图说长江经济带环境问题

正长江中下游湖泊、湿地功能退化,江湖关系紧张,长江"双肾"洞庭湖、鄱阳湖面积减少,枯水期延长。长江流域部分支流水质较差,湖库富营养化未得到有效控制。城镇和农村集中居住区水体黑臭现象普遍存在。     

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。     

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.     

调节鄱阳湖枯水位 维护江湖健康

2003年以来,鄱阳湖枯水期水位连创新低,持续时间延长,导致水质恶化、湿地生态系统遭受破坏、候鸟栖息地受到威胁;生产生活用水、农田灌溉、航运和水产捕捞受到严重影响．为了改变鄱阳湖枯水期持续处于低水位状态,确保江湖水系健康,提出了鄱阳湖枯水调节的基本原则：改善生态环境为主要目的,调枯不调洪;从整体出发,做到江湖两利;以简单工程进行调节,趋利避害;保持工程运用的灵活性,实施适应性管理．同时,规划了鄱阳湖枯水调节工程的地点、规模和运行方式．作为一个以保护和改善生态环境为主的水利工程,其具有改善水环境、保护水生态、维护水安全,保护鄱阳湖湿地的生态环境及确保候鸟越冬条件,缓解长江下游枯水期低水位状态和促进湖区经济社会发展等方面的效益．     

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。     

鄱阳湖水利枢纽工程对江豚产生正面影响的可能性

长江江豚是生活于我国长江中下游的一种独特的淡水小型鲸类.在过去的几十年中,由于生存环境的改变和恶化,其种群数量呈快速下降趋势,而由于近年来鄱阳湖在秋冬季节的通江水位持续下降,造成鄱阳湖这个长江江豚最重要的生境无法提供稳定的水体环境.建立在“控枯不控洪”的理念上的鄱阳湖水利枢纽,即在汛期闸门全部敞开,以保持“江湖连通”,而在枯水期通过调度适当抬高鄱阳湖水位,可为江豚提供更广阔的水体环境,有利于维持长江江豚的江湖洄游习性的延续.     

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。     

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。     

人工通江湖泊非汛期生态调度方案研究

除鄱阳湖和洞庭湖外,长江中下游通江湖泊基本以涵闸形式连通江湖。由于缺乏水体的自然交换,此类湖泊经常出现水质超标的情况,特别是枯水期。以华阳河湖群为例,通过实测资料分析、现场调研、数值模拟研究了其进行生态调度的可行性及具体方案。研究结果表明:华阳河湖群TN、TP浓度随水位的升高呈下降趋势,但当湖群水位超过某值(13.5 m)后,浓度下降趋势变缓,且湖群9月下旬多年平均水位高于现行非汛期控制水位,因此,利用华阳和杨湾闸进行湖群非汛期生态调度是可行的。在考虑现行闸门调度方式、江湖关系、确保防洪安全和水环境改善4个原则的基础上,结合数值模拟结果,确定了华阳河湖群非汛期生态调度方案,即利用杨湾闸和华阳闸控制湖区10—12月份水位控制在13 m,1—2月份控制在12.5 m,3—4月份控制在11.8 m。     

长江干流九江段与鄱阳湖不同季节的同位素特征

为了分析不同时期鄱阳湖与长江及其他各条河流的关系,初步探讨三峡水库运行对鄱阳湖水量的影响,对九江段长江干流、鄱阳湖地区河水、湖水进行了采样和氘氧稳定同位素分析。结果表明:水体同位素存在明显的时间和空间变化,可用于揭示湖泊与河流之间的关系。三峡补水调度过程能有效减少鄱阳湖春季的水量流失,4月份鄱阳湖流域已进入雨季,大量内河来水导致鄱阳湖水以较大的流量向长江补给;调洪削峰调度阶段,较高的长江水位对鄱阳湖存在一定的顶托作用,导致湖水难以排泄;三峡蓄水过程引起的长江水位降低加速了枯水期鄱阳湖水的流失。三峡水库的调度需要考虑到鄱阳湖流域水情,以免加重该流域丰水期的洪涝灾害和枯水期的水资源短缺。     

