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湖泊流域水资源承载能力动态预测与调控是维护湖泊生态安全、保障社会经济健康持续发展的重要基础和手段.本文以巢湖流域为研究对象,提出基于系统动力学的湖泊流域水资源承载力动态预测技术和试验优化调控方法.首先以县(市)为基本单元构建水资源承载力系统动力学模拟与动态预测模型;再从空间上将各县(市)耦合为流域系统整体模型,并通过敏感性分析筛选量质要素调控指标;最后采用正交试验设计确定流域水资源承载力优化调控方案.结果表明:由于流域内产业规模的扩大以及城镇化率的提升,20172050年巢湖流域水资源承载状态值整体呈恶化趋势,并于2030年以后将长期处于超载状态,通过对影响要素针对性优化调控后,20172050年流域水资源承载状态均达到临界或可载.研究表明本文提出的方法对于促进区域社会经济环境协调发展和改善流域水资源承载力具有较好的实际应用价值. 相似文献
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京津冀城市群地区城镇化与生态环境近远程耦合能值代谢效率及环境压力分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国科学:地球科学》2017,(7)
在解析城市群地区城镇化与生态环境之间近远程耦合关系的基础上,借助城市能值代谢方法,分析了1980~2014年近35年京津冀城市群地区城镇化与生态环境近远程耦合代谢效率及环境压力.结果表明:(1)近35年来京津冀城市群地区总代谢能值呈上升趋势,经历了由近程要素主导向远程要素主导的转变过程,远程要素代谢能值总量占总代谢能值的比重由1980年的30.87%上升到2014年的67.43%,能值外向度不断提高,城市群发展对远程要素的依赖程度越来越大.(2)近35年来京津冀城市群近远程要素能值代谢强度加速下降,由1980年的1.15×10~(21)Sej/亿元下降到2014年9.69×10~(19)Sej/亿元,体现出京津冀城市群经济效率不断提高;相应地人均能值量由1980年的7.8×10~(15)Sej/人增加到2014年5.83×10~(16)Sej/人,反映了京津冀城市群地区社会福利水平逐步提高.(3)近35年来京津冀城市群地区近远程要素能值代谢的环境负荷率不断提升,环境压力不断增大.近程要素能值代谢的环境负荷率由1980年的8.30上升到2014年的43.46,同期远程要素能值代谢的环境负荷率由4.15上升到92.03.本文定量解决了京津冀城市群发展对远程要素依赖程度和远程要素输入对城市群造成的环境负荷压力问题,提出的研究结论为京津冀城市群地区有效控制外来人口增长、逐步疏解北京非首都功能、优化调整经济结构、提高经济运行效率、治理环境污染和推进京津冀协同发展等提供了定量的决策参考依据. 相似文献
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城市群是国家工业化和城镇化发展到高级阶段的产物,是高度一体化的城市群体,天山北坡城市群是国家"十三五"期间推动建设的19个城市群之一,也是国家重点建设的两个边疆地区城市群之一和新疆新型城镇化主体区与经济发展的战略核心区.采用1980～2015年土地利用遥感监测数据分析发现,天山北坡城市群建设用地扩展对生态环境造成了显著影响.结果表明,近35年来,城市群内的草地是生态价值的最主导贡献类型,生态价值贡献率高达66.27%,年际变化幅度仅5%;城乡居民点及工矿用地生态价值贡献率很低(0.82%),但年际变化幅度很大(86%).城市群建设用地面积由1067km~2扩展至2586km~2,用地类型变动对生态价值的影响差异很大,变动幅度最大的是低覆盖度草地和旱地.生态用地转化为建设用地的规模多达1685km~2,其中69.91%来自于耕地和草地,仅旱地和低覆盖度草地转变面积达1082km~2,占生态用地向建设用地转变总量的64.21%, 2000年以来至城市群建设用地扩展后期(2000～2015年),戈壁(172km~2)、裸土地(65km2)、盐碱地(65km2)等未利用地类型向建设用地转化比重明显增加.而建设用地转化为生态用地的规模仅不到166km~2.城市群建设用地的重点扩展区集中在乌鲁木齐、克拉玛依和昌吉,扩展面积分别达到399、186和126km~2,快速扩展区集中在奎屯、托克逊和乌苏.城市群扩展后期建设用地变更对生态环境的积极影响较前期(1980～2000年)明显.奎屯市、石河子市和五家渠市属于建设用地扩展引发生态价值变动的高值区,其余城市建设用地扩展引发的生态价值变动相对较小且后期扩展有所减缓.未来天山北坡城市群的发展必须充分考虑其脆弱生态环境的敏感性和承载力,以可容许的水资源与生态环境容量调控城市群的人口与产业集聚规模,降低城市群建设用地扩展对生态环境的压力,提升其发展的可持续性. 相似文献
