中线调水工程实施后汉江下游水运条件与沿江地区发展——以荆门市为例

南水北调中线一期调水方案,拟定在汉江中下游建设系列补偿工程,即兴隆枢纽、引江济汉、局部航道整治和部分闸站改建4大工程,以减少因调水可能给汉江中下游造成的不利影响。补偿工程实施后,不仅会改变汉江下游水文条件和湖北中部河网格局,而且使汉江下游水运条件也发生新的变化：一方面可一定程度地提升河道的通航能力,另一方面开辟了新航道,改变下游水运格局。汉江中下游水运条件的变化,给沿江地区经济发展必将带来新的影响。荆门是汉江中下游交接处临江最大的省辖市,针对目前面临的发展水运的机遇及汉江水运存在的问题,应采取有力措施,振兴汉江水运,构建地方经济发展的新支点     

汉江下游河段水质生态模型及数值模拟

基于包含浮游动物作用的一维水质生态数学模型，考虑了长江水位的顶托作用，采用有限体积法，建立了汉江水质生态数值模型，用1992年的实测资料进行参数识别，对汉江1995年至1998年的水动力、氨氮、硝氮、凯氏氮、总磷、溶解氧（DO）生化需氧量（BOD），以及浮游植物的迁移转化规律进行了数值模拟，模拟结果与实测资料吻合较好，说明所建的模型符合汉江下游河段的实际情况。数值模拟结果表明：当汉江下游水体机物含量较高，水温6℃以上和光照充足时，汉江下游河段适宜藻类生长，易发生“水华”现象。特别在枯水季节，在流量较小和流速低的情况下，水体中藻类会过快生长。藻类的生长速度因各断面的流速、水深和水面宽的不同而不同。     

丹江口水库蓄水后汉江中下游水文时空变化的#br# 定量评估及其生态影响

采用变化范围法（RVA）定量研究了丹江口水库蓄水后汉江中下游水文情势的时空变化,评估出汉江干流变化度最大的江段和水文特征指标类别,分析了其对应的生态影响,并针对汉江流域的四大家鱼和水华问题进行了敏感水文指标的变化度分析。结果显示:丹江口大坝蓄水后,汉江下游河道流量是中变化度占主导,比例范围为47～63%;水位是高变化度占主导,襄阳站和皇庄站高变化度的水文指标所占比例远大于其它站点,依次为53% 和75%,各站水位较蓄水前下降了1～2 m。黄家港站高/低流量脉冲出现的频率减少（变化度为-0.49和 -0.62）,且持续的时间变短（变化度为-0.87和 -0.74）。皇庄站和襄阳站流量和水位的月均值和极值较蓄水前减少,逆转次数在高RVA范围内较蓄水前增加（变化度为1.82）。四大家鱼产卵的敏感水文指标出现频率较蓄水前减少,且为中高变化度。下游河道枯水期流量和水位减小,增加了水华发生几率。     

丹江口水库蓄水后汉江中下游水文时空变化的定量评估及其生态影响

采用变化范围法(RVA)定量研究了丹江口水库蓄水后汉江中下游水文情势的时空变化,评估出汉江干流变化度最大的江段和水文特征指标类别,分析了其对应的生态影响,并针对汉江流域的四大家鱼和水华问题进行了敏感水文指标的变化度分析。结果显示:丹江口大坝蓄水后,汉江下游河道流量是中变化度占主导,比例范围为47~63%;水位是高变化度占主导,襄阳站和皇庄站高变化度的水文指标所占比例远大于其它站点,依次为53%和75%,各站水位较蓄水前下降了1~2 m。黄家港站高/低流量脉冲出现的频率减少(变化度为-0.49和-0.62),且持续的时间变短(变化度为-0.87和-0.74)。皇庄站和襄阳站流量和水位的月均值和极值较蓄水前减少,逆转次数在高RVA范围内较蓄水前增加(变化度为1.82)。四大家鱼产卵的敏感水文指标出现频率较蓄水前减少,且为中高变化度。下游河道枯水期流量和水位减小,增加了水华发生几率。     

