水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化

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。     

三峡水库175 m试验性蓄水期调度运行对洞庭湖蓄水量变化的影响

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%.     

三峡水库运行前后长江中下游干流及两湖的径流过程变化

为探索三峡水库运行前后长江中下游干流及两湖径流过程的变化及其驱动因素,利用宜昌、监利、大通、七里山、湖口共5个水文站的流量资料,分析了各站径流过程的变化特征及其成因。结论:(1)各站年径流量均减少,但除七里山站之外,其它各站减少比例均小于10%且变化不显著;(2)干流各站月径流量最大减幅发生在10月,而七里山站、湖口站分别发生在7月、4月;(3)干流各站月径流量最大增幅发生在3月,而七里山站、湖口站分别发生在1月、6月;(4)宜昌站,1—4月径流量增加是三峡水库入库径流增加和水库调度的共同作用结果,6—8月径流量减少的主因是三峡水库入库径流量减少,5、9、10月径流量变化的主因是三峡水库调度;(5)监利站,径流量的变化与宜昌站表现出高度的一致性,但冬季各月径流量的增幅均大于宜昌站;(6)大通站,4—6月径流量变化方向与湖口站一致,其它月份变化方向均与宜昌站一致。(7)七里山站,7月径流量减少的主因是洞庭湖流域来水减少,9、10月径流量减少的主要原因是荆江分流减少,但洞庭湖流域来水减少也是重要原因。(8)湖口站,4、5月径流量减少的主因是流域降水减少,9、10月径流量减少的主要原因是鄱阳...     

鄱阳湖湖口、外洲、梅港三站水沙变化及趋势分析(1955-2001年)

对鄱阳湖流域三个主要控制站湖口、外洲和梅港多年(1955-2001年)水沙数据进行了统计分析,利用滑动平均法,Spearman秩次相关检验、线性回归检验方法对三个测站的水沙变化趋势进行了分析检验,结果表明,鄱阳湖泥沙出湖集中于长江大汛前的2-6月,在长江7-9月大汛期间,会出现长江泥沙倒灌鄱阳湖的情况．湖口站近期(1990-2001年)径流量和输沙量变幅都非常大,同上世纪80年代相比,年均径流量增加255．3×10~8 m~3．年均减少沙量0．29×10~8 t;外洲站近期的输沙量明显减少,沙量分别为70年代前、70年代、80年代的49．6%、48．7%和52．3%;梅港站径流量略微增加沙量无明显变化趋势．从入湖径流来看,赣江和信江占52．4%,入湖泥沙量占了76．0%以上．从赣江和信江水沙总体变化趋势来看,赣江径流量变化趋势不明显,而输沙量具有明显减少的趋势;信江径流量增加趋势明显,输沙量基本无明显趋势．鄱阳湖流域水沙变化主要受人类活动的影响．土地利用方式的改变和流域水利工程设施的修建极大地影响了流域水沙特征及其变化趋势．     

1956—2020年荆江三口径流变化特征及水库补水效果

荆江三口的分流对于洞庭湖区的水资源、河湖生态系统安全等均具有重要的影响.受到人类活动和气候变化双重影响,荆江三口分流发生显著变化,亟需明确其变化特征及适应性对策.基于实测数据分析了荆江三口径流变化特征,采用数值模拟评估了水库不同下泄方案对推迟荆江三口断流的影响.结果表明:荆江三口年径流量呈递减趋势,2003年以后分流比...     

1990s长江下游干流径流量演变趋势

利用M-K相关分析方法和大通站1950-2000年逐月径流资料,研究了长江下游干流径流的趋势变化.研究结果表明:1950s以来长江下游径流量呈增加趋势,1990s平均径流量(30415.3 m³/s)比所有其他年代平均径流都大,为近50a以来的最大值;就季节和月份而言,秋季径流明显减少;夏、冬两季径流量,增加的趋势明显,尤以冬季枯水季节径流增加最为突出.洪水、枯水季节径流增加明显,但以枯水季节径流增加占优势.冬季枯水径流的增加,可能在一定程度上能够缓解长江口生态环境的巨大压力.1990s径流量的增加与全球变暖、水循环加快、长江流域降水量增加密切相关.     