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为明确长江中游地区湖泊沉积物中多环芳烃（PAHs）的分布特征、来源及其生态风险，于2018年7月采集了该地区12个湖泊的表层沉积物样品.采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定了沉积物中16种PAHs的含量.结果表明：12个湖泊沉积物中均检测出16种优控PAHs，PAHs的总含量在572.7~1766.2 ng/g （dw）之间（均值为976.5±285.0 ng/g （dw））.武汉市东湖沉积物中PAHs含量最高，达到1634.8±111.4 ng/g （dw）.与国内外其他地区湖泊沉积物相比，长江中游地区湖泊沉积物中PAHs含量高于国内偏远地区的抚仙湖、青海湖及博斯腾湖，低于东部地区的巢湖、太湖及美国经济工业发达地区的湖泊.根据单体PAH的聚类分析结果，12个湖泊可以分成3种类型，类型1主要以低环为主，占比为64.04%±7.02%，类型2低环和中高环分布相对平均，分别为50.76%±5.17%和49.24%±5.17%，类型3低、中、高环分布相对平均，占比分别为35.35%±3.56%、26.17%±0.45%和38.48%±3.84%.综合该区域PAHs的分布特征及异构体比值法与主成分分析法的结果表明，类型1湖泊沉积物中PAHs主要来源为煤炭、木材等生物质的燃烧源；类型2和类型3湖泊沉积物中PAHs主要来源为煤炭、木材等生物质的低温燃烧以及机动车等燃烧汽油、柴油的尾气排放和工业炼焦等化石燃料的高温燃烧源.沉积物中PAHs与总有机碳（TOC）之间显著的相关性表明，沉积物中TOC含量是影响长江中游湖泊沉积物中PAHs归趋分布的主要因素.长江中游流域湖泊沉积物中PAHs的RQNCs值均小于800，且RQMPCs值大于1的风险商值法生态风险评价结果表明，长江中游流域湖泊表层沉积物中PAHs整体呈中等风险水平. 相似文献
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通过对山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展要素分析,构建了两者协调性评价的指标体系;在此基础上,根据协调性测度算法原理,对＂十五＂期间山东半岛城市群地区地质生态环境与经济发展协调度及其协调发展状态进行了分析评价。结论是为了实现山东半岛城市群地区地质生态环境与经济之间的协调、持续发展,应合理调整两者之间的互动关系。 相似文献
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为准确和客观地评价区域水资源承载力,从水资源承载力评价样本与评价等级标准这一集对的复杂系统结构角度,应用集对分析半偏联系数和减法集对势方法,构造了定量反映和刻画集对联系数系统结构中联系数分量间微观运动的迁移率矩阵,提出了一种联系数分量值的修正方法,同时基于减法集对势和三角模糊数方法动态确定了差异度系数,构建了区域水资源承载力定量评价方法. 该方法在安徽省淮北市的应用结果表明：2011—2019年水资源承载力介于2~3级之间,承载力较差,系统态势总体上由偏反势向均势过渡,逐渐向好发展;在判别系统态势发展方面,基于普通减法集对势的联系数值由2011年的-0.279变化到2018年的-0.037,再到2019年的-0.218,基于半偏减法集对势的联系数值由2011年的-0.267变化到2018年的-0.035,再到2019年的的-0.207,说明两种方法均适用,但在确定评价等级值方面,评价效果后者更优,相对误差在1 % 以内,这与半偏减法集对势的物理解释意义更为深刻有关. 联系数系统结构中联系数分量间的微观运动结果表明,原联系数中最大分量的值会减小,其他两个分量的变化情况与该分量本身的大小、半偏联系数表示的增量与原联系分量的比例、被迁移的原联系分量的大小有关. 基于半偏联系数和动态减法集对势法可实现联系数的修正更新和差异度系数的动态确定,方法物理解释性强、评价结果准确可靠,为从系统结构成因机理角度准确判别水资源复杂系统所处状态及总体发展趋势提供了新的有效途径. 相似文献
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1973-2018年青海湖岸线动态变化 总被引：2，自引：2，他引：0
青海湖独特的地理位置使得其不仅对环湖周边区域气候起着天然调节器的作用，而且还拥有丰富的湖岸线资源，准确、及时地掌握青海湖岸线动态变化对保护沿湖生态环境有重要意义.因此本文基于1973-2018年Landsat MSS/TM/OLI遥感影像和1961-2017年实测水位资料，对青海湖岸线动态变化及对鸟类栖息地的影响进行研究，同时结合面积、水位及气象数据讨论了影响岸线变化的主要因素.研究表明：1）近45年来青海湖岸线发生变化最大的区域是东岸的沙岛，西岸的鸟岛、铁布卡湾及北岸沙柳河入口区域.尤其自2004年以来，鸟岛地区岸线后退距离最大（5.52 km），鸟类栖息地扩张约97.94 km2，为鸟类提供了较好的栖息环境.（2）1973-2018年青海湖岸线长度以0.88 km/a的速率逐渐延长.1997年之前岸线长度呈较为平稳的上升趋势，1997-2004年呈波动下降趋势，2004年之后呈剧烈波动增加趋势，岸线曲折性也表现出相同的变化趋势.（3）总体上岸线长度和曲折性受水位和面积的影响并不显著，但在不同的水位情况下，二者对青海湖动态变化做出不同的响应.尤其当水位小于3193.3 m或面积小于4249.3 km2时，岸线曲折性会随着水位和面积变化呈现相同的变化趋势，而水位高于3193.3 m时，岸线曲折性一直在增加，且水位上升速率越大则曲折性年际变化越大.（4）1973-2004年间青海湖水位下降和土地沙漠化是造成湖岸线变化的直接成因，人类活动及草场退化加速了湖泊岸线的变迁.2004年之后，随着青海湖水位回升与面积扩张，岸线逐渐后退，尤其在2017-2018年岸线后退距离最大. 相似文献
