鄱阳湖夏季水面蒸发与蒸发皿蒸发的比较

水面蒸发是湖泊水量平衡要素的重要组成部分.基于传统蒸发皿观测蒸发不能代表实际水面蒸发,而实际水面蒸发特征仍不清楚.本研究基于涡度相关系统观测的鄱阳湖水体实际水面蒸发过程,在小时和日尺度分析了水面蒸发的变化规律及其主要影响因子,并与蒸发皿蒸发进行比较.研究表明,实际水面蒸发日变化波动剧烈,变化范围在0~0.4 mm/h之间.水面蒸发的日变化特征主要受风速的影响.鄱阳湖8月份日水面蒸发量与蒸发皿蒸发量在总体趋势上具有很好的一致性.8月份平均日水面蒸发速率(5.90 mm/d)比蒸发皿蒸发速率(5.65 mm/d)高4.6%.水面日蒸发量与蒸发皿蒸发量的比值在8月上、中、下旬平均值分别为1.24、1.00、0.92,呈现下降的趋势.鄱阳湖夏季水面日蒸发量与风速和相对湿度相关性显著,而蒸发皿蒸发与净辐射、气温、饱和水汽压差和相对湿度均呈显著相关.这是由于蒸发皿水体容积小,与湖泊相比其水体热存储能力小,因此更容易受到环境因子的影响.     

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．     

用稳定同位素方法估算大型浅水湖泊蒸发量——以太湖为例

湖泊蒸发量的准确估算对于水文学、气象学和湖泊学等研究有重要的意义.基于2013-2015年太湖水量收支资料、气象观测数据和稳定同位素观测资料,采用稳定同位素质量守恒模型、水量平衡法和Priestley-Taylor模型估算太湖蒸发量,分析太湖蒸发量的季节变化和年际变化特征,并以Priestley-Taylor模型结果为参考值,评价水量平衡法和同位素质量守恒方程的计算精度.结果表明:5-9月太湖蒸发量较高,冬季最低.2013-2015年太湖年总蒸发量分别为1069、894和935 mm,蒸发量的年际变化受到天气条件的影响.2013年12月2014年11月期间,用Priestley-Taylor模型计算的湖泊蒸发量为885 mm;同位素质量守恒模型的估算结果较一致,为893 mm;而水量平衡方程的估算结果明显偏高,为1247 mm.     

高原咸水湖水面蒸发估算——以兹格塘错为例

根据兹格塘错流域附近气象站（安多,那曲和班戈）的器测资料和那曲站的实测辐射资料,对兹格塘错水面蒸发进行了估算,结果表明,兹格塘错多年平均（1958－1998年）蒸发量为925．1mm,在估算的41年中,最高的为1111．5mm(1975年）,最低的仅791．9mm(1983年）,5年滑动平均结果揭示,近40年来兹格塘错蒸发存在波动变化,基本上由2个峰值期（1970－1980年和1993－1998年）,1 个下降期（1975－1980年）和2个相对平衡期组成,且总体上呈上升趋势。     

人类活动对青海湖水位下降的影响

青海湖是我国最大的内陆湖泊,位于青藏高原的东北隅。近三十年来由于自然要素和人为活动的影响,湖周生态环境急剧退化,湖水位下降达3.35m,湖面收缩约300多km~2。根据调查研究以及其他方面的资料。青海湖多年平均亏水量4.36×10~8m~3,而人为活动耗水量占亏水量的8.7％。仅占湖面蒸发量的1％。所以,人为耗水与湖水位波动无明显相关,湖水位下降虽然是综合效应,但主导因素是气候变化,并导致湖周生态环境的恶化。     

基于遥感的鄱阳湖湖区蒸散特征及环境要素影响

蒸散是湖泊湿地生态系统水循环的重要组成部分,研究湖区地表蒸散量的时空变化对了解鄱阳湖湖区水量平衡关系具有重要意义.本研究基于MODIS数据,应用地面温度-植被指数三角关系法反演2000-2009年鄱阳湖湖区的实际蒸散量,分析湖区蒸散的时空分布特征及主要气象因子对流域蒸散的影响.结果表明:2000-2009年鄱阳湖湖区年蒸散量在685~921 mm之间,平均年蒸散量为797 mm,最大蒸散量出现在2004年.2000-2009年多年平均水体蒸发量为1107 mm,高于湖区植被蒸散量(774 mm).湖区汇水区域中蒸散量占降水的平均比例为55%,是水量平衡的主要支出项,径流系数约为0.45.湖区蒸散主要受辐射和气温的影响,月蒸散量与气温呈显著的指数相关,2007年蒸散量对温度的关系最为敏感.降水量距平与蒸散量距平的关系除2007年呈显著负相关外,其他年份相关性不显著.鄱阳湖湿地蒸散与湖泊水域面积总体呈正相关,但在水文干旱严重的2006年,当水域面积<30%时,蒸散速率随水域面积增加而减小.     