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。     

在确定鄱阳湖圩堤设计水位时几个有关问题的探讨

一、前言由于鄱阳湖堤线长,防洪标准低,迫切需要加高加固以适应江湖洪水位提高的趋势。如何合理地确定设计水位是一个必需解决的问题。本文根据前人经验,从分析历史洪水资料入手,提出将圩堤设计水位的确定划分为湖盆区与五河尾闾平原圩区两部分。湖盆区主要指鄱阳湖周边,受长江洪水控制,以1980年长江中下游防洪座谈会确定的湖口防     

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.     

长江中下游平原地区河網化

一、前言长江中下游平原地区地势平坦,湖泊罗列,大部分农田低于附近江湖高水位。中下游地区降雨量大,汛期长,江湖洪水一般高出沿江滨湖农田达数月之久,大部地区在枯水期才能自流排渍,汛期河、湖水位高,不能开闸排水,只能依靠人力或机械排出圩内渍水,这样每年群众劳动力负担既重,而排渍又无保证,解放后,在党的领导下,本着江湖两利的原则,提出防洪、排涝并重的方针,进行长江中游平原区防洪除涝规划,并在一部分地区进行了蓄洪垦殖;并垸并流;建闸防止江水倒灌等一系列的措施,使渍灾已大大减轻,但有些地区地势特别低洼,在长江未根治前不能彻底解决渍涝问题,如洞庭湖渍灾就显得特别突出,另外一些滨湖     

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。     

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。     

闸控通江浅水湖泊水位变化特征及影响因素研究

闸控通江浅水湖泊水位变化对湖泊水生态系统的稳态转换具有重要意义,因此研究湖泊水位变化及其对入湖径流、水闸调控、江湖关系和人类开发活动等因素的响应很有必要。以长江中下游典型闸控型通江浅水湖泊菜子湖为研究对象,基于2002～2016年湖区、通江闸上、通江闸下、长江干流4个代表性水文站点的实测水位数据,结合遥感影像、湖区围垦情况和入湖河流来流量等数据资料,对菜子湖湖区水位变化特征与围垦、水闸调度及长江干流水位涨落之间的响应关系进行了分析研究。研究结果表明:(1)湖区年均水位最高,且逐年呈上升的趋势;年内水位存在明显的单峰型洪水位、枯水位变化特征。(2)入湖径流量是湖区水位丰枯季变化过程的主控因素,但湖区水位响应明显滞后于来流量过程。(3)枞阳闸调控对湖区水位的影响主要体现在维持湖区水位变化过程的相对平稳,受枞阳闸调控与长江水位涨落的影响,丰水期湖区水位低于长江干流,枯水期水位相对稳定且高于长江干流。(4)在自然淤积和围垦的双重影响下,湖泊水域面积对水位变化的敏感性在丰枯季表现出了明显的差异性。     

鄱阳湖入江水道演变对湖区水位影响分析

近年来,鄱阳湖水位尤其是枯水期水位下降幅度较为明显,过去曾从不同角度如五河径流变化、上游三峡工程影响等进行了相关研究。然而,鄱阳湖入江水道是鄱阳湖主要泄洪通道,其演变特性直接影响着鄱阳湖泄流能力。为此,主要选取星子、湖口站系列水文实测资料,分析了近年来鄱阳湖入江水道泄流能力与湖口水位的变化关系,分析认为湖口河段河床下切是近年来特别是枯水期水位下降的主要原因。分析湖口与湖区各站水位的相关关系,星子和都昌受入江水道下切枯水期水位下降明显,而都昌以上,棠荫和康山水位相关关系基本维持不变,说明都昌水位以上基本不受湖口河床演变影响。     

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。