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由于唐山断裂带土壤气地球化学研究成果相对较少，因此于2017—2018年分3期对唐山断裂带5条分支断裂土壤气浓度（包括Rn、Hg、CO2）和通量（包括Rn、Hg）进行测量，利用土壤气浓度平均值+2倍均方差的方法确定每条断裂异常限。分析结果表明，唐山-古冶断裂和唐山断裂土壤气浓度及通量出现高值异常；2017—2018年ML1.0以上地震多集中在唐山断裂和唐山-古冶断裂，与土壤气异常分布有较好的相关性；土壤气地球化学空间变化特征能反映断裂带的分段活动性。 相似文献
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2002-2017年千岛湖浮游植物群落结构变化及其影响因素 总被引：2，自引：0，他引：2
为认识大型水库中浮游植物群落结构的演替特征及其驱动机制，以钱塘江流域新安江水库（下称"千岛湖"）为例，基于2002-2017年16年的水库浮游植物数据，结合同期千岛湖水质与水文气象资料，分析了千岛湖浮游植物结构及优势属的长期变化特征，探讨了影响浮游植物群落结构变化的主要因素.结果表明：2002-2017年千岛湖共鉴定出浮游植物7门93属，主要由硅藻门、绿藻门、蓝藻门及隐藻门种类组成.16年间，浮游植物年均丰度和群落结构经历了4个阶段：2008年前丰度持续低值且蓝藻不是主要类群，2009-2012年丰度较高且蓝藻成为主要类群，及2013-2015丰度降低且蓝藻占比降低，2016-2017年丰度增加且蓝藻再次成为主要类群.浮游植物门类变化的同时伴随着优势属的变化：浮游植物年优势属从2002-2008年的小环藻属（Cyclotella）、隐藻属（Cryptomonas）和蓝隐藻属（Chroomonas）转变为2009-2012年的颤藻属（Oscillatoria）、小球藻属（Chlorella）、小环藻属和蓝隐藻属，2013-2017年又转变为鱼腥藻属（Anabaena）、束丝藻属（Aphanizomenon）、小环藻属、针杆藻属（Synedra）、直链藻属（Melosira）、栅藻属（Scenedesmus）和蓝隐藻属.冗余分析表明，气温、风速、水位、入库流量等气象水文因子和总氮浓度、电导率、氮磷比、透明度等水质因子与浮游植物群落结构变化关系密切.研究结果表明，在千岛湖这种大型贫-中营养水库，浮游植物群落结构不仅受来水营养盐负荷的影响，还在很大程度上受水文、气象条件的影响，给水库藻类水华等生态风险的预测以及水库水质管理带来了挑战. 相似文献
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长江中游通江湖泊江湖关系研究进展 总被引：27，自引：8，他引：19
自然通江的洞庭湖和鄱阳湖与长江之间形成复杂的江湖水沙交换关系,其变化影响着区域洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全维护,是长江中游水问题的核心.从长江中游大型通江湖泊江湖关系的概念与内涵、江湖关系演变过程、江湖关系变化的影响因素及效应等方面,系统梳理了长江中游通江湖泊江湖关系研究的进展.针对当前研究现状和存在的问题,提出了研究江湖关系表征指标体系是正确认识江湖关系的前提;定量区分人类活动和气候变化影响的贡献率是江湖关系研究的重点和难点;深入跟踪研究三峡等重大工程对江湖关系变化的影响是一项长期任务;评估江湖关系调整背景下江湖关系的健康状况,研究以江湖水系重大水利工程群联合调度为核心的江湖关系优化调控原理,维持江湖两利的长江中游健康河湖系统格局和相互作用关系是江湖关系研究的根本目标. 相似文献
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《国际泥沙研究》2017,(4)
The Three Gorges Project(TGP) is a world known project to utilize and manage the water resources of the Yangtze River. The reservoir stores water at the end of the flood season, and replenishes downstream reaches with water in dry seasons. In addition to such benefits, the TGP has irreversibly changed the hydrological process and the river-lake relation of the middle and lower reaches. In this paper, a hydrodynamic model was established to quantify the impact of the TGP's operation on the water exchange between Dongting Lake and the Yangtze River during 2009-2013. The results indicated that:the