长江大通-河口段枯季的径流量变化

Based on hydrometric data and extensive investigations on water-extracting projects, this paper presents a preliminary study on water discharge changes between Datong and Xuliujing during dry season. The natural hydrological processes and human factors that influence the water discharge are analyzed with the help of GIS method. The investigations indicate that the water-extracting projects downstream from Datong to Xuliujing had amounted to 64 in number by the end of 2000,with a water-extracting capacity up to 4,626 m3/s averaged in a tidal cycle. The water extraction from the Changjiang River has become the most important factor influencing the water discharge downstream Datong during dry season. The potential magnitude in water discharge changes are estimated based on historical records of water extraction and a water balance model. The computational results were calibrated with the actual data. The future trend in changes of water discharge into the sea during dry season was discussed by taking into consideration of newly built hydro-engineering projects. The water extraction downstream Datong in dry season before 2000 had a great influence on discharges into the sea in the extremely dry year like 1978-1979. It produced a net decrease of more than 490 m^3/s in monthly mean discharges from the Changjiang into the sea. It is expected that the water extraction will continually increase in the coming decades, especially in dry years, when the net decrease in monthly mean water discharge will increase to more than 1000 m^3/s and will give a far-reaching effect on the changes of water discharge from the Changjiang into the sea.     

长江大通-河口段枯季的径流量变化

通过实地调查和收集长江下游1950－2000年水文、水利工程资料，建立了长江大通以下枯季径流量变化地理信息系统，分析了影响长江大通水文站以下径流量变化的水文过程，探索了这一区间枯季径流量变化的成因与过程。调查研究表明，截止2000年大通以下各类抽引水工程的总数已达64个，抽引水能力达到了4626m^3/s（潮周期内平均轴引水流量）。实际抽引水量呈现很大的年、季波动，这与本区气候干旱情况、农作物生长期、跨流域调水量等多种因素有关。研究表明：大通－河口段沿江两岸大量的抽引水已成为影响长江大通以下枯季入海流量变化的最重要的因素。本文在过去实际抽引江水资料的基础上，估算了过去不同水文、气候背景下长江大通以下枯季径流量的变化幅度及其对入海流量的影响，并利用实际数据进行了验证。在此基础上，探讨了未来长江大通以下枯季的径流量变化趋势。     

长江口水沙入海通量的观测与分析

在长江口用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）进行走航式断面观测,结果表明,采集水样获取的悬沙浓度与ADCP记录的声学信号（后向散射强度）之间存在显著相关关系,因此可据ADCP声学数据获得沿观测断面的高时空分辨率的悬沙浓度剖面。分析结果表明．在徐六泾附近断面以往复流占优势．大潮期间单位时间最大水、悬沙通量值出现于涨潮期．落潮历时较长．落潮期水、悬沙通量分别大于涨潮期水、悬沙通量,净通量向海。长江口南槽拦门沙外侧主要为旋转流．涨潮期间内的水、悬沙通量均分别大于落潮期间的水、悬沙通量。2003年11月12日的观测结果表明．潮周期内通过徐六泾断面向海输运的水与悬沙通量分别为10^9m^3和10^8kg量级：径流量与悬沙输运率分别为10^4m^3／s和10^3kg／s量级。1998年以来徐六泾ADCP流量观测数据与同时间的大通径流量之间存在着显著的相关关系．故可由大通径流量估算徐六泾径流量。作为长江人海径流量．以作为历史资料整编的一种手段。结果表明,长江人海年径流总量略大于大通年径流总量：而在枯水期间人海径流量小于大通径流量。     

未来长江口流量和潮位变化及其对河口水质的影响

本文通过长江口实测氯度与流量和潮位资料的相关分析,预估了未来河口水质的变化。计算表明,当大通站下泄流量不足13×10³m³/s时,未来东线调水及海平面上升,将使长江口南支河段水质严重恶化;三峡水库建成后,枯季1-3月增加下泄水量虽可抵消东线调水的影响,但在水库蓄水的10月遇枯水年分,水质将大幅度下降。     

河口河槽季节性冲淤变化及其对河流来水来沙响应的统计分析——以长江口南槽为例

利用长江口南槽1989年12个月的实测地形图和大通站相应的水沙资料,采用GIS技术和数理统计技术分析了南槽的地形变化与河流来水来沙的关系。结果表明:南槽水深与大通站各月平均流量、输沙率和含沙量之间有明显的相关性,说明河口冲淤对流域水沙变化有敏感响应;河槽的响应具有1~1.5月的滞后性。     

The impact of water transfers from the lower Yangtze River on water security in Shanghai

Shanghai is a megacity that increasingly relies on water drawn from the Yangtze River estuary. During periods of low flow, water in the estuary can become too saline for use in city water supplies. River flow is measured at the Datong gauging station 680 km upstream from the river mouth. Several existing and planned river water extractions are located below Datong, including the Eastern Route of the South-North Water Diversion Project (ERP). The effect of these extractions on discharge into the estuary and the associated salinity levels may be significant, even though the extractions are not reflected in the discharge at Datong. We estimate the effects of these downstream extractions on water discharge into the estuary (rather than at Datong), particularly the critical discharge level below which salinity compromises water security in Shanghai. Our results show that the ERP will cause the discharge into the estuary to fall below critical levels between December and February in dry years and January to February in normal years. Future water transfer projects along the lower Yangtze River will further compound the problem. Maintaining Shanghai's water security is therefore a significant challenge for China's water resource management institutions.     

