长江倒灌鄱阳湖的时序变化特征及其影响因素

长江中游通江湖泊江湖关系的核心是长江和湖泊之间的水量交换,而江水倒灌是江湖关系相互作用中强烈的长江顶拖作用的一种最直接表现.本文以1960-2007年鄱阳湖湖口水文站的实测水文资料为基础,分析和探讨了江水倒灌鄱阳湖的时序变化特征及其影响因素.研究结果表明:受差异性的湖泊流域和长江中上游来水的影响,江水倒灌的发生主要集中在长江主汛期的7,8和9三个月,其中7月中下旬、8月底至9月中下旬是江水倒灌最为频繁的时期;近50年来江水倒灌频率的年际变化总体呈长期的减小趋势,不同年代间呈现一多一少的相间分布格局,反映出江湖作用强度在年代际尺度上存在一个此消彼长的波动过程.江水倒灌及其所反映的江湖关系相互作用的演变过程,与长江流域气候波动背景下长江中上游来水和鄱阳湖流域来水量的差异密切相关.另一方面,不同时期长江中下游过水能力的变化以及人类活动影响下鄱阳湖流域来水量和水位关系的改变也对江湖关系的演变产生了一定影响.

长江倒灌对鄱阳湖水文水动力影响的数值模拟

倒灌是发生在湖泊与周围水体交汇处的一个重要物理过程,对湖泊水文水动力与水环境带来严重影响或干扰,进而对湖泊水质产生重要的影响或控制作用.本文采用统计方法和二维水动力-粒子示踪耦合模型来分析倒灌物理成因、倒灌发生判别与指示以及倒灌对鄱阳湖水文水动力的影响.统计表明,流域"五河"入湖径流、长江干流径流情势以及两者叠加作用均是倒灌的影响因素,但长江干流径流情势是影响或者控制倒灌频次与倒灌强度的主要因素."五河"来水与长江干流的流量比可用来判别与指示倒灌发生与否.当流量比低于约5%时,倒灌可能发生且最大发生概率可达25%;当流量比高于10%时,倒灌发生概率则低于2%.水动力模拟结果表明,倒灌对湖区水位与流速的影响向湖区中上游逐渐减弱,湖泊水位和流速受影响最为显著的区域主要分布在贯穿整个湖区的主河道,而浅水洪泛区的水位和流速则受倒灌影响相对较小.倒灌使得湖泊空间水位提高约0.2~1.5 m,湖泊主河道的流速增加幅度可达0.3 m/s.粒子示踪结果表明,倒灌导致湖区水流流向转变约90°~180°,倒灌导致的水流流向变化能够使湖区大部分粒子或物质向上游迁移约几千米至20 km,且粒子在下游主河道的迁移距离要明显大于中上游洪泛区.