阿斯旺水库

1958年埃-苏两国签定了关于苏联帮助埃及建设阿斯旺高坝的协定,1965年动工,1971年建成.坝高111m,长4200m,拦水形成纳赛尔湖——阿斯旺水库.湖周长500km,平均深度35m,最大水深97m,一般水域面积5120km~2,最大水面6116km~2,一般容积1570×10~8m~3,最大库容1640×10~8m~3.高坝建成后,安装了12台17.5×10~4kW发电机组,水力发电量达210×10~4KW;其二,调节迳流,保证灌溉用水,实现了洪季不涝、枯季不旱,各个生长季节都能得到充分、均衡的     

水文巡测方法与水量平衡计算洱海水资源量对比分析

根据洱海流域1998、2004-2006年入湖、出湖水量监测成果,通过实测流量、降水量、蒸发量对入湖、出湖水量进行对比计算,结果发现,应用水文巡测方法与水量平衡方法计算出的2004-2006年洱海水资源量绝对误差最大值为0.2427×108m3,相对误差为4.8%,5%,说明两种方均可行.分析水量平衡方法的误差来源是枯期受湖面蒸发和农业提水灌溉的影响,提高洱海水资源量计算精度所需解决的问题是提高湖面蒸发量观测精度和还原水量计算精度.分析水文巡测方法的误差来源主要是巡测的监测断面距入湖口有一定距离,主要以面积比拟与降水修正进行计算,以及点据数量较少.针对两种方法的优缺点,提出四种措施:加强环洱海水量监测能力建设;加强洱海水面蒸发观测手段和方法;加强环湖生产生活用水的监督性监测;加强入湖河流水质水量并重监测与分析,以期更好地为洱海水环境、水资源保护和出入湖水量预测分析提供更准确的科学技术支撑.     

鄱阳湖简介

鄱阳湖(115°49′E—116°46′E、28°24′N—29°46′N)纳赣江、抚河、信江、饶河、修河五河来水。经湖口注入长江,是一个过水性吞吐型湖泊。流域面积162225km~2,湖面积和容积高水时分别为3210km~2和252×10~8m~3,低水时分别是146km~2和4.5×10~8m~3,高水呈湖相,低水呈河相,有“洪水汪洋一大片,枯水漫长一条线”的自然地理景观。平均宽度16.9km,最宽处70km,最窄处仅3km,最大长度173km,平均水深8.4m。     

近50年来内蒙古查干淖尔湖水量变化及其成因分析

内蒙古查干淖尔湖是位于季风边缘区干旱与半干旱过渡带的封闭湖泊,对气候变化响应极为敏感.利用1958-2010年的查干淖尔湖21期遥感影像以及湖泊流域1955-2010年的3个气象站点和1个水文站点的气温、降水、蒸发和径流等数据,分析查干淖尔湖近50余年的湖泊水量、面积/水位波动及其原因.结果表明,近50年来在区域气候暖干化的背景下,查干淖尔湖不断萎缩,流域生态环境退化.1958-2010年湖泊容积以2×106m3/a的速度锐减66.9%(从124.1×106m3降到41.1×106m3),湖泊面积缩小73.3%(从105.3 km2降到28.1 km2),平均缩减速度为1.8 km2/a;流域年均气温上升了2.5℃,年降水量下降了36.6 mm.湖泊水量与流域气温和蒸发量显著负相关.查干淖尔湖分为东西两部分,中间由天然堤坝相连,东湖在水闸的人为控制下水位波动范围不超过1 m.西湖水位波动则相对剧烈,湖面下降7.6 m,于2002年彻底干涸,湖盆裸露,已成为盐尘暴、沙尘暴源地.     

