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近30年洞庭湖季节性水情变化及其对江湖水量交换变化的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
江湖水量交换的变化影响着通江湖泊洞庭湖的水情,进而影响湖区社会经济及生态的可持续发展.以洞庭湖城陵矶站、南咀站以及长江干流宜昌站、螺山站1981-2012年逐日水位、流量观测数据为基础,采用单位根检验、方差分析和水位-流量绳套曲线等方法对洞庭湖季节性水情变化特征进行提取,并探究江湖水量交换变化对其产生的影响.研究表明:近30年来洞庭湖水情呈阶段性特征,与相对稳定的1981-2002年相比,2003-2012年湖泊水位总体呈下降趋势,年均水位下降0.43 m;枯、涨、丰、退水期各季水情变化特征为:2003年以后洞庭湖丰水期水位平均下降0.60 m,呈现出"高水不高"现象;退水期水位平均下降1.49 m,退水加快;枯水期水位略有上升,平均上升0.18 m;涨水期水位变化不明显.湖泊退水期水位降幅最为明显,尤其是10月大幅下降,平均下降2.03 m,有提前进入枯水期的趋势.水情变化与江湖水量交换变化密切相关:丰水期,三口(松滋、太平和藕池)分流量减小在一定程度上降低湖泊水位;退水期,三口分流量减小叠加城陵矶出口长江水位下降对洞庭湖产生拉空作用,湖泊出流加快水位被拉低;枯水期,主要是1 3月,城陵矶出口长江水位上升对湖泊顶托作用增强,湖泊出流减缓水位略有抬升. 相似文献
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长江干流与洞庭湖存在复杂的并联型分汇关系,当三峡水库调度改变长江径流过程时,会引起洞庭湖年内槽蓄量的变化,对于洞庭湖地区防洪、水资源配置和水环境保护产生显著的影响.本文建立了枝城至螺山站的荆江-洞庭湖水流模型,利用2008-2017年的三峡水库实际调度日数据,分析有、无三峡水库调度两种情况下洞庭湖槽蓄量的变化过程,同时利用建库前和近期的水位流量关系反映河道过流能力,分析了河道调整的影响.结果表明:由河道调整引起的槽蓄量变化在汛前消落期、汛期、汛末蓄水期和枯水期分别为-3.06%、0.12%、-0.01%和-13.31%.有三峡水库影响情况下,汛前消落期由于荆江"三口"进入洞庭湖的多年平均总径流增加23.94%,洞庭湖出口处城陵矶多年平均水位升高0.53 m,阻碍了洞庭湖出流,洞庭湖多年平均槽蓄量增长13.30%;汛期由于荆江"三口"分流量减少3.54%,城陵矶水位降低0.02 m导致出湖流量增多,因此洞庭湖多年平均槽蓄量减少0.20%;在汛末蓄水期,荆江"三口"分入洞庭湖的多年平均总径流量减少37.18%,城陵矶多年平均水位降低1.33 m,导致出湖流量增多,因而洞庭湖多年平均槽蓄量减少27.74%;在枯水期,荆江"三口"多年平均总径流量增加5.61%,城陵矶多年平均水位上升0.07 m,最终洞庭湖多年平均枯期槽蓄量增加2.96%. 相似文献
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洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显.为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量("三口"总入湖流量、"四水"总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性.研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期退水期涨水期枯水期.通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化.研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义. 相似文献
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水文改变指标(IHA)能够较为全面地描述水文状况,在评估水文情势改变及其生态系统影响方面具有广泛的应用.尽管该指标体系较为完善,但是数量众多的水文变量仍然存在信息冗余问题.根据洞庭湖城陵矶水文站1955-2014年的径流量数据,采用主成分分析(PCA)筛选了生态最相关水文指标(ERHIs),结合ERHIs改进了用于估算环境流量的变化范围法(RVA),并将其应用在洞庭湖出口的环境流量估算中.基于PCA选取了年最大90日流量、年最小3日流量、年最小流量出现时间、3月流量、6月流量、流量逆转次数和低流量年内平均历时7个变量作为洞庭湖出口的ERHIs.纵向和横向的对比分析都表明选取的ERHIs是合理的.ERHIs不仅有效缓解了IHA的冗余性问题,还有利于抓住最关键的生态水文变量.根据ERHIs改进的RVA方法在设定洞庭湖出口环境流量时,极大地简化原来的众多管理目标,对生态水文研究、水资源管理和生态保护都具有重要的参考价值和借鉴意义. 相似文献
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水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化 总被引：6，自引：6，他引：6
