三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果研究

洞庭湖枯水期面临的持续低水位对湖区生态环境带来严重影响,三峡水库枯水期增加下泄流量为洞庭湖生态补水提供了有利条件。为定量描述三峡水库枯水期不同运行方式对洞庭湖生态补水效果的空间差异,拟定3种水库典型消落方案,即提前消落、均匀消落、高水位消落;依托构建的江湖一体化耦合水动力模型分析不同消落方式对洞庭湖补水效果的空间分布格局,并评估不同方案对发电量的影响。结果表明:提前消落和高水位消落方式对洞庭湖水位的影响具有明显的空间异质性,对东洞庭湖北部影响较为明显,而对于东洞庭湖南部、南洞庭湖和西洞庭湖影响较小;提前消落较均匀消落方式城陵矶水位平均提高0.12m,对应的三峡发电量减小0.30%,而高水位消落方式城陵矶水位平均降低0.09m,发电量增加0.28%。研究成果可为兼顾洞庭湖生态补水的三峡水库消落方案的制定提供参考。     

基于MIKE21的小南海湖补水方案效果分析

人类开发活动导致湖泊污染严重,生态功能严重退化,研究补水改善湖泊水质对于维持湖泊生态系统健康意义重大。针对小南海湖COD、TN浓度较高的水环境现状,应用MIKE 21软件建立小南海湖二维水动力水质模型,分析5个补水方案对湖泊水环境质量改善的效果。结果表明,截断倒虹管污水入湖后,湖泊水位下降0.7 m,必须同步实施补水工程;湖泊补水8个月后,湖泊水质开始明显改善;单从新河引水时,小南海湖心COD浓度降至29 mg/L,TN浓度降至19 mg/L,改善效果显著,从松西河补水对湖泊水质的改善效果较新河补水差,因此,考虑水质改善效果,建议从新河引水补给小南海湖。     

漓江枯水期水库补水对下游水环境的影响

通过建立漓江流域水环境模型,模拟了青狮潭水库补水及非补水模式下,枯水期其下游河道内水环境变化情况。研究结果表明,与非补水模式相比,枯水期补水模式导致水库下游河道的水环境发生较大变化。从时间上看,青狮潭水库补水模式使得下游河道水位升高,水面扩大、流速增大,河道内水温增加,溶解氧浓度有所下降。对水环境影响较为强烈的时段为每年的10—12月,其中平水年的影响大于丰水年及枯水年;从空间上看,青狮潭水库补水模式对下游水环境的作用沿程逐渐减弱,但在影响较强的10—12月间,研究区域内的河道水环境很难通过自身恢复到原有状态。     

洞庭湖地形变化对洪水过程的影响研究

为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明：2003—2011年洞庭湖超过40%的区域地形下降值大于0.10 m,特别是湘江洪道,其深泓线地形高程平均下降了5.72 m。通过对2003年洪水过程模拟发现,相比于2003年,在2011年地形情况下,以“四水”来流为主导的洪水过程中,南洞庭湖内洪峰水位下降超过0.40 m,西洞庭湖内洪峰水位下降约0.20 m,东洞庭湖内仅在南部地形变化较大区域的水位变化明显;斗米咀-城陵矶河段水面坡降变缓,南洞庭湖内洪道水面坡降变陡。而对于以长江来流为主导的洪水过程,由于长江洪水位的顶托作用,洞庭湖内洪峰水位下降了0.15 m,斗米咀-城陵矶河段及南洞庭湖内水面坡降下降不明显。因此,2003—2011年洞庭湖地形变化对“四水”来流型洪水影响较大,湖盆下切导致湖容增大,可有效缓解洞庭湖内防洪形势,但对长江来流主导的洪水影响较小。研究结果可为洞庭湖内疏浚扩容等防洪工程的开展提供参考。     

伊通河大中型水库生态补水泄放调度研究

水库的生态补水泄放在保障河道内生态环境用水需求、改善河道水环境中起重要作用.本文以伊通河流域为例,根据流域特点,搜集并整理主要控制断面及生态环境需水量.根据生态环境用水需求,确定新立城水库为伊通河流域参与应急补水的水库,并根据水库生态补水调度原则,制定水库生态补水泄放方案,为伊通河流域生态环境和河道水环境的改善提供有效方案.     

