鄱阳湖区干旱演变特征与水文防旱对策

根据实测水文资料与历史记载资料,分析鄱阳湖区近1 000年来干旱的气候演变特征,表明从大周期上看,本世纪鄱阳湖区的气候严重干旱属正常偏少状态;但从小周期上看,本世纪前20年湖区气候严重干旱为偏多状态,未来十几年的抗旱形势依然十分严峻。利用都昌站水位资料,分析鄱阳湖区近55年来干旱的水文变化特征,表明干旱的水文变化较气候变化更为剧烈,且单向性变化趋势更加显著,说明湖区抗旱水资源利用困难呈加大趋势,旱期供水形势极为严峻。探讨了新形势下水文防旱对策。

鄱阳湖环湖区水文站网合理分布和设置

评价、检验鄱阳湖环湖区现有水文站网.根据防汛抗旱、水资源开发利用、水环境保护、湖泊科学研究等国民经济持续发展的需要,科学、合理地布设水文站网。

鄱阳湖蛇山自动监测站与棠荫水文站水位关系模型探讨

基于2012年蛇山自动监测站和棠荫水文站水位同步观测资料,建立几种水位关系模型,并分析比较各模型优缺点。结果表明:落差参数模型精度最高,若考虑模型简易实用时,直接相关模型最为合适。

鄱阳湖水文生态动态监测系统构建与探讨

鄱阳湖是我国最大淡水湖泊,其湿地生态多样性倍受世界关注。鄱阳湖水文生态监测系统是逐步建设并完善的,本文在系统回顾了鄱阳湖水文水环境监测历程的基础上,分析了构建水文生态动态监测系统的必要性,较为详细地介绍了鄱阳湖水文生态监测系统的构建过程,探讨了监测系统的综合效益。

鄱阳湖水文巡测模式的探讨

随着鄱阳湖水文站网的不断增加,传统的水文测验方式难以满足新形势下水文事业发展,构建“巡测优先、驻巡结合、应急补充”的水文监测体系将成为必经之路。在此情况下,本文结合鄱阳湖站网特点,提出了鄱阳湖水文巡测方案,作相关探讨。

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.

鄱阳湖夏季水热通量特征及环境要素影响分析

气候变化加速了全球水文循环过程,然而,气候变化如何影响水体蒸发及其水热通量交换仍然不清楚.基于涡度相关系统观测鄱阳湖水体水热通量过程,在小时和日尺度分析了水热通量的变化规律及其主要影响因子.研究表明,潜热通量日变化波动剧烈,大部分为正值,变化范围在-50～ 580 W/m^2之间.而感热通量数值较小,变化范围在-50～ 50 W/m^2之间.8月份潜热通量和感热通量均呈波动下降趋势,均值分别为167.4和15.9 W/m^2.8月份日平均潜热通量和感热通量之和大于净辐射,这是由于这一时段储存在水体中的热量释放并补充潜热通量和感热通量.小时尺度上潜热通量日变化在相位上与净辐射无显著相关性,而与风速显著相关.在日尺度变化趋势上,8月份日平均潜热通量仍主要受到风速和水温的影响,感热通量则主要受到风速和饱和水汽压差的影响.

鄱阳湖洪水灾害与太阳活动周期相关性研究

鄱阳湖是洪水灾害频发地区,1755年至2008年,共计23个太阳活动周的254年内,鄱阳湖发生洪水年份101次,发生洪水的比率为39.76%,平均每个太阳活动周期内发生洪水4.39次。鄱阳湖发生洪水的频次与太阳活动磁周期无关。太阳活动极期发生鄱阳湖洪水的概率较高,在太阳活动极大期和极小期发生洪水的概率分别为47.82%和60.86%,在同一太阳活动周期内极大期和极小期同时发生洪水的概率较小。一般情况下不会出现连续三个极期都发生洪水的现象,若不考虑太阳活动极期的洪水发生次数,太阳活动周下降期发生洪水的概率最小。