本文根据1951—1988年洞庭湖及其入湖河流的水文泥沙资料,研究大型水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化。研究表明,近40年来洞庭湖的径流量减少了29.2％,输沙量减少了48.7％。引起水沙变化的主要原因是荆江四口分流河床的淤积,使荆江入湖的径流量与输沙量减少。1966—1972年下荆江三个弯道裁弯取直,使荆江河床下切,导致荆江及其分流水位的下降,也促使荆江分流的流量与输沙量的减少。40年来洞庭湖水流变化的趋势对洞庭湖、江汉平原与长江中下游的防洪较为有利。 相似文献
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系统解析长江中游河湖交汇区域航道水深资源的变化,可支撑“黄金航道”的可持续发展。本研究以洞庭湖-荆江交汇段为对象,研究洞庭湖分汇区域水沙条件、荆江河段滩槽演变与河湖交汇段航道水深资源的关系。研究表明:三峡工程运行以来,洞庭湖三口分流量和分沙量延续了三峡工程运行前的减少态势,伴随洞庭湖分流量减少,相对增加的长江干流径流量增强了河床冲刷强度,反馈使得洞庭湖三口分流量和分沙量均处于较低值;荆江河段河床冲刷给航道尺度提升奠定了有利基础,河湖分汇区域不满足4.5 m×200 m(水深×宽度)的长度为12.6 km,占荆江河段碍航总长度的68.35%。碍航驱动机制上:松滋口分流区段(枝城-昌门溪)的4.5 m水槽贯通但宽度不足200 m,汊道分流关系不稳定及洲滩萎缩制约航道条件稳定,枯水位下降及“坡陡流急”现象仍然严峻,不利于航道条件保障及船舶安全航行;太平口分流区段水位下降、洲滩萎缩、汊道交替发展使得枯水航路不稳定或水深不足4.5 m;藕池口分流区域的洲滩崩退、洲滩冲刷引起的向下游泥沙输移,碍航表现为航宽不足200 m或出现水深不足4.5 m的浅滩;洞庭湖入汇影响区段(熊家洲-城陵矶)受弯道冲淤... 相似文献
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受上游水库运行的影响,自2003年后长江中游河段河床调整,引起河道自身过流能力的变化.本文选取长江中游城陵矶-汉口河段作为研究对象,根据实测资料计算了2003-2016年两个水文断面的水位-流量关系及特征流量变化,并采用一维水动力学模型计算了河段尺度的平滩流量.结果表明:(1)螺山站及汉口站2003-2016年的水位-流量关系呈现枯水流量下水位降低、洪水流量下水位抬升的特点;(2)两站年最大流量下对应的水位整体抬升,警戒水位下对应的流量分别减小9%和16%;(3)2003-2016年城汉河段平滩流量有增有减,无明显单向变化趋势,2014年后呈减小趋势.分析断面的过流能力变化,发现螺山站与汉口站警戒流量与动床阻力呈明显的反比关系,过流能力由于河道阻力的增大而减小;床沙粗化、河道相对水深的减小及洲滩植被覆盖度的增大是引起河道阻力增大、过流能力减小的原因. 相似文献
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三峡工程运用后城陵矶-武汉河段河床调整及崩岸特点 总被引：1，自引：1，他引：0
为研究近期城汉河段河床调整及崩岸特点，利用实测水沙及地形等资料，采用河段平均的方法，计算了城汉河段断面形态的调整过程，主要包括平滩河槽形态调整及其与前期水沙条件之间的关系.计算结果表明：城汉河段平滩河宽由2003年的1710 m增加至2016年的1732 m，增幅为1.28%，平滩水深由2003年的16.47 m增加至2016年的17.95 m，增幅为9.0%；白螺矶、界牌、簰洲及武汉等河段河床调整以纵向冲深为主，但陆溪口河段河床调整横向展宽与纵向冲深同步发展；2006-2016年城汉河段多年平均崩退速率为5.5 m/a，崩岸总长19.6 km，占岸线总长的8.3%，右岸占55.3%.簰洲河段岸线崩长占城汉河段岸线崩退总长的75.9%.此外还分析了河床边界与水沙条件等因素对重点河段（簰洲河段）崩岸过程的影响，来水来沙条件占主导地位，局部区域崩岸的发生依赖于河床边界条件；建立了典型断面平滩河宽与前期水沙条件之间的经验关系，较好地反映了水沙条件变化对崩岸过程的影响. 相似文献
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水体砷污染及其健康危害已成为一个备受关注的环境问题.本研究通过测定洞庭湖主要河口区表层沉积物砷含量、河蚬砷及砷形态（亚砷酸盐As（Ⅲ）、砷酸盐As（Ⅴ）、甲基砷酸MMA、二甲基砷酸DMA和砷甜菜碱AsB）含量，对表层沉积物砷的潜在生态风险和河蚬食用健康风险进行评价.结果表明，洞庭湖主要河口区表层沉积物砷含量在11.47~61.20 mg/kg之间，其水平分布规律表现为：南洞庭湖>东洞庭湖>西洞庭湖.河蚬砷含量范围为6.36~11.15 mg/kg，各砷形态含量排序为：AsB > As（Ⅴ） > DMA > As（Ⅲ） > MMA，各样地间不存在显著性差异.应用潜在生态风险指数法对表层沉积物中砷的潜在生态风险进行评价，各样地的潜在生态风险指数均值为23.09，潜在生态风险程度属于轻微级别.同时，利用致癌风险指数（CR）和危熵系数（HQ）评价经河蚬摄入无机砷给人体带来的潜在健康风险.洞庭湖主要河口区河蚬中无机砷的致癌风险CRiAs值达到了1.36×10-3~3.43×10-3（平均值为2.24×10-3），均显著超过USEPA推荐的可接受风险水平上限值（1×10-4），其危熵系数HQiAs值达到3.01~7.61（平均值为4.98，约为标准值的5倍），说明长期食用当地河蚬具有较高的致癌和非致癌健康风险.本研究结果对于了解洞庭湖沉积物和底栖动物的砷污染现状和风险水平具有重要意义，为该流域的砷污染控制及治理提供科学依据. 相似文献