基于经验模型的长江口南支上段压咸临界流量

河口区域盐水入侵,威胁三角洲地区城市淡水资源取用及生态环境安全,合理确定压咸临界径流流量,有助于进一步改进流域水库群的调度模式。以长江口南支为例,利用2009-2014年期间60余个潮周期氯度资料,综合分析多种盐度预测经验模型的有效性,确定了抑制咸潮入侵的临界径流流量。结果表明：① 咸潮入侵强度随径流与潮差组合而不同,长江口径流流量小于30000 m ³/s时可发生盐度超标现象,69%的盐度超标天数发生在流量小于15000 m ³/s时期,当径流量小于12000 m ³/s时盐度超标几率达65%;② 盐度与潮差之间为指数型曲线关系,潮差总体呈半月周期变化,根据潮差累积频率分布得到平均意义上“连续10 d盐度超标”临界条件对应的青龙港潮差约为2.7 m,由此推算得到临界大通流量略大于11000 m ³/s;③ 采用多种盐度预测经验模型进行计算,避免连续10 d盐度超标对应的临界径流流量区间为11000~12000 m ³/s,平均阈值取为11500 m ³/s;④ 在三峡及上游梯级水库联合运行后,2008-2015年长江入海最低径流流量有所增加,但仍低于压咸潮临界阈值,建议优化水库调度模式,控制长江入海径流最低流量在11500 m ³/s以上。     

特枯2006年长江中下游径流特征及江湖库径流调节过程

利用1978特枯年、2000~2006年长江中下游宜昌、汉口、大通、城陵矶及湖口等水文实测资料,对2006年长江中下游出现特大枯水水情条件下的径流变化和江、湖与水库的调节过程进行分析。结果表明:长江中下游径流变化出现洪季不洪、枯季不枯特征,洪季来水量不到平常年的60%~70%,枯季基本维持平常年的来水量;其中长江上游来水量急剧减少是造成长江中下游洪季不洪的主要因素,三峡在枯水期间的调蓄对维持长江中下游干流的水量有一定的贡献,洞庭湖与鄱阳湖两大湖泊在枯季因干流水位显著降低形成的胁迫效应是长江中下游枯季不枯的重要因素。     

The effect of the Changjiang River on water regimes of its tributary Lake East Dongting

The blocking or reversing effect of the downstream trunk river on its tributary lakes is an essential aspect of river-lake hydraulics. To measure how and the extent to which a trunk river can influence its tributary lakes, we made a case study in Changjiang River and one of its tributary lakes, Lake East Dongting (Lake ED) during a 35-year study period (1980–2014). Specifically, we investigated Lake ED’s discharge ability into Changjiang River using stage-discharge relationship curves, and hence the changes of the lake discharge ability under different hydrologic conditions of the Changjiang River. The results show that (1) the Changjiang River does exert a huge impact on the water regimes of Lake ED. And this impact varies seasonally. A variation of 3000 m³/s in Changjiang River’s runoff would change the lake water level by about 1.1 m in dry seasons, by 0.4 m in wet seasons, and by 0.6 m during severe summer floods. (2) Changes in the Changjiang River runoff triggered by the Three Gorges Dam since 2003 have led to dramatic water regime variations in Lake ED. Other factors, including reduction of lake inflow and the lake bed erosion, also exacerbated the water regime variations in Lake ED.     

海平面上升对长江口三岛影响的预测研究

根据国际权威机构ＩＰＣＣ １９９０年对２１世纪全球海平面上升的最佳估计值和本区地壳沉降速率以及地面沉降趋势,确定下一世纪长江口相对海平面上升１．０ｍ左右。在此基础上,预测了相对海面上升对海岸工程,交通水利设施湿地损失,洪涝灾害及盐水入侵的影响。     