operation of the TGP has considerably reduced the peak discharge and the flood volume of the main stream and the Dongting Lake area. The inflow volume from the Yangtze River to Dongting Lake via three outlets decreased by 1.9-3.5 billion m~3/yr, while the outflow volume from Dongting Lake to the Yangtze River at Chenglingji increased by 0.3-1.6 billion m~3 in September and 0.4-0.6 billion m~3 in October,respectively. This research provides valuable information for flood control, irrigation, and water allocation in the middle and lower reaches of the Yangtze River, and serves as a typical case for investigating the impact of other hydropower projects around the world. 相似文献
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利用日本气象厅历史海温资料、NCEP/NCAR再分析资料、海表温度和降水资料,研究了1951-2010年前期西太平洋暖池（简称暖池）热含量异常与长江中下游夏季降水的关系,及其可能影响途径.结果表明,前期暖池热含量与长江中下游夏季降水存在超前2个季节的显著负相关关系,前期11-1月（即上年11月-当年1月,下同）暖池关键区（166.5°E-173.5°W,7.5°S-3.5°N）0~200 m热含量的偏低（高）对长江中下游夏季降水偏多（少）的预测有重要指示意义.前期暖池热含量异常的持续存在,及其外强迫作用激发的具有一定斜压性结构的夏季东亚-太平洋型遥相关（EAP）,可能是影响长江中下游夏季降水的主要原因.暖池热含量在前期11-1月异常偏低导致其西北侧菲律宾异常反气旋形成并维持,夏季菲律宾异常反气旋向西北方向扩展加强,东亚沿岸EAP波列形成,使得长江中下游及其以东的西北太平洋副热带地区受异常气旋控制,且长江中下游地区为北方冷空气与南方暖湿气流的交汇区.同时,对流层高层东亚沿岸亦存在位置较中低层向西北偏移的EAP波列,长江中下游及其以南地区为异常偏强高压,高层辐散与中低层辐合相配合,有利于长江中下游地区对流发展和降水增多;反之亦然. 相似文献
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“十三五”时期，长江流域水环境质量改善明显，但湖泊水质和富营养化状况改善滞后. 长江中游作为我国淡水湖泊集中分布区域之一，部分湖泊存在水环境质量恶化和富营养化加重问题. 本文以长江中游区域国家开展监测的洪湖、斧头湖、梁子湖、大通湖、洞庭湖和鄱阳湖这6个典型湖泊为研究对象，科学评价其2016—2020年水质和富营养化时空变化特征及关键驱动因素，探讨其成因及治理对策. 结果表明，“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化程度存在较大差异，与2016年相比，2020年大通湖水质改善最为明显，梁子湖水质变差，总磷是影响长江中游湖泊水质类别的主要因子; 洪湖富营养程度恶化最为严重，斧头湖次之，TLI(SD)对长江中游湖泊富营养化评价贡献最大. 目前长江中游湖泊呈有机污染加重和叶绿素a浓度升高现象，洪湖、斧头湖和梁子湖主要与氮、磷营养盐浓度升高有关，而大通湖、洞庭湖和鄱阳湖受水文过程、流域纳污量和湖泊管理等非营养盐因素影响较大. 总氮和总磷仍然是影响“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化的最主要驱动力，且各湖泊总氮和总磷浓度变化均具有较强正相关性，建议开展河湖氮、磷标准衔接工作，提出河湖氮、磷标准限值或考核目标，以完善河湖水环境质量标准和生态健康影响评价技术规范. 同时，建议长江中游湖泊在开展截污控源、内源控制和生态修复的同时，进一步深化流域管理，特别是对洞庭湖、鄱阳湖、梁子湖和斧头湖等跨行政区湖泊，以提高湖泊治理与修复的系统性和整体性. 相似文献
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Spatial and temporal patterns of stable water isotopes along the Yangtze River during two drought years 