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三峡工程蓄水对洞庭湖水情的影响格局及其作用机制 总被引：13，自引：12，他引：1
三峡工程建成投入运行后,汛末蓄水将使坝下河湖水情发生变化,长江中下游秋季来水减少成为常态.为客观分析三峡蓄水对洞庭湖水情的影响分量、空间格局及其作用机制,选取三峡工程典型的蓄水过程,运用长江中游江湖耦合水动力学模型计算了因上游来水变化引起的洞庭湖水情时空变化.结果表明:1)三峡汛末蓄水对洞庭湖水位影响具有明显的"北高南低,东强西弱"的格局,即东洞庭湖最为显著、南洞庭湖东部和西洞庭湖北部次之,南洞庭湖西部和西洞庭湖南部最小.2)洲滩湿地受蓄水影响最明显的主要为东洞庭湖、南洞庭湖和湖泊洪道两侧的条带状洲滩.3)三峡蓄水对洞庭湖水位的影响机制有二:长江干流水位快速消落加速湖泊水体下泄以及削减长江三口分流补给湖泊的水量. 相似文献
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XuejunSHAO HongWANG ZhaoyinWANG 《国际泥沙研究》2005,20(2):102-108
Sediment supply to the lower Jingjiang River will be subject to substantial reduction after the impoundment of the Three Gorges Reservoir, which could result in an excess of carrying capacity and serious bank erosions in the downstream alluvial channel, threatening the bank protection works and the safety of the Jingjiang Dyke. This paper presents a summary of research works concerning the fluvial processes in the lower Jingjiang River and the possible impact of the Three Gorges Reservoir impoundment on the variation of its channel pattern. Three different predictions have been put forward by researchers: 1) the Jingjiang River will evolve towards a more sinuous, meandering channel pattern, with extensive bank erosion taking place along the river; 2) the river channel will be straightened and broadened because no point bar can be formed due to reduced sediment supply while bank erosion develops in the concave bank, and 3) this river reach will maintain its present channel pattern without significant change, although the sinuosity may be slightly reduced, since: a) the Three Gorges Reservoir mainly intercept sediment particles with sizes larger than 0.025mm, and b) the complex interaction between the Yangtze River and the Dongting Lake helps to reduce the negative effect of channel erosion through certain self-adjusting mechanism in fluvial processes. Discrepancy between these predictions shows that further research efforts are needed to understand the impact of Three Gorges Reservoir operation on the downstream fluvial processes. Meanwhile, there is an urgent need to closely monitor future development in the fluvial processes of the Jingjiang River and its influence on the safety of the Jingjiang Dykes. 相似文献