鄱阳湖水面蒸发量的计算与变化趋势分析

利用器测折算法与气候模式法，分别计算鄱阳湖周围康山、棠荫、都昌、星子、湖口5站的单站水面蒸发量，以5站两种方法计算值的平均值代表鄱阳湖大湖面的水面蒸发量，求得鄱阳湖1955-2004年各月的水面蒸发量和蒸发水量，结果为：多年平均年蒸发量1081．2mm，年蒸发水量27．06亿m^3。对年、月水面蒸发量在近50a来的变化趋势进行了分析，表明除5月份外，其他各月蒸发量和年蒸发量均呈逐渐减少趋势，年蒸发量平均每年减小2．79mm，年蒸发水量平均增加2．01亿m^3，对湖区水资源持续利用和湖泊环境将产生明显影响。对水面蒸发量递减原因进行了初步探讨。

鄱阳湖区退田还湖移民建镇对经济影响的调查分析

根据2001年2～3月、2002年11～12月、2004年5月和2007年7月4次实地调查取得的相关资料,对鄱阳湖区退田还湖、移民建镇实施8年来对当地经济的影响进行了较全面的调查与分析,指出了退田还湖、移民建镇中存在的一些不利于当地经济持续发展的问题。

退田还湖对鄱阳湖洪水调控能力的影响

利用实测资料统计了鄱阳湖近50年来湖盆形态和洪水水情的变化，表明由于围垦的作用，1954～1992年鄱阳湖面积共减小1300km^2，容积共减少81×10^8m^3，调节系数从17．3％下降到13．7％，调洪能力降低20．8％；20世纪90年代与50年代相比，年最高水位平均值抬高1.80m。计算了退田还湖对近50年来两次特大洪水（1954年洪水和1998年洪水）最高水位的效应值，表明分别可使1954年洪水和1998年洪水的最高水位降低0．72m和0．68m。估算了退田还湖对鄱阳湖洪水位频率的影响，表明50年一遇和100年一遇的洪水位分别可降低0．63m和0．68m。计算还表明，高水还湖（单退）降低洪水位的作用与圩区还湖前夕的内涝程度密切相关，说明及时排除圩区的内涝对保障退田还湖的防洪减灾作用至关重要。分析了退田还湖面临的主要问题，分别是高水还湖圩区的内涝问题和平垸行洪（双退）圩区的血防问题；探讨解决这两个问题的具体对策，分别为单退圩堤采用“限高加固，排空待蓄”的运作方式，双退圩堤采用“敞开进洪，兼顾血防”的运用方式。

鄱阳湖典型洲滩湿地植物根系对水分垂向通量的影响

为了定量揭示湿地植物根系的水文效应,采用全物理机制的土壤水分运移数值模型,以鄱阳湖吴城湿地国家自然保护区的茵陈篙群落为例,模拟分析根系引起的水文效应.结果表明,根系将增加土壤饱和含水量与土壤进气值,显著改变土壤水分特征曲线(SWRC)与土壤蓄水能力;在考虑根系影响SWRC下模拟率定的土壤含水量与观测数据的时空变化一致:模型10和50cm观测值与拟合值相关系数由不考虑根系效应下的0.83提高至0.85,10和50cm深度土壤含水量的实测值与模拟值的均方根误差分别减少61%和83%.同时这种率定方法下的模拟相比以往的研究地下水补给根系层水量提高34%;考虑典型的根系效应蒸散发量和累积地下水边界向上通量分别增加10%和150%.而在气候极端干旱条件下地下水向上补给量在根系效应下增加7%~56%,累计差异可达38~312cm,同时蒸散发量增加13%.在植被生长旺季时若地下水埋深较深,则根系效应对蒸散发量的影响会放大.因此在进行相关的湿地生态水文过程和湿地水与物质平衡研究中,建议充分评估湿地植物根系的水文效应,并视计算的工况条件,考虑其水文效应在整个水文过程中的影响.

基于梯度提升决策树算法的鄱阳湖水环境参数遥感反演

鄱阳湖是中国第一大淡水湖和国际重要湿地,对区域经济发展和生态文明建设都具有非常重要的作用。近年来受气候变化及流域经济发展影响,其水质持续逼近轻度富营养,局部水华发生风险较高。为保护鄱阳湖水生态环境,探索适用于鄱阳湖的大尺度水质遥感监测方法至关重要。文章以鄱阳湖为实验区域,结合2018年7月和2019年8月两次鄱阳湖丰水期的实测水质数据和"高分一号"卫星影像,基于梯度提升决策树算法构建水质参数反演模型,反演了高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a、悬浮泥沙等6种水质参数