三峡水库运行对鄱阳湖江湖水文情势的影响

三峡水库运行改变了长江中下游干流及通江湖泊的水文情势,基于实测水文资料,构建了反映长江中游复杂江湖关系的一、二维水动力数学模型,定量评估了三峡水库2009～2014年实际运行对长江与鄱阳湖江湖水文过程的影响程度。结果表明:三峡水库运行对湖口站5～10月水量交换过程影响相对较大,7～10月倒灌水量有所减少;三峡水库蓄水期长江中游干流流量减少,尤以10月最为显著,湖口站平均水位降低1.09 m,降低湖区水位效应可影响至康山;补水期长江中游干流1～3月流量增加明显,湖口站平均水位升高0.28～0.56 m,抬高湖区水位作用仅能影响到都昌附近;汛期湖口站5～6月最高水位最大抬高0.34 m,7～8月最高水位降低。研究成果可为鄱阳湖区综合治理与保护提供参考依据。     

三峡水库蓄水对安徽水文情势影响初探

从三峡建库前后安徽省长江干流水位变化,分析三峡水库蓄水对安徽省长江干流水文情势的影响.结果表明,三峡水库蓄水使安徽省长江干流提前一个月进入枯季,水库消落期抬高干流水位对安徽省沿江湖泊的预泄和自排洪水入江影响较大.     

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。     

三峡水库蓄水后湘江长沙段低水位变化规律研究

湘江下游长沙段受湘江来水、长江来水以及洞庭湖区顶托多重影响,水文特征非常复杂。自2003年三峡水库蓄水以来,长沙段干旱严重,水位不断刷新历史最低水位。为了解三峡水库蓄水运行对湘江长沙段低水位的影响,从湘江长沙段水位流量关系、月均水位变化规律以及长沙站出现年最低水位时的水文情势多个方面进行分析研究。研究结果表明,近20年来,长沙站同流量下水位、月均水位和最低水位均呈下降趋势。三峡水库蓄水后,城陵矶站枯水位略呈抬高趋势,湖区出口水位抬高对缓解长沙段的旱情是有利的,因此长沙站水位连创新低与三峡水库蓄水运行无直接关系,湘江干流枢纽运行以及长沙段人为采沙引起河床下切是长沙站最低水位连创新低的主要原因。     

三峡水库蓄水期径流特性分析

分析了三峡水库、长江中游干流、两湖地区9-11月份的径流特性。认为1991年以后系列较初设系列,不论是年径流还是蓄水期径流均有一定程度减小,近年来长江干流进入一个来水相对较枯的水文时期,三峡水库的蓄水压力较大。通过分析干流和两湖地区水文情势,认为少数年份存在蓄水期长江干流来水与两湖本身来水遭遇枯水的情况,使得三峡水库的蓄水形势更为严峻。通过三峡水库蓄水期径流特性分析,为进一步优化三峡水库蓄水方式提供了良好的水文基础。     

三峡水库对长江中下游河流水文情势影响评估

运用Mann-Kendall法分析长江中下游河流水文变化特征,并应用生态水文指标变动范围法(RVA)综合分析了三峡水库蓄水对长江中下游河流生态水文指标改变程度及其生态效应。研究结果表明,1952年～2014年长江中下游年均流量呈现减少趋势,其中宜昌水文站减少趋势显著;长江中下游宜昌、汉口和大通水文站整体水文改变度属于中度改变,其中宜昌站和汉口站的整体水文改变度分别为61%和63%,接近于高度改变;三峡水库蓄水引起长江中下游河流水文情势发生了较大改变。     

三峡水库蓄水期洞庭湖区水文情势变化研究

洞庭湖湖区的水文情势变化直接影响到区域洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全维护,意义重大。基于实测资料分析了三峡水库运行前后洞庭湖区水文情势变化,受三口分流量减少和来水偏枯等综合因素影响,2003～2016年8～11月洞庭湖入、出湖水量较1981～2002年分别减少26%和23. 7%,湖区水位下降0. 76～1. 27 m。建立了长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟计算了三峡水库蓄水期初设调度方案、优化调度方案和规程调度方案下长江干流及洞庭湖区的水文过程,3种方案对应的城陵矶站蓄水期多年旬平均流量分别减少1 220,928,900 m~3/s,湖区鹿角站蓄水期多年旬平均水位分别降低1. 47,1. 23,1. 20 m。实际调度流量减小812 m~3/s,水位降低1. 14 m,表明实际调度最优。从不同调度方案比较来看,实际调度提前了起蓄时间,减缓了对洞庭湖区水文情势的不利影响。     

三峡水库运行对荆江三口水文情势变异程度分析

根据三峡水库蓄水运行时间,运用变化范围法(RVA)和整体改变度对荆江三口水文情势变异程度进行评价。结果表明,三峡水库运行对荆江三口流域水文情势产生一定影响,其水文综合改变度为62.07%,属于中度改变,主要影响表现在1月~5月、7月、8月、10月月均流量、年均1、3、7、30、90 d最小流量、低流量的谷底数、低流量平均持续时间等方面。三峡水库运行对荆江三口河流的削峰填谷作用明显。     

长江中下游河段低枯水水位流量关系变化规律分析

2022年长江中下游地区发生了夏秋连旱,沙市站水位创历史最低,低枯水水位流量变化引发了生活用水、生产用水、生态用水等系列问题。利用2009～2022年三峡水库试验性蓄水后长江中下游干流实测资料,对沿程各站断面变化、低枯水水位流量关系变化趋势、河道冲淤变化情况进行了分析研究。结果表明：三峡水库试验性蓄水后长江中下游干流各代表站低枯水水位流量关系呈右偏趋势,同流量下水位有不同程度下降,其中沙市站下降幅度最大,宜昌至城陵矶段河道冲刷强度最大。研究成果可为合理调度三峡等长江上游水库,保障中下游生产、生活、生态用水,落实最严格水资源管理、旱情防御等提供重要参考。     

