三峡水库运行对洞庭湖水位影响分析

洞庭湖的水情是长江和四水共同作用的结果,三峡蓄水运行必将导致洞庭湖的水情变化.本文利用BP神经网络对洞庭湖出口城陵矶站的水位过程进行模拟,以区分城陵矶水位变化中三峡的影响分量.模型训练阶段以三峡出库日均流量、洞庭湖四水合成日均流量为输入,城陵矶站的日水位过程为输出,应用阶段用三峡入库流量代替出库流量,从而还原自然状态下...     

湖南对全球变暖的区域响应

本文通过长沙近百年和湖南区域近百站40a来的气象资料统计,分析了在全球气候变暖条件下湖南气候变化事实,揭示了湖南洪水灾害加剧的情况,并提出了应加以重视的问题.     

洞庭湖冲淤变化分析(1956-1995年)

根据１９５６－１９９５年洞庭湖水文泥沙原型观测和地形测绘等翔实资料,运用输沙量法和地形法对洞庭湖冲瘀变化进行了认真的统计分析,分析结果表明,洞庭湖来水量以四水为主,占５７．８％,来沙量以四口为主,多年平均沉积率为７４．０％,出湖仅占２６．０％;淤积量及湖水沙量随着四分流分沙比的减少而减少。     

基于Copula的洞庭湖-流域-长江系统水文干旱概率分析

洞庭湖是长江中游重要的通江湖泊,水系格局复杂.近年来在气候变化和人类活动的双重影响下,江湖关系发生变化,湖泊水文干旱事件频发.基于洞庭湖、流域和长江干流水文站点的实测数据,通过标准化水位指数和标准化径流指数识别了水文干旱事件,并运用Copula函数分析了洞庭湖-流域-长江系统水文干旱的联合概率分布特征.结果表明:在年尺度上,1964—2016年间洞庭湖共发生了9次水文干旱事件,水文干旱的发生概率为14.01%,洞庭湖-流域系统、洞庭湖-长江系统的水文干旱联合概率分别为9.65%和8.58%,表明年尺度上流域来水对洞庭湖水文干旱的影响更大.在季节尺度上,洞庭湖-流域系统春季水文干旱联合概率最高,且两者同时发生水文干旱事件的次数最多,表明洞庭湖春季水文干旱与流域入湖补给减少有密切关系;而洞庭湖-长江系统,其秋季水文干旱联合概率最大,尤其自2003年以后更加极端和频发,这一方面受秋季降水减少和流域内人类活动的影响,另一方面三峡水库秋季蓄水使长江中下游干流水位降低,长江对湖泊顶托作用减弱也是重要原因之一.     

洞庭湖三口洪峰流量和水位变异特性分析

近几十年来,受荆江裁弯、葛洲坝工程运用、三峡水库拦蓄调度、洞庭湖治理以及长江上游水土保持措施等因素的综合影响,洞庭湖三口(松滋口、太平口和藕池口)的水文情势发生了显著变化,给湖区防洪、水资源、水生态、水环境等造成一系列影响.为了深入认识三口洪水发生的复杂变化,本文采用水文变异诊断系统和Zivot-Andrews结构突变单位根检验方法,对三口各水文站点的年最大洪峰流量和年最高洪峰水位序列进行变异诊断,并对其变异特性和变异原因进行分析.结果表明,各站点洪峰流量序列的变异具有较好的一致性;受分流能力变化和上游来流变化的影响,三口各站点的洪峰流量多呈现方向向下的趋势变异;受到洪道冲刷、流量减小、顶托减弱、洪道上下游落差增大的影响,三口各站点洪峰水位在2004年均发生方向向下的跳跃变异.     

长江中游通江湖泊江湖关系研究进展

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.     

近百年来洞庭湖粒度指示的沉积环境演变特征

湖泊沉积物储存着长时期的流域环境信息,是百年尺度湖泊环境演变研究的高分辨率记录器。本文通过²¹⁰Pb_ex、¹³⁷Cs组合定年法,分析放射性核素剖面特征,研究沉积速率时空变化规律,并解析沉积物粒度指示的环境信息,揭示百年尺度湖泊沉积环境演变。结果表明:洞庭湖²¹⁰ Pb_ex剖面分布呈现多段衰变型、混合—衰变—平衡型、衰变—本底型和无沉积型4种类型。3大湖体200 cm的沉积深度对应的年代跨度为127～162年,构建了洞庭湖沉积物深度—年代关系。洞庭湖平均质量沉积速率为1.47～3.11 g/(cm²·a),整体上呈现南洞庭湖>西洞庭湖>东洞庭湖的空间特征;自1900年后,质量沉积速率增加了3～7倍,呈时序增加趋势。沉积年代上,沉积物粒度特征表明洞庭湖沉积环境呈3个阶段2个过渡期的演变特征,与同时期区域内毁林开荒、水利建设、植树造林等人为活动有较好的对应关系,说明近百年来人为活动是洞庭湖泥沙沉积的重要因素。本研究结果可为强化湖泊及其流域生态环境保护...     