三峡水库小江夏初水华暴发特征及原因分析

2013年5月对三峡水库小江回水区的水华发生过程进行了连续的动态监测与分析,以期了解水华过程中浮游植物群落结构的变化情况、小江夏初水华暴发特征及其主要的影响因素。期间共鉴定出浮游植物8门80属136种(含变种),以绿藻类为主(35属48种),蓝藻类(10属31种)和硅藻类(18属30种)次之,水华发生后期浮游植物及其蓝藻类的种类数少于初期和中期。浮游植物群落组成表现为蓝藻-绿藻型,且蓝藻门微囊藻占绝对优势,细胞丰度最高可达90%以上。浮游植物数量最高达10⁷cells/L以上,表层水体大于中层和底层水体。水华过程中,总氮处于重富营养水平,总磷处于轻-中富营养水平,不同水层的流速变化规律不同,其中中层与底层水体理化因子的变化特征基本一致,与表层水体有显著差异。冗余分析结果表明,浮游植物细胞总数与蓝藻数量及其微囊藻数量密切相关,与溶解氧、氮磷比等呈正相关,与总磷、流速等呈负相关,氮磷比及流速是水华发生的主要环境影响因素。     

2006年特大枯水期间长江中下游河床沙与悬沙沿程变化特征

基于2006年10月长江中下游沿程不同断面的河床沙、悬沙以及流速等相关水文泥沙现场观测资料,采用数理统计学与泥沙运动力学相结合的方法,对极端气候与流域重大工程作用下,长江中下游水沙的沿程变化以及悬沙与河床沙交换等进行分析.流量自宜昌向下游方向总的趋势是沿程增大,观测时段与多年同期平均流量(33 500 m3/s)相比少了近57%,而在沙市河段流速最大值达1.1 m/s;近底层水体含沙量较低,平均值为0.079 kg/m3,与多年平均(50年)含沙量相比减少了90%.大通站实测悬沙含量与多年10月平均相比减少了近86%;河床沙组成以细砂和中砂为主,悬沙组成以粘土和粉砂类为主.与多年平均值相比,河床沙变化并不大,悬沙显著细化.中游河段河床沙中略细的粘土和细粉砂组分含量较上下游为多,而悬沙中略粗的中粗粉砂组分含量较上下游为多,断面垂向差异大;同时,从水流、含沙量、河床沙和悬沙颗粒组成及河道类型等多因素同步分析,表明长江中游河道泥沙交换相对频繁,河床稳定性相对较差,下游河道泥沙交换相对较少,河床稳定性相对较好.     

南水北调中线工程与汉江中下游地区农业的持续发展

南水北调中线工程是指从汉江的丹江口水库引水供给华北地区,同时考虑鄂,豫两省汉江唐白河流域和淮河流域的需水要求的战略性工程,是调整水资源的空白布局,解决我国北方缺水问题的紧迫任务。汉江中下游地区是湖北省的粮仓和重要的产业基地,是汉江流域经济发展的中心。由于调水的影响,汉江丹江口以下的流量及季节性分配将发生变化,航运,水质,农业灌溉,工业生产以及城市发展等将受到不同程度的影响,直接关系到汉江中下游地区     

三峡库区典型支流春季特征及其水华优势种差异分析

三峡水库蓄水后,多年来众多支流水华频发引起广泛关注。为研究春季三峡库区不同区域典型支流特征及水华的差异性,选取小江、大宁河、香溪河为研究对象,于2015年春季对三条支流进行监测与分析。结果表明:三条支流回水区长度与宽度有所区别,小江、大宁河、香溪河的蜿蜒度分别为2.151、1.384、1.126;长江干流水体以表层倒灌潜入小江,以中上层倒灌潜入大宁河,由中层倒灌潜入香溪河,越靠近库首,其倒灌影响距离相对越远,分别占研究回水范围的61.9%、69.2%和80.7%;温跃层梯度逐渐减小,水温呈现不同的层化结构,回水区上游水温较下游高;三条支流的光混比变化规律相似,水体中的总氮、总磷含量能够为藻类生长提供丰富的营养条件;春季水华的优势藻种及各优势种的分布区域有所不同,回水区上游更易暴发高强度水华,小江水华优势种主要包括蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻;大宁河多发生以绿藻为优势藻种的水华,偶尔伴有甲藻、硅藻和隐藻水华,香溪河春季优势共存的水华类型较多见,多发生硅藻、甲藻水华,有时出现绿藻水华。倒灌异重流是三条支流水华暴发呈现分区的主要原因,水温及水动力条件差异是造成三条典型支流水华优势藻种存在差异的主要因素。     