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下载免费PDF全文 Changes in the level of the Yangtze River caused by anthropogenic water regulation have major effects on the hydrological processes and water cycle in surrounding lakes and rivers. In this study, we obtained isotopic evidence of changes in the water cycle of Yangtze River during the two drought years of 2006 and 2013. Isotopic evidence demonstrated that the δ18O and δD levels in Yangtze River exhibited high spatial heterogeneity from the upper to lower reaches, which were controlled by atmospheric precipitation, tributary/lake water mixing, damming regulation, and water temperature. Both the slope and intercept of Yangtze River evaporative line (δD = 7.88 δ18O + 7.96) were slightly higher than those of local meteoric water line of Yangtze River catchment (δD = 7.41 δ18O + 6.01). Most of the river isotopic values were located below the local meteoric water line, thereby implying that the Yangtze River water experienced a certain degree of evaporative enrichment on isotopic compositions of river water. The high fluctuations in the isotopic composition (e.g., deuterium excess [d‐excess]) in the middle to lower reaches during the initial stage of operation for the Three Gorges Dams (2003–2006) were due to heterogeneous isotopic signatures from the upstream water. In contrast to the normal stage (after 2010) characterized by the maximum water level and largest water storage, a relatively small variability in the deuterium excess was found along the middle to lower reaches because of the homogenization of reservoir water with a longer residence time and complete mixing. The effects of water from lakes and tributaries on the isotopic compositions in mainstream water were highlighted because of the high contributions of lakes water (e.g., Dongting Lake and Poyang Lake) efflux to the Yangtze River mainstream, which ranged from 21% to 85% during 2006 and 2013. These findings suggest that the retention and regulation of the Three Gorges Dams has greatly buffered the isotopic variability of the water cycle in the Yangtze catchment, thereby improving our understanding of the complex lake–river interactions along the middle to lower reaches in the future. 相似文献