长江荆南三口河系水位演变规律及对江湖水量交换关系的响应

为分析荆南三口河系水位演变规律与江湖水量交换关系。依据1956—2017年荆南三口、湖南四水、洞庭湖城陵矶站以及长江干流枝城站月平均水位及流量和该流域8个雨量站的降水数据,运用Mann-Kendall趋势检验法、回归分析、流量年特征值等方法研究了三口水位的时序演变特征及其与流量、降水、江湖水量交换、人类活动的关系。结果表明：① 与阶段一（1956—1966年）相比,阶段二（1967—1980年）、三（1981—2002年）、四（2003—2017年）河系年平均水位、年最高水位分别下降0.74 m、0.37 m,年最低水位上升0.07 m;② 在涨（4—5月）、丰（6—9月）、退（10—11月）、枯（12月—次年3月）四个水文节点上,最低水位降幅最大（-0.98 m）,平均水位次之（-0.78 m）,最高水位最小（0.55 m）,并将其降幅按水文节点排序依次为退水期（-0.95 m）>丰水期（-0.61 m）>涨水期（-0.21 m）>枯水期（0.15 m）;③ 河系水位变化与其流量变化有着较好的一致性（二者的相关系数r =0.65）,与降水量相关性较弱（r =-0.16）,但2002—2017年相对干旱的气候加剧了河系水位的下降。从总体上看,长江枝城来水量减少和以水利工程为代表的人类活动方式是导致荆南三口河系特征水位下降的主要驱动因素。     

澜沧江水资源系统变化与大湄公河次区域合作的关联分析

针对澜沧江-湄公河水资源系统变化的跨境影响这一受到国际社会,特别是下游国关注的问题,结合流域各国水需求及区域性协定之规定,对比分析澜沧江大坝建设后对径流的影响,发现：（1）年出境水量呈小幅增长趋势,总体上有利于下游水资源利用;（2）个别年份枯季出境水量明显减少的主要原因是降水少和个别电站运行失误所致,电站本质上不会对下游用水和生态产生实质性危害;（3）出境水量变化主要对下游中上段产生明显影响,越往下游影响力越小;（4）出境水质稳定。建议：尽早制定流域综合规划和国际水分配方案;合理调整水库运行方案,避免出境水量或水位的大幅变化,减少跨境负面影响,维护区域合作。     

长江流域径流量变化过程及其对ENSO和PDO的响应

根据宜昌站、汉口站和大通站的径流量数据,运用M-K检验和小波分析等方法,对1900年以来长江流域径流量的趋势和周期变化进行分析,探究径流量变化对厄尔尼诺?南方涛动（ENSO）和太平洋年代际振荡（PDO）的响应。结果表明：1900 年以来长江流域径流量呈显著的减少趋势,并具有2~8 a的年际周期变化和14~17 a的年代际周期变化。流域径流量与ENSO具有相同的2~8 a周期变化,在El Ni?o发生期,径流量较低,在La Ni?a发生期,径流量较高。14~17 a的周期变化与PDO相关,在暖位相期径流量偏少,在冷位相期径流量偏多。PDO影响着ENSO和径流量之间的相关性,在暖位相期,El Ni?o对径流量的影响增强,在冷位相期,La Ni?a对径流量的影响增强。因此,在分析和预测流域径流量长时间尺度上的变化时要综合考虑ENSO和PDO的影响。     

1956～2004年长江源区河川径流量的变化特征

利用1956~2004年长江源区水文和气象台站观测的流量、气温、降水资料,用气候诊断方法分析了该地区径流量的季节和年代际变化特征以及突变特点。结果表明:近50 a来长江源区月平均最大、最小和雨季、年及年较差流量均呈减小的趋势,月平均最小和最大流量分别出现在2月和7~8月,20世纪60和80年代的单峰峰值出现在7月,1970年代、1990年代的单峰峰值出现在8月,近14 a直门达水文站年径流共减少了96×108m3。雨季平均流量的距平基本经历了一个"正-负-正-负"的历史变化过程,雨季和过渡季节降水量、季节积雪融水量和高山冰雪融水量所形成的总流量呈下降趋势。枯季和雨季平均流量均经历了3次明显的转折,并具有10~12 a、6~8 a和3 a的共同变化周期。     

三峡与南水北调工程建设及海平面上升对上海城市供水水质的可能影响

上海城市供水水源地水质除受沿岸地区经济发展过程中大量污染物排放的影响外，主要受河水盐水入侵的危害，导致严重的水质型缺水问题，正在建设的三峡水利枢纽和拟议中的南水北调工程与全球变暖引起的海平面上升效应相叠架，无疑将影响长江河口段和黄埔江的盐水入侵强度，进而危及上海城市供水水质，着重探讨三峡与南水北调工程建设运营及海平面上升对上海城市供水水源地水质可能产生的综合影响，并提出适应和防范对策。     