1955年以来入洞庭湖的荆江三口分流变化

近70年来荆江三口分流持续减少,为分析各历史阶段三口分流变化的驱动因素,根据1955—2021年干支流水文、地形实测资料开展研究,并基于控制变量法识别各驱动因素贡献比例。结果表明:三口分流阶段性减少,且集中在5—11月。长江上游降雨减少导致的干流来流偏枯以及下荆江裁弯、葛洲坝拦沙造成的干流河道冲刷和三口口门淤积对三口分流减少促进作用明显,调弦口堵口对三口分流影响不大,三峡水库蓄水后干流河道与三口口门同步冲刷,三口分流变化不大。长江上游汛期降雨减少明显,对5—11月三口分流减少影响较大,且三口分流主要发生于汛期干流中洪水位时,导致在下荆江裁弯期干流河床大幅下切条件下5—11月分流显著减少;葛洲坝调度、三峡水库初期调度和试验性蓄水调度也集中于5—11月,使得5—11月三口分流量分别减小0.4×10⁸、12.5×10⁸和38.6×108m³。调弦口堵口对三口分流的增大作用远小于降雨的减小作用,贡献比例为负值;下荆江裁弯对三口分流减少的贡献比例达85%;水库运用期降雨对三口分流减少的贡献最大,贡献比例大于50%,葛洲坝调度几乎不...     

洪泽湖、骆马湖、南四湖径流丰枯遭遇分析

依据洪泽湖,骆马湖,南四湖径流量资料,对湖泊历年不同时期径流进行丰枯评述。统计分析了洪泽湖,骆马湖,南四湖年径流,汛期径流,、枯情况,提出了洪泽湖,骆马湖及洪泽期,南四湖各种时期情况下水量丰或枯的遭遇频次。     

基于径流分析的淮河流域汛期旱涝急转研究

本文基于淮河流域吴家渡水文监测站1950-2007年月径流量资料,通过定义长、短周期径流旱涝急转指数,分析了淮河流域汛期径流旱涝急转现象(分旱转涝和涝转旱两种类型),研究结果表明:1)长周期径流旱涝急转在1986年以前发生次数较多,而1986年以后发生次数相对较少;2)各相邻月间的短周期旱涝急转的年际振荡以6-7月最多,且其长期变化规律与长周期旱涝急转年际振荡变化相似;3)长、短周期旱涝急转频次呈现不断减少的趋势,但全旱和全涝频次则有增加的趋势;4)2000s汛期长周期旱转涝、短周期6-7月旱转涝有逐渐增加的趋势,分析认为这种旱涝急转变化是导致淮河流域汛期径流量增加的主要原因之一.     

近100年来长江与洞庭湖汇流河段水文特征演变

洞悉长江洞庭湖汇流河段的水文关系及其变化规律对确保长江中下游的防洪安全至关重要.为了掌握汇流河段水文特征演变情况,本文结合汇流河段处监利、城陵矶、螺山等国家重要水文控制断面的近百年水文资料,通过M-K检验、Morlet小波分析等方法研究了该河段逐日水位、流量等水文数据,分析了汇流河段年内分配、年际变化、变化趋势、突变点及变化周期等水文特征,并探讨了具体成因.研究结果表明:①长江与洞庭湖汇流河段年最高水位一般出现在7月,年最低水位一般出现在1、2月;②汇流河段年径流量主要集中在59月,占年径流总量的63.64%~73.44%;③近50年城陵矶水位高、中、低水分别约抬升0.98、0.56、1.46 m;④近10年城陵矶与监利年径流比降至0.66.⑤在长江中下游水利开发历程中,经突变检验表明,下荆江裁弯取直和三峡蓄水175 m对江湖水文特征的影响较为明显.⑥城陵矶站和螺山站的年径流量、水位平均周期约为16 a,监利站的年径流量、水位平均周期约为8 a.⑦19542017年间,汇流比最大值一直在降低,其发生时间在逐渐提前.以上成果为深入研究流域复杂的江湖演变规律提供了科学参考.     

