

鄱阳湖湿地适宜生态需水位研究——以星子站水位为例

根据鄱阳湖水位频变的实际情况,以星子站水位为例,利用生态水文法对鄱阳湖湿地的适宜生态需水位进行了研究.通过分析1953—1973年、1956—2000年、2006—2010年期间鄱阳湖水位和一些代表物种如白鹤和芦苇的生长、分布及变化规律,表明(1)针对鄱阳湖湿地水位剧烈变化的特征,将适宜水位分为枯水期和丰水期两个时段进行研究更为合理;(2)在丰水期以12～15 m作为适宜水位,枯水期以11～14 m作为适宜水位,作为关键时段的4月和10月适宜水位一定要得到保证;(3)水位条件变化虽然不能从根本上改变鄱阳湖湿地植物的带状分布,但水位变化直接决定各种物种的数量及生物量.     

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。     

鄱阳湖枯水期入湖径流变化特征分析

依据1957—2012年鄱阳湖流域控制水文站的实测资料,运用Mann-Kendall检验法、小波分析方法,对该时段内枯水期入湖径流的趋势及周期变化特征进行分析,分析其变化规律对鄱阳湖水资源合理利用、水生态保护具有重要意义。结果表明:1957—2012年鄱阳湖流域各站点枯水期径流大致呈增加的趋势,平均增加幅度约为0.199/a,且在0.1的显著水平下,万家埠站、梅港站、虎山站枯水期径流增加趋势显著;鄱阳湖流域各站点的枯水期径流变化具有较显著的周期特征,其中21 a为鄱阳湖流域枯水期径流变化主周期,各站点径流变化还存在5,12,28 a的变化小周期。鄱阳湖流域枯水期径流的周期规律的研究,为流域水利工程建设、生态环境保护及水资源合理利用提供了科学依据。     

鄱阳湖生态系统主要问题与调控对策

通过对鄱阳湖生态系统的基本特征及其与水环境关系的分析,认为鄱阳湖生态系统的特征及其变化主要受制于水环境,尤其是水位。鄱阳湖生态系统中的水环境问题,主要体现在枯水加剧,水质下降,水资源持续利用困难加大等方面。针对以上问题,提出鄱阳湖生态平衡的调控对策,主要应从提高水环境监测预警能力、加强水环境质量控制与保护、建设鄱阳湖生态水利枢纽工程对水位进行适当调节3个方面开展工作。     

浅谈低枯水位对鄱阳湖湿地和候鸟的影响

近年来,鄱阳湖连续多年低枯水位并呈常态化趋势已经影响了湿地植被与越冬候鸟,进而影响了鄱阳湖的湿地生态系统。本文从水资源、植被状况、越冬候鸟三个方面分析鄱阳湖的生态环境受到的影响,提出通过开展宣传教育、完善政策法规、加强基础设施建设是解决鄱阳湖生态环境问题的有效途径。     

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。     

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。