1988—2021年洞庭湖大型底栖动物完整性评价及环境压力影响分析

为客观跟踪洞庭湖水生态环境质量,掌握洞庭湖水生生物完整性状况和变化趋势,支撑长江流域水生态考核工作的开展,基于洞庭湖30多年(1988—2021)的大型底栖动物群落特征数据,构建洞庭湖大型底栖动物完整性指数(BIBI)。基于完整性评价结果,采用多元逐步回归分析识别30多年间影响洞庭湖B-IBI的主要环境因素和贡献率。以低压力期(1988—1994年)底栖动物特征确定参照状态,构建的B-IBI由总分类单元数、甲壳类和软体类分类单元数、H指数、总密度和BI指数5项核心参数构成;同时确定出5项参数的期望值,并建立起B-IBI评价的标准:B-IBI≥6.34,优秀;4.75≤B-IBI<6.34,良好;3.17≤B-IBI<4.75,中等;1.58≤B-IBI<3.17,较差;B-IBI<1.58,很差。经B-IBI在低、高压力组的箱线图分析,进一步验证了该指数的辨别力和适用性。根据研制的B-IBI评价标准,得到洞庭湖B-IBI从1988年的6.99(优)下降到2021年的2.97(较差),表明洞庭湖底栖动物完整性呈现显著的下降趋势。相关环境因素的分析显示,同期洞庭湖的...     

洞庭湖地区水系水动力耦合数值模型

针对洞庭湖地区复杂水系和复杂水情下的实际水流运动特征,建立了完全基于水力学方法的洞庭湖地区水系的一、二维耦合的全局水动力学模型,实现了不同水体数值模拟的自动有机衔接。模型包括湖泊、河网水系两部分。对长江干流荆江段、湘资沅澧四水、三口分流河道,运用能够反映河道主槽和边滩不同行洪特征的扩展一维水量模型进行模拟;对于洞庭湖湖区部分,采用二维非结构的有限体积法建立水动力模型;应用重叠投影法实现模型的耦合。模型具有动边界的自动处理,河道分区计算,分洪、溃堤过程实时模拟等功能。剖分的网格较为细致地刻画了湖区的地形,使模型能够模拟"高水湖相、低水河相"的湖流特征。运用1996年7月的实际洪水过程,进行了模型的验证,较为准确地模拟了实际水流特征。     

东洞庭湖保护区大型底栖动物空间分布格局及水质评价

2001年9月对东洞庭湖保护区大型底栖动物进行调查,共记录动物4门8纲20科51种.其中,寡毛类2科18种(35.3%),软体动物8科15种(29.4%),水生昆虫7科14种(27.5%),其他动物4种(9.1%).软体动物是东洞庭湖底栖动物的最主要类群(占总丰度的71.1%).其中,腹足类的长角涵螺(Alocinma longicornis)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、中华沼螺(Parafossarulus sinensis)、纹沼螺(P.striatulus)和寡毛类的苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)为该保护区的优势种.样点间平均物种丰富度6.3,三种多样性指数(Margalef,Simpson和Shannon)平均值分布为1.38、4.05和1.47.刮食者和直接收集者为底栖动物最重要的摄食类群(占总密度的66.7%和19.9%).结合GPS,将野外调查数据构建GIS数据库.基于GIS软件平台,运用Kringing插值法,构建动物丰度、生物多样性及污染生物指数(BI)等的空间分布格局,较为直观地反映了保护区底栖动物的分布情况及污染状况.提取出主要生物类群(软体动物、寡毛类和摇蚊幼虫)和5种优势种分布的高浓度块,显示寡毛类与其它两类的分布基本不重叠,主要分布在保护区的东南和西北的深水区域.进一步分析检验各主要分布区域的16种水体理化指标,发现水深是影响保护区底栖动物分布的关键因子,而硫酸盐则主要制约寡毛类的分布格局,硬度是影响软体动物分布的主要因子.全湖平均Hilsenhoff生物指数(BI)值8.18,指示保护区承受较高的有机污染,模拟生成的BI分布图显示,西南部的深水区域、北部及东南部的局部区域水质相对较好,而东北部的沿岸带大部分水体及南部近六门闸的部分区域水体水质相对较差.