Simulated runoff responses to land use in the middle and upstream reaches of Taoerhe River basin,Northeast China,in wet,average and dry years

Study on runoff variations and responses can lay a foundation for flood control, water allocation and integrated river basin management. This study applied the Soil and Water Assessment Tool model to simulate the effects of land use on annual and monthly runoff in the Middle and Upstream Reaches of Taoerhe River basin, Northeast China, under the wet, average and dry climate conditions through scenario analysis. The results showed that from the early 1970s to 2000, land use change with an increase in farmland (17.0%) and decreases in forest (10.6%), grassland (4.6%) and water body (3.1%) caused increases in annual and monthly runoff. This effect was more distinct in the wet season or in the wet year, suggesting that land use change from the early 1970s to 2000 may increase the flood potential in the wet season. Increases in precipitation and air temperature from the average to wet year led to annual and monthly (March and from June to December) runoff increases, while a decrease in precipitation and an increase in air temperature from the average to dry year induced decreases in annual and monthly (all months except March) runoff, and moreover, these effects were more remarkable in the wet season than those in the dry season. Due to the integrated effects of changing land use and climate conditions, the annual runoff increased (decreased) by 70.1 mm (25.2 mm) or 197.4% (71.0%) from the average to wet (dry) year. In conclusion, climate conditions, especially precipitation, played an important role in runoff variations while land use change was secondary over the study area, and furthermore, the effects of changes in land use and/or climate conditions on monthly runoff were larger in the wet season. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

长江全流域大洪水下三峡水库对洞庭湖区防洪贡献分析

基于长江中下游一、二维耦合水动力学模型,以1954和1998年洪水为典型,模拟了三峡水库调蓄前后洞庭湖区的洪水过程,定量分析了三峡水库对洞庭湖区防洪的贡献.结果表明:在长江发生1954和1998年全流域大洪水期间,三峡水库实施兼顾对城陵矶河段的防洪补偿调度,可有效缓解荆南三口河系及湖区的防洪压力,减少荆南三口 1.58...     

近40年来长江下游干流洪水位变化及原因初探

最近十年来,江苏境内长江下游干流汛期最高潮位连续偏高,持续时间亦明显偏长。造成防汛工作紧张,引起政府有关部门的重视,水利部门将治理长江作为重点工作。本文利用长江下游干流大通水文站和以下各潮位站的实测水位流量资料对１９９８年和１９５４年的特大洪水水情进行了对比,分析了从六十年代到九十年代长江下游平均洪水量,平均最高水位和平均最高潮位,超过防洪警厌水位的平均天数等的变化规律。     

Impact of the Three Gorges Project operation on the water exchange between Dongting Lake and the Yangtze River

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.     

城市化背景下年最大日径流演变及影响因素研究——以长江下游秦淮河流域为例

随着气候变化和人类活动的加剧,城市化地区水文过程受到较大影响,极端水文事件发生频率显著加大,探究城市化地区洪水演变和驱动机理对于防洪减灾具有重大意义。本文以长江下游快速城市化地区的秦淮河流域为例,分析了1987—2018年期间该流域年最大日径流的演变特征,构建多元线性回归模型和广义可加GAMLSS模型识别了关键驱动因子并量化其贡献作用。结果表明:(1)城市化背景下秦淮河流域年最大日径流呈现显著上升趋势,平均增长速率为14.77 m³/(s·a),并于2001年发生显著突变。(2)汛期降水量和不透水面率是年最大日径流变化的关键驱动因素,最优模型显示前者贡献率超过了70%,表明了降水改变的决定性作用,而不透水面率贡献率超过20%则表明了下垫面的改变对年最大日径流演变存在显著影响。(3)不透水面的增加对年最大日径流和汛期降水量响应关系的影响程度从突变前的6.7%增加到突变后的10.4%,快速城市化已显著改变了流域降水-径流响应过程。研究表明,随着城市发展秦淮河流域的年最大日径流受到人类活动显著影响,洪涝威胁日趋增大,研究结果可为城市化地区防洪减灾提供一定参考。     

长江中下游湖泊的成因与演化

长江中下游湖泊洼地的成因比较复杂,以构造沉降控制的湖泊洼地规模较大,也比较深,但在碚分湖泊洼地属支流河口洼地、扇缘洼地、河间洼地。湖泊水位受到长江干流水位位的制约。在冰期人低海面时期,长江干流下切,沿江湖泊多干涸;冰后期海面上升,长江干流自河口而上相继发生水位上升,加上降水的变化,导致沿江洼地逐渐蓄水为湖,长江中下游湖泊的演化趋势是不同程度地被泥沙充填,容积不断缩小并导致湖水位涨落年变幅增大与洪水