黄河入海径流变化及影响因素

黄河入海径流是黄河水循环的重要分量,涉及整个流域,它的变化是流域气候与人类活动的综合体现。以黄河入海口利津水文站1963～2009年实测径流量年均值为基础,采用随机水文学方法,对入海径流动态变化进行了分析;结合流域内7个径流来源区的78个气象站同时段月均降水和气温数据及流域内取水量和水利工程等资料,探讨了不同径流来源区的气候因素和人类活动对入海径流量的影响。结果表明:近50年来入海实测径流量呈显着下降趋势,且存在1968年、1985年、1996年与2002年这四个突变点;入海天然径流量同样呈显着下降趋势,只有1985年一个突变点。唐乃亥以上区间的降水量、兰州至龙门区间的气温以及龙门至三门峡区间的降水和气温是引起入海天然径流量变化主要因素;气温因素的季节性变化对入海天然径流量也有影响,其中夏季降水与冬季气温是重要的因素。自20世纪70年代以来,人类活动对入海径流量的影响不断加强,且在耗水量、水土保持及水利工程等方面表现出明显的空间差异。取水量、降水、气温对黄河入海实测径流量变化的贡献率分别为42.2%、39.2%、18.6%.     

东线南水北调对黄浦江水质的影响

本文对长江枯季(12—3月)径流的特点、变化规律、河口盐水入侵以及对黄浦江水质的影响等进行了初步分析。长江水量虽然丰富,但枯季径流并不大,枯季径流一般占年径流总量的15%左右。频率50%的平水年各月平均流量都在15000秒立米以下,频率75%的一般少水年枯季1、2月份的月平均流量不足10000秒立米。河口盐度变化随上游来水多少而异,大通站流量在10000秒立米时河口盐度变化敏感,流量再减少河口盐度将急剧增加,便会严重污染河口和黄浦江水质,影响上海市和河口地区的工农业和城市生活用水。因此,在规划长江流域用水时,应使大通站流量在15000秒立米以上,若有困难,至少不能低于10000秒立米。     

海平面上升对中国沿海重要工程设施与城市发展的可能影响

由于自然和人为双重因素作用，２１世纪前半期中国沿海平原地区相对海平面上升幅度可能达到全球平均值的２－３倍，由此将给沿海地区自然环境演变和社会经济发展带来一系列不利影响，本文分析了未来相对海平面上升５０ｃｍ对中国沿海重要的海岸防护、水利与港口码头工程以及城市供水、防洪与滨海旅游业的可能影响方式与程度。     

黄河上游内蒙古河段平滩流量对人类活动和气候变化的响应

冲积河流平滩流量既反映了河道尺度上的水文-地貌耦合关系,又与流域因素密切相关。从这一概念出发,以黄河上游内蒙古河段为例,研究了平滩流量的变化,并在流域层面与河道层面上对其成因进行了研究。结果表明：上游水库调节改变了出库流量过程,使汛期流量大幅度减小,泄流过程均匀化,因而平滩流量减小。在龙羊峡水库修建后洪水流量减小导致漫滩机遇降低的情形下,泥沙淤在主槽内,也是平滩流量减小的重要原因。泥沙冲淤对于平滩流量的影响存在着某种累积或滞后效应,巴彦高勒平滩流量Q_bf,BY不仅与当年的冲淤量有关,还与以前冲淤量有关,前4 a平均淤积量对平滩流量的影响最大。建立了平滩流量与前4 a累计淤积量、年均流量、年最大日流量的多元回归方程,该方程表明平滩流量既与当年的流量特征相联系,也与一定时间尺度上河道冲淤造成的后果相联系,反映了某种水文地貌耦合关系。研究还表明,存在着以下因果关系链：龙羊峡水库修建→汛期来沙系数增大→河道淤积加强→平滩流量减小。因此,通过改变龙羊峡水库的运用方式,增大汛期下泄流量,可以减小河道淤积、增大平滩流量,从而增大下泄洪水的能力,降低凌汛期间的防洪压力。平滩流量的变化是流域因素变化的结果,所建立的多元回归方程表明,在50 a的时间尺度上,暖干化指标的增大、引水率的增大、水库总库容的增大和天然径流系数的减小,是黄河上游平滩流量减小的原因。     

基于TOPEX/Poseidon卫星数据的江河流量测算

TOPEX／Poseidon卫星的原始目的是测量海面高度变化信息,为海洋监测服务。作者通过假设基准面的方法,将由TOPEX／Poseidon卫星数据估算的下垫面水位相对变化信息转化为”水位”系列并建立了由TOPEX／Poseidon得出的“水位”与相邻水文站实测流量间的相关关系,进而实现了由TOPEX／Poseidon卫星数据估算河道流量的目的。利用1998～1999年TOPEX／Poseidon在长江下游大通附近的过境数据和对应年份大通水文站实测流量数据,验证了本方法的可行性。研究结果表明：在长江下游河道地区,由TOPEX／Poseidon卫星数据可定量估算出山河流流量信息。