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《国际泥沙研究》2015,(3)
In this article,the shrinking of Dongting Lake and its progressively weakening connection with the Yangtze River and their impact on flooding before and after the implementation of the Three Gorges Project are analyzed.In recent decades,human activity combined with natural processes has altered the flow of the middle reach channel of the Yangtze River and interfered with its connection with Dongting Lake.This has resulted in progressively more frequent flooding in the area.This study uses hydrological data to analyze the annual maximum discharge and annual maximum stage development of the middle reach of the Yangtze River and Dongting Lake.In recent decades before the Three Gorges Project became operational in 2003,the annual maximum discharge and the maximum stage recorded in the middle reach of the river downstream of Dongting Lake had increased,a result of the weakening of the flood regulation function of Dongting Lake;the annual maximum stage at Luoshan station(downstream,close to the confluence of the Yangtze River and Dongting Lake) had risen by about 2.0 m during 1955-2005,(1.5 m attributed to annual maximum discharge and 0.5 m to river channel deposition).Observational data recorded after the Three Gorges Project was put into operation in 2003,it can be seen that deposition in the Dongting Lake has nearly ceased and the lake's connection with the Yangtze River is stable.It is evident that the flood regulation function of Dongting Lake will continue,and that during the lifetime of the Three Gorges Project,the flood situation in the middle reach of the Yangtze River and Dongting Lake will remain stable. 相似文献
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气候变化和流域人类活动等综合影响改变了河道演变的自然进程,尤其是流域大型水库的影响,深刻改变了下游的水沙通量与河道演变过程及趋势.以三峡工程为对象,研究坝下游水沙通量及河道演变过程对三峡工程运行的响应关系,可加深大型水利枢纽运行对下游河道演变影响的认识.本文以长江中游河段（宜昌-湖口河段）为研究对象,分析1975-2017年河道冲淤变化,结果表明：近40年来,长江中游河床已发生了累积性的冲刷,近坝段砂卵石河段冲刷强度先增强后减弱,沙质河段冲刷强度呈增强态势.三峡工程运行后不同河型演变特征归纳为：分汊河段江心洲以冲刷为主,上荆江河段内实施的航道整治工程稳定了江心洲形态,但面积受清水下泄的影响呈减小态势,枯水期主汊分流比呈减小态势,部分汊道发生了主支汊交替变化;下荆江及下游分汊河段江心洲面积虽然交替变化,整体上航道整治工程控制了江心洲规模;弯曲河段凸岸侧边滩以冲刷为主,急弯段的凹岸侧深槽淤积,微弯段凸岸边滩冲刷,对应的凹岸侧深槽相对稳定. 相似文献