鄱阳湖典型洲滩湿地水分补排关系

湿地水分在地下水含水层-土壤-植物-大气界面的运移和转换是维持能量和营养物平衡的重要环节,水分运移是湿地生态水文过程研究的关键.数值模型模拟已成为水分运移研究的重要手段,然而限于复杂的湿地自然条件及有限的监测手段,部分界面水分通量连续动态变化数据的获取及定量化工作较为困难,目前应用数值模拟法于湿地水分运移研究的案例仍不多见.本文以鄱阳湖典型湿地为研究区,构建垂向一维数值模型,阐释了湖泊水位显著季节性变化条件下,湿地水分在不同界面的传输过程,量化了湿地水分的补排关系.结果表明:(1)界面水分通量季节性差异大,降雨入渗地面和根系层水分渗漏均对降雨变化响应敏感,主要集中在4—6月,分别占年总量(1450和1053 mm)的65%和73%.土面蒸发和植物蒸腾年总量为176和926 mm,土面蒸发主要受气候条件影响,植物蒸腾还与植物生长特征有关,均集中在7—8月,分别占年总量的30%和47%.深层土壤向浅层根系层的水分补给集中发生在地下水浅埋时段6—8月,占年总量(609 mm)的76%;(2)湿地植物根系层水分补排受鄱阳湖水位季节性波动影响显著.除丰水期(7—9月)主要补给为深层土壤水外,退、枯、涨水期的主要补给均为降水入渗.涨水期(4—6月)和枯水期(12—3月)的主要排泄为根系层水分渗漏,丰水期以植物蒸腾排泄为主,退水期(10—11月),土面蒸发与植物蒸腾为主要排泄,且比重相当.本文定量了鄱阳湖典型湿地不同界面水分连续交换关系,区分了土面蒸发和植物蒸腾,辨析了各界面水分的主要影响因子,研究结果有助于深入理解水分在湿地生态系统地下水含水层-土壤-植物-大气界面的相互作用机制,认识湖泊洲滩湿地水量平衡,为揭示湖泊水情变化对湿地生态的可能影响提供依据,为湿地生态水文过程研究提供重要方法和理论参考.     

青海湖水量平衡分析与水资源优化配置研究

在充分收集有关资料的基础上研究青海湖1959-2000年间降水径流蒸发湖泊水位地下水补给量的动态变化建立水量平衡分析方程.青海湖水位在波动中持续下降42年来年平均水位累计下降了 3.32 m平均每年下降了0.079 m近年来下降的幅度减小. 同时青海湖储水量不断减少而湖区降水呈增加的趋势河川径流量地下水的入湖补给量 蒸发量呈现下降的趋势. 根据青海湖水平衡分析计算结果预测2010年青海湖流域耗水量将达1.27108m3为维护生态平衡和社会经济持续发展需要跨流域调水量引大济湖4.1108m3.     

1958—2017年太湖蒸发量年际变化趋势及主控因子

湖泊蒸发对气候变化非常敏感, 是水文循环响应气候变化的指示因子, 因此研究湖泊蒸发的控制因素, 对于理解区域水文循环有重要意义. 本文利用太湖中尺度涡度通量网避风港站观测数据校正JRA-55再分析资料, 驱动CLM4.0-LISSS模型, 并利用2012—2017年涡度相关通量数据和湖表面温度数据检验模型模拟蒸发结果, 验证了该模型在太湖的适用性; 估算了1958—2017年间太湖的湖面蒸发量, 并利用Manner-Kendall趋势检验分析了湖面蒸发的变化趋势, 寻找太湖实际蒸发的年际变化的主控因子. 结果如下: 校正后的JRA-55再分析资料模拟的太湖蒸发与观测值之间存在季节偏差, 但是季节偏差在年尺度上相互抵消, 再分析资料可用于年际尺度太湖蒸发变化的模拟; 1958—2017年间太湖蒸发量以1977年为界, 先下降(-3.6 mm/a), 后增加(2.3 mm/a); 多元逐步回归结果表明, 向下的短波辐射是太湖1958—2017年间太湖蒸发变化的主控因子, 向下的长波辐射、气温、比湿也对湖泊蒸发年际变化有一定影响, 但是风速对蒸发量的年际变化影响不大.     

基于GF-1 WFV的2013—2020年鄱阳湖采砂活动时空动态监测

鄱阳湖是目前我国最大的淡水湖,采砂活动对湖泊水质影响明显,但对采砂活动进行全面的现场监管较为困难.不过,采砂船工作时会明显改变附近水体悬浮泥沙的浓度,这一易于被遥感技术检测到的信息为解决这一问题提供了思路.本研究使用2013—2020年共133景GF-1 WFV影像对鄱阳湖采砂活动进行监测,并总结鄱阳湖采砂活动变化的时、空间规律.结果表明,1）2013年以来,鄱阳湖的年平均采砂船检测数呈先增多后减少的趋势,2016年是采砂活动的顶峰,年平均检测数为9.85艘,2019年后采砂船的年平均检测数锐减至3艘左右,其中监管政策是最主要的影响因素;2）鄱阳湖采砂活动向南湖扩展的趋势在2016年得到了有效的遏制,并在2018年后一直维持在很低的水平;3）在2019年全面禁止采砂后,仍然在松门山岛、星子县及笔架山附近监测到了零星的采砂船作业点.本研究不仅可以评估近年来鄱阳湖采砂活动监管的成效,也能给相似水域采砂活动的监管及其效果评估提供参考.     