汉江水华水文因素作用机理--基于藻类生长动力学的研究

在相关文献的基础上总结影响汉江水华的水文因素包括流量、流速和水面比降,根据河流动力学理论,讨论了它们之间的内在联系。在此基础上,从生物生长动力学的角度,将连续流反应器原理应用于汉江水华现象,提出了汉江连续流生物反应器模型,并根据Monod方程分析,认为汉江中的藻类浓度与水流速度应成指数关系。由此,建立了汉江藻类浓度与水流速度关系数学模型a = m exp(k/ν)。利用汉江1992年至2000年实测资料,通过回归分析进一步确定了汉江的藻类浓度与水流速度函数关系中的常数m=8.9759、k=0.9054,相关系数r=0.924 4。最后,对流速、流量和长江水位对汉江水华的作用机理进行了分析,揭示了水文因素影响汉江水华的作用机理。     

光照对三峡库区蓝藻垂直迁移过程的影响模拟

三峡蓄水后的支流回水区平均流速在001m/s以下,因此将其近似视为静止水体,通过构筑光照对蓝藻种群垂直迁移影响理论模型,分别以1 a和1 d为研究期限,对蓝藻种群的垂直迁移进行模拟计算。结果显示：蓝藻垂直迁移过程具有明显季节特征,每年冬季,蓝藻处于休眠期,并停留在水底;4月蓝藻开始复苏,11月处于休眠期的过渡阶段,这两个月具有微弱浮力;5和10月蓝藻开始接近水表,易发生垂直迁移;6~9月蓝藻垂直迁移速率增加,易发生水华。计算表明：6和9月蓝藻上升/下沉速率较大,易发生快速的上浮/下沉垂直迁移运动,宏观上表现为水华的急剧暴发/消退;6月易暴发水华的时间为早上8点到10点,9月易暴发水华的时间为早上10点到11点,预测结果和实测资料具有良好的一致性。
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中线调水对汉江下游枯水期的水安全影响研究

针对现状以及南水北调中线工程不同调水方案下的水文条件,从可利用水资源量和水环境容量两个方面来研究中线调水对汉江下游枯水期水量和水质状况的影响。以人均月可利用水资源量和人均月水环境容量作为评价指标,提出相应的水安全评价方法和评价标准,来定量评价调水前后汉江下游枯水期水安全的变化程度。研究结论认为：各调水方案对汉江下游水量安全的影响程度比水质安全大;调水对枯水期水安全影响较大的月份是12月、1月和2月,而11月、3月则要好一些;现状条件下的水安全评价结果都在“较为安全”级别以上,而各调水方案的实施对汉江下游水安全都有一定影响,其中以方案Ⅱ的影响最大,方案Ⅲ则由于引江济汉补偿工程的兴建,其水安全保障程度要高于其他方案.     

南水北调中线工程对汉江中下游工业发展的影响

南水北调中线工程计划从丹江口水库向我国北方每年调水１４５亿ｍ＾３,汉江丹江口以下地区的水资源量将随之相应减少。汉江中下游地区是湖北省盐化工、机械、石油、食品、化肥、电力的重要生产地区,是湖北省的汽车工业走廊,其经济在湖北省占有举足轻重的地位。由于经济的迅速发展,下世纪工农业生产和人民生活对水资源的需求将从现在的１４０亿ｍ＾３增加到２５０亿ｍ＾３以上,需水量将达到水资源量的５８％,潜伏着严重的水资源     

汉江中下游干流水质变化趋势及持续性分析

汉江是长江中游最大的支流,近年来水质污染日趋严重,且范围有逐渐扩大趋势。随着流域内经济社会发展用水量增长以及2014年南水北调中线一期工程建成引水,汉江中下游流域水资源、水生态环境压力日益显现,流域管理面临较大挑战。利用汉江中下游干流襄阳、仙桃和汉口3个主要的水质监测控制断面1998~2011年实测水质资料中5个水质项目,采用季节性肯达尔检验法对其项目进行了变化趋势检验与分析,并用叠加型指数法验证趋势分析的合理性;结合Hurst指数分析了趋势变化的持续性,结果表明季节性肯达尔检验法方法合理,持续性分析结果可预测未来水质变化,并为水环境保护和管理提供技术参考。     