基于水位-面积-湖容关系的东洞庭湖动态纳污能力分析

为测算不同水文水质条件下东洞庭湖动态纳污能力,利用2003—2016年MODIS遥感数据和实测水文数据建立水位-面积-湖容关系模型,提取不同水位、入湖流量、入湖水质条件下的纳污能力计算参数,参照《水域纳污能力计算规程》测算出不同水文水质条件下的东洞庭湖动态纳污能力系数以及COD、氨氮的动态纳污能力。研究结果表明:东洞庭湖纳污能力随着水位、流量、水质而动态变化,COD最小纳污能力为14 200 g/s,大于2016年年均排放强度1 837 g/s,不存在水质超标风险;氨氮最小纳污能力43 g/s,小于2016年年均排放强度275 g/s,水质超标风险大;明确了导致氨氮超标的水文、水质条件,认为氨氮入湖浓度<0.95 mg/L时,湖泊氨氮不超标。主要结论为:①水位-面积-湖容关系模型可为测算湖泊动态纳污能力提供支撑;②建议根据动态水域纳污能力确定污染物排放量,科学利用水环境容量;③东洞庭湖入湖氨氮浓度应控制在0.95 mg/L以下,以保证水质达标。研究成果对维护和改善洞庭湖水环境质量具有重要的现实意义。     

十三陵水库水环境影响因素分析及管理建议

阐述了十三陵水库流域降雨与水库补水、水质、防渗措施以及当前水库水政执法和工程管理措施等现状,分析了水库水环境存在的主要问题和影响因素,提出了采取工程手段加大天然来水入库水量、通过补水改善水质、实施滩地整治、加强对库区内经营户管理以及与地方政府协作管理水库等措施,为进一步提升水库水环境创造条件。     

五河控制性水库对鄱阳湖枯水期水文情势的影响

近年来,鄱阳湖区枯水期水位降低、枯水出现时间提前、枯水持续时间延长,对湖区经济社会发展、生态系统及生物多样性带来了严重影响。为明晰鄱阳湖水系水库蓄放水调度运用对湖区枯水期水文情势的影响,选择鄱阳湖水系赣江、抚河、信江、饶河、修水等五河上7座调节性能较好的控制性水库,运用长系列径流调节计算方法,定量分析了各水库现状调度方式对下游河道及鄱阳湖区的流量、水位影响。结果表明:9月至次年2月为鄱阳湖五河控制性水库供水期,各水库对鄱阳湖区均处于补水状态,现状调度方式下月均增加入湖流量62～289 m~3/s。修水柘林水库枯水期补水对下游虬津站水位抬升作用较大,鄱阳湖赣江、抚河和昌江上水库对下游控制站水位抬升作用较小。鄱阳湖五河控制性水库不同程度抬高湖区水位0.04～0.48 m,对鄱阳湖区目前出现的枯水期水位降低、枯水时间提前等现象无不利影响。     

三峡水库运行以来洞庭湖水文条件变化与对策

为了解三峡水库运行以来洞庭湖区的水文条件变化和影响,利用实测水文地形资料对三口水沙、城陵矶水位变化与湖泊萎缩、三口河系水源不确定性及洞庭湖变化趋势等进行了分析。结果表明:在三峡水库及其上游梯级水库调节下,清水下泄及径流过程的进一步坦化,出现了洪水在城陵矶附近进一步集中、三口河系水资源与水环境的水源缺失的不利影响;未来水情趋势下三口仅松滋口具备不断流条件,洞庭湖主要以西、南、东洞庭湖内深水河道转化为河流形态。为缓解这些变化的影响,可通过湖区防洪工程体系提质改造和区域再划分,以适应城陵矶附近防洪蓄洪的水情变化;通过稳流拓浚,维持三口河系中下游水源条件,以改善该区域水资源水环境;通过城陵矶出口控制调节水位,以维护洞庭湖湖泊水域条件,保障湖泊湿地的生态安全。     

浅析三峡工程建成后对洞庭湖水环境的影响

从水环境的角度分析三峡工程对洞庭湖的影响,研究三峡工程建成后洞庭湖的水环境容量、淤沙变化、化学特征、生态环境变化,提出三峡工程建成后对洞庭湖水环境的影响主要有三方面:①枯水期增泄流量及洪水期减泄流量对水生动植物的影响;②水库拦蓄泥沙对淤积的影响;③对水质的影响。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿库容释放条件分析

针对三峡工程承担的防洪任务,从长江流域与洞庭湖水系洪水特性,城陵矶附近地区防洪标准及防洪补偿调度方式,分析提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿库容的释放条件。在发生流域型大洪水的年份,因需要三峡水库长时间拦蓄洪水,动用较多防洪库容,水库将长期处于较高水位运行状态。如洞庭湖水系不发生大洪水,三峡水库对城陵矶地区防洪补偿库容就可释放。除发生流域型大洪水的年份外,7月中旬后,洞庭湖水系一般不会发生大洪水,加上洞庭湖自身具有较大的调节洪水能力,防洪安全有保障,8月1日之后有条件逐步抬升三峡水库水位至155 m运行,可提高水资源综合利用效率,也可减轻三峡水库蓄水期间蓄水对湖区水位的影响,保障湖区供水安全。研究结果对三峡水库科学调度具有指导意义。     