基于遥感和历史水位记录的鄱阳湖区淹没风险制图

提出了一种利用多时相遥感影像和历史水位观测资料,利用ArcGIS空间分析功能实现冲积平原区洪水风险制图的方法.首先利用9幅鄱阳湖区不同时相的Landsat TM/ETM+遥感影像,通过非监督分类的方法提取水体淹没范围,根据都昌水文站资料1955-2001年间水位记录,分别计算鄱阳湖洪水多发期(6,7,8月份)和全年各水位的超频率(EP),假设在相同水位条件下具有相同的淹没范围,将遥感获取的水体边界作为EP的等值线,在ArcGIS的支持下,利用等值线插值实现鄱阳湖区洪水多发期和全年的水体淹没风险制图.     

The influence of river‐to‐lake backflow on the hydrodynamics of a large floodplain lake system (Poyang Lake,China)

Backflow, the temporary reversal of discharge at the outlet of a lake, is an important mechanism controlling flow and transport in many connected river–lake systems. This study used statistical methods to examine long‐term variations and primary causal factors of backflow from the Yangtze River to a laterally connected, large floodplain lake (Poyang Lake, China). Additionally, the effects of backflow on the lake hydrology were explored using a physically based hydrodynamic model and a particle‐tracking model. Although backflow into Poyang Lake occurs frequently, with an average of 16 backflow events per year, and varies greatly in magnitude between years, statistical analysis indicates that both the frequency and magnitude of backflow reduced significantly during 2001–2010 relative to the previous period of 1960–2000. The ratio of Poyang Lake catchment inflows to Yangtze River discharge can be used as an indication of the daily occurrence of backflow, which is most likely to occur during periods when this ratio is lower than 5%. Statistical analysis also indicates that the Yangtze River discharge is the main controlling factor of backflow during July to October, rather than catchment inflows to the lake. Hydrodynamic modelling reveals that, in general, backflow disturbs the normal northward water flow direction in Poyang Lake and transports mass ~20 km southward into the lake. The effects of backflow on flow direction, water velocities and water levels propagate to virtually its upstream extremity. The current study represents a first attempt to explore backflow and causal factors for a highly dynamic floodplain lake system. An improved understanding of Poyang Lake backflow is critical for guiding future strategies to manage the lake, its water quality and ecosystem value, given proposals to modify the lake–river connectivity. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于综合指标法的鄱阳湖生态系统健康评价

由于湖泊生态问题日益突出,湖泊生态系统安全状态已经成为人们关注的热点问题,了解湖泊水生态系统的状况并根据湖泊生态系统健康状况开展精准治理和生态修复与保护尤为重要。本文基于对鄱阳湖及其流域生态环境的长期监测数据和资料收集,采用综合指标体系法,从物理形态、水文、水环境、水域生态、湿地生态和社会服务6个方面构建了鄱阳湖生态系统健康评估的指标体系,主要涵盖了湖泊口门状况、“五河”入湖径流变异程度、入湖河流水质达标率等26个指标。依据设置的阈值等级得到鄱阳湖生态系统健康评价各层次健康状况等级,通过对各湖泊生态系统各指标得分进行加权计算,得出生态系统健康评估准则层和目标层的得分,最终对鄱阳湖生态系统健康进行了客观的评价。结果表明,构建的湖泊生态系统健康评价体系针对性强、科学全面、具有可操作性,可为鄱阳湖及类似通江湖泊的生态系统健康评价提供案例和方法借鉴。评价结果表明鄱阳湖健康体征状况目标层得分为73.45分,评价结果为亚健康,鄱阳湖水生态系统健康主要受泄流能力、水文节律变化、富营养化程度和物种多样性的影响。最后根据鄱阳湖的水生态系统健康评分等级探讨了鄱阳湖水生态系统中亟需解决的问题,针对性地提出了...     

太湖的降水效应

本文分析了太湖湖区降水的时空分布特征;估算和讨论了太湖的降水效应;揭示了太湖的降水效应不太显著;太湖湖区降水量的变化是该湖水位变化的决定性因素之一。