1956—2022年鄱阳湖枯水情势演变及驱动机制分析

鄱阳湖枯水情势变化将极大影响区域水资源、水环境和水生态安全状态。复杂条件下鄱阳湖水文极端事件成因分析与灾害预警是当前亟待突破的难点。本文基于湖区年补水-退水水文过程分析,运用“江湖关系”分期分析等方法,探究了湖区枯水情势演变规律和驱动机制。结果显示：(1)后三峡时期,湖区枯水情势显著加剧,星子站年最低水位平均下降5.7%,低水烈度、低水天数平均增加36.9%、26.6%;(2)单因素分析中,湖区低水天数受长江水流条件的影响大于湖区最低水位、低水烈度;多因素分析中,6个解释因子综合解释了上述3个湖区枯水特征量的演变,相应回归模型的R²依次为0.83、0.83、0.70;(3)贡献分析表明,近20年的枯水整体加剧趋势主要源于长江水流条件改变的综合影响,以湖区年最低水位减小为例,江湖水位流量关系变异贡献138.0%,三峡水库蓄水期汉口径流减小贡献8.4%,三峡水库补水期汉口径流增加(缓解)贡献-34.2%。本研究将为鄱阳湖的枯水情势驱动机制解耦、干旱预警研究提供参考。     

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。     

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。     

三峡水库蓄水后上下游河段水沙特性变化及影响因素分析

泥沙淤积问题是三峡工程的关键技术问题之一,关系着长江水资源的开发利用、生态环境保护、经济发展。基于2002-2016年期间,三峡水库上、下游设置的11所重要控制性水文站水文泥沙监测资料,深入系统地探讨水文泥沙参量的变化特征,进一步分析水文泥沙参量的相关性和三峡水库的冲淤特性,探究了泥沙特性变化的原因。研究结果表明:三峡水库自施工期蓄水、初期蓄水、试验性蓄水的整个过程,对三峡水库上下游河道的水沙特性影响较大。越靠近三峡大坝的河段,受三峡水库的影响越大;三峡水库抬高水位,导致上游大部分河道流速变小,河道过水断面和水动力条件发生改变,导致入库泥沙越来越少,越来越细;三峡水库上游长江干流和支流上修建的梯级电站拦蓄了大量的泥沙,年输沙量、年均含沙量、中值粒径、年输沙模数都显著降低。年径流量和输沙量、年均含沙量、年输沙模数在2004-2013年间具有较好的相关性,曲线变化规律类似,2013年后受三峡水库蓄水的影响,出现弱相关;年径流量能表征泥沙参量的变化特性;年输沙量和年均含沙量在2002-2016年间皆具有较好的相关性。2007年前三峡水库淤积量呈增长趋势,其后三峡水库泥沙淤积量逐渐降低。在水库冲淤和泥沙特性方面,汛期三峡水库水位对其影响较大;枯水期的高水位对其影响并不大。研究成果将为长江流域梯级电站和航道的规划设计、三峡水库的运行管理提供理论支撑。     

三峡水库蓄水期长江中下游水文情势变化及对策

三峡工程于2009年8月通过正常蓄水(175m水位)验收,标志着三峡工程将进入正常运行阶段,全面发挥防洪、发电和航运等综合效益。三峡水库正常蓄水运行后,将改变长江中下游水文情势,水文情势的变化也将带来一定的次生影响。结合三峡水库2009年试验性蓄水情况,分析了三峡水库蓄水期长江中下游出现异常低水位的成因,初步揭示了三峡水库正常运行后长江中下游水文情势的变化规律,并对降低三峡蓄水对中下游的影响等相关对策问题进行了初步探讨。     

鄱阳湖流域入湖径流时空变化预测

对鄱阳湖未来入湖径流变化的准确预测可为"后三峡"时期水资源调度决策提供理论依据。基于实测资料发现,三峡水库蓄水后,鄱阳湖入湖年径流及各调度期径流均不同程度减少。通过ASD(Automated Statistical Downscaling)统计降尺度方法将GCM(General Circulation Model)输出数据与新安江水文模型耦合,得到未来鄱阳湖流域"五河七口"的入湖径流过程。结果表明,未来年径流相比实测变化幅度更小,偏多和偏少交替出现;集水面积较大的赣江、抚河和信江对鄱阳湖径流变化的贡献最大;无论A2还是B2情景下,均是蓄水期变化幅度最大、枯水期最小,且各调度期的入湖径流变化程度比年径流更大。     

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。     

三峡水库调蓄作用下荆江三口逆流现象成因解析

荆江三口是长江干流分流至洞庭湖以减轻荆江河段防洪压力的重要洪道。2017年长江1号洪水期间,荆江三口出现历史罕见的江湖逆流现象。为探明三口逆流现象成因并揭示其在江湖防洪中的作用,基于大量原始数据,对比分析了近60 a来尤其是三峡水库蓄水以来主要洪水期间的分流情况,并通过分析2017年三口逆流期间主要口门控制站的来水情况、水位演进过程、洪道沿程比降及同期三峡水库调蓄操作,明确了发生三口逆流的充要条件。研究成果能够为科学调度长江中上游水库群、有效缓解洞庭湖区的防洪压力提供有益借鉴。