南水北调中线工程对湖北省土地利用影响分析

南水北调中线工程是解决中国北方缺水问题的一项战略性措施,将对湖北省土地资源开发利用产生深远影响。该工程所淹没土地利用强度大,利用效率高,故淹没损失大;移民开发、工矿及公共基础设施搬迁用地大,移民开发将受到资金和生态环境的制约;补偿工程所占用耕地将对湖北省耕地占补平衡造成很大的压力,严重影响汉江中下游生态环境及土地利用效益。工程开工对湖北省土地开发利用是弊大于利。建议移民安置以外迁安置为主,后靠安置为辅,结合库区农业产业化的发展,实行开发性移民政策,移民搬迁用房和各项专业设施复建尽量少占耕地;库区土地开发应以提高现有耕地质量为主,以开垦荒山荒坡为辅,考虑从中线工程收益中拿出资金用于改善库区生态环境,并补偿汉江中下游因调水而遭受的农业、航运及环境质量的损失。为了尽量保护农业用地的生产能力,引江济汉工程沿线的农田水利系统恢复功能应同步设计,同步施工。     

南水北调中线工程与汉江中下游地区可持续发展

汉江是长江最大的支流,汉江中下游地区是湖北省经济基础最强的地区。同时汉江流域也存在着洪涝灾害威胁大、水资源开发利用水平不高、环境建设和生态保护力度不够、传统的工农业生产方式和产业结构加重环境的恶化、管理体制不顺等问题。南水北调中线工程以及配套工程的实施,对汉江流域的经济发展将起推动作用,同时从汉江的丹江口水库调水,将改变汉江中下游的水资源分配,社会经济发展与生态环境的协调将会出现新的矛盾。要解决好流域经济发展问题,必须把握好建设南水北调中线工程的机遇,更新观念,加强前期研究和规划,注重生态环境的保护和示范工程的建设,建立相应的政策法规和流域管理体制,全面保证汉江中下游地区的可持续发展。     

基于灰关联熵的汉江中下游地区水资源分配模型和方法研究

南水北调中线工程从丹江口水库调走部分水量，汉江中下游河道水量减少，水位降低，势必会改变汉江中下游干流供水区的水资源供需关系和生态环境条件，加剧该地区日趋严重的水资源供需矛盾，对该地区社会经济发展产生重要影响。在分析汉江中下游地区河道内生态用水、河道外社会用水的基础上，根据灰色系统理论，把灰关联度和灰关联熵结合起来，建立了基于灰关联熵的水资源分配模型，最终得到了该地区水资源利用的满意方案，对维持汉江中下游地区河道生态良性循环，保障社会经济的可持续发展提供了重要依据。     

论我国水系网络化建设——兼论新世纪人民治黄的创新思路

本文指出，发挥自然地理优势，实现大江大河的网络化，是我国水利建设的总目标，而实现这个目标，科学治理黄河，积极推进水系网络化进程，决策南水北调，成为当务之急。     

汉江流域1951~2003年降水气温时空变化趋势分析

利用Mann Kendall检验方法和空间插值方法，分析了1951~2003年汉江流域年和春、夏、秋、冬四季降水和气温变化趋势的时空分布，并重点分析了丹江口水库上游年降水、年平均气温和北半球气温的变化趋势及相互间的联系。分析发现，在显著性水平α=0.1上，近50年来汉江流域大部分地区降水没有明显的变化趋势，气温呈上升趋势。丹江口水库上游降水在1991年发生突变，从20世纪80年代多雨期进入90年代少雨期，80年代平均降水比1951~2003年多年平均降水多9.7%，90年代平均降水比多年平均降水少11.6%；上游平均气温90年代比多年平均气温高0.2℃，而同期北半球的平均气温也比多年平均高了0.3℃，上游气温同北半球气温同步上升，而上游降水变化受北半球气温升高的影响不断减少，两者之间存在反相关系。分析成果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源和防洪安全的影响，也将为南水北调中线工程的顺利实施提供科学依据。     

丹江口水库对汉江中下游径流特性的影响

随着汉江流域水资源开发利用程度的提高,汉江径流特性在一定程度上发生了变化,并在一定程度上影响了汉江生态系统的健康。为分析人类活动对汉江径流特性的影响,以白河、皇庄和仙桃3个水文站为研究对象,以丹江口水库关闸蓄水时间划分研究时段,利用3站1955~2006年的日流量资料对比分析了研究时段内汉江中下游年、汛期、非汛期、月及日径流量的变化特性。结果表明：丹江口水库的运行对其下游的年径流特性无明显影响,而对汛期、非汛期、日径流量和径流年内分配有显著的影响,汛期径流量所占比例显著减少,非汛期径流量所占比例显著增加,径流量年内分配过程均匀化,中小量级日流量出现频次增加,大量级日流量出现频次减少,但影响随与水库的距离增加而减小。研究成果可为评价人类活动对汉江生态系统健康及稳定性提供参考.