对洞庭湖区综合规划的几点认识

洞庭湖是我国第2大淡水湖,洞庭湖区既是我国重要的商品粮、棉、油、水产等生产基地,也是调蓄长江洪水的重要场所.随着三峡工程的蓄水运用、1998年大水后的防洪建设、经济社会的发展,湖区的防洪、水资源、水生态环境状况等都发生较大变化.为了构建健康洞庭、和谐洞庭,支撑与保障流域经济社会的可持续发展,迫切需要开展洞庭湖区综合规划.基于对洞庭湖面临的新形势的分析,提出了洞庭湖区综合规划的一些认识与思路,供讨论.     

洞庭湖和鄱阳湖水量优化调控工程研究

随着三峡水库及上游干支流控制性水库的逐步投运,长江中下游防洪形势得到极大改善。同时,由于蓄水拦沙,“清水”下泄,江湖关系已经并将继续发生变化,导致两湖水文情势进一步变化,对两湖地区水资源综合利用和水生态环境保护产生深刻影响。分析了洞庭湖江湖关系变化趋势和鄱阳湖枯水变化情势及其影响,结合湖区经济社会发展和生态环境保护对水利的要求,研究了两湖水量优化调控总体思路,提出了优化调控两湖水量的工程措施,为两湖生态经济区和长江经济带建设提供支撑和保障。     

洞庭湖湿地生态功能及其保护对策

洞庭湖区湿地的生态环境对调蓄洪水，调节气候，涵养水源，维护生物多样性具有重要的作用。洞庭湖区现在存在泥沙淤积、湖泊萎缩、水质污染等问题，对这些问题进行了大量实地调查和资料搜集。借助搜集的资料，对洞庭湖湿地生态环境特点进行了分析和研究，指出了存在的问题，提出了保护对策。     

洞庭湖洪水空间分布和运动特征分析

 鉴于目前仍缺少有关洪水涨落在湖泊中空间分布及其演进的运动特征研究,以1998年洞庭湖洪水事件为例,运用洞庭湖地区水系水动力学模型模拟成果,细致地分析了洞庭湖三大主要湖区的洪水分布形态和运动特征,并对江湖窜流形成进行了初步分析。模拟成果表明：洞庭湖具有“低水河相、高水湖相”的特征;其东、南两个湖区在高洪水位时期湖相特征突出,湖区流向单一,流速不大于0.2 m/s;西洞庭湖区由于各股水流交汇、不同的洪水组合以及出口的制约,致使湖区产生流态复杂、流向不一以及洪峰叠加等现象。       

Influence of Sediment Transport on Water Levels in the Middle Yangtze River

Abstract

In this paper, sediment transport and deposition variety in the Yangtze River and Dongting Lake regions are comprehensively analyzed based on field data. The study shows that the gradual decrease of diversion ratio of water and sediment from the Yangtze River to the Dongting Lake is not only the primary cause of the decrease of sediment deposition in the Dongting Lake and the increase from Luoshan to Hankou reach, but also the primary cause of the elevated water levels in the Yangtze River, as well as decreasing flood regulation capacity in the Dongting Lake region. Thus the strategy of reduction and prevention of flood disasters is to deposit more sediment in the lake area, dredge the river channel, and reinforce dikes along the Yangtze River     

洞庭湖洪水及其出路问题

分析洞庭湖的洪水成因、湖区防洪能力、长江与洞庭湖关系的变化等问题,提出以抬高洞庭湖分洪控制水位和使用蓄洪区方式增加洞庭湖区蓄洪能力,解决洞庭湖洪水问题.     

退田还湖对洞庭湖区生态环境的影响

在分析退田还湖工程对洞庭湖区生态环境影响因素的基础上,就工程对洞庭湖区生态环境的影响进行了预测,获得了退田还湖能扩大洞庭湖行蓄洪能力,改善湖区局部气候和水质,有利于生物多样性保护和血吸虫病流行控制的有利结论。工程实施以后,洞庭湖行洪能力将增加10％以上,在特大洪水年,蓄洪垸和单退垸高水还可扩大湖面面积1343km^2,加上现有天然湖泊面积2625km^2,可达3968km^2 ,接近新中国成立初期天然湖面积。同时指出了不仅工程和移民集镇建设占压部分土地,破坏地表植被,产生水土流失,而且可能会因环境基础设施的缺乏或建设滞后,乡镇工业“三废”,居民生活污水与垃圾得不到及时有效处理,带来安置区局部水质和土壤污染风险,并提出了湖区生态环境保护的建议与对策。