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Majority of shallow floodplain lake ecosystems of the middle and lower reaches of the Yangtze River (China) have gone through serious eutrophication problems over the recent past. The severe environmental deterioration accompanied by cyanobacterial blooms have become major water resource management challenges in the region. An advanced research method is urgently needed to tackle these challenges. The concept of ecological resilience address pressing questions of non-linear dynamics, threshold effects and regime shifts in shallow floodplain lakes, and help manage the ecosystem effectively. Palaeolimnological techniques are important for assessing long term resilience and associated thresholds effects of shallow lake ecosystems. However, the lack of reliable proxy methods available, the assessment of long term ecological resilience of shallow Yangtze River lake systems has become increasingly difficult. Cladocerans (water fleas) play a central role in lacustrine food webs by responding to external drivers and internal ecosystem processes in lakes. Their subfossils are well preserved and becoming one of potential proxy indicators of lake ecosystems change for a longer time scale. This study explores the potential application of subfossil cladocerans and their ephippia in assessing a long term ecological resilience and help better management strategies of lake ecosystems and water resources of the middle and lower reaches of the Yangtze River in China. 相似文献
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过去几十年太湖流域经济社会快速发展,但由于经济增长方式尚未根本转变,流域水循环系统遭到无序干扰和破坏,太湖水污染问题严重,水质型缺水问题突出,流域水安全面临巨大挑战. “引江济太”作为太湖流域水安全保障的关键措施和流域水环境综合治理的重要举措,自2002年启动实施以来,以丰补枯,增加流域水资源供给;以动治静,抑制太湖蓝藻大规模暴发,改善流域区域水环境;科学应对,保障突发水污染事件和重大活动期间供水安全,取得了显著的综合效益,社会各界予以了广泛关注. 本文基于监测数据和大量文献,在综述“引江济太”实践背景、过程和成效的基础上,重点围绕“引江济太”调度模式、水量水质保障、洪旱风险管控、调水事件驱动等进行了研究. 结果表明,“引江济太”通过试验探索回答了流域治理管理的一些关键科学问题,已经成为提升流域水资源和水环境承载能力的重要手段. 面对极端气候变化、流域水循环格局变化、保障长三角一体化高质量发展水安全新需求和挑战,建议“引江济太”实践中,探索多目标统筹协调调度、开展数字孪生太湖调水、促进流域骨干水网建设,实现”引江济太”综合效益最大化. 相似文献
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洞庭湖近几十年来湖盆变化及冲淤特征 总被引：19，自引：5，他引：19
洞庭湖是我国著名的五大淡水湖泊之一,位于长江中游荆江段南岸,湖南省境内.历史时期,曾经是我国第一大淡水湖,直至新中国成立初期,湖泊面积仍然有4350km2,居我国淡水湖泊之首位.但由于洞庭湖承纳“四水”,吞吐长江,长江大量水沙涌入洞庭湖,造成了湖盆迅速淤高,加之由此诱发的人类大规模地湖泊垦殖活动,湖泊急剧萎缩.目前,洞庭湖已退居鄱阳湖之后,为我国第二大淡水湖泊.湖泊的严重泥沙淤积,已经造成了湖泊调蓄长江中游洪水功能的严重衰退,不但危及湖南省的防洪的安全,而且危及长江中下游地区的防洪安全,研究洞庭湖的湖盆冲淤演变具有重要意义.本文根据1974、1988和1998年洞庭湖125000水下地形资料,并针对洞庭湖具有显著上下游水位落差的实际,分不同高程和不同水位情况下,分析洞庭湖湖泊面积和容积演变特征,探讨洞庭湖近几十年来的湖盆变化及冲淤规律,试图揭示洞庭湖湖泊调蓄能力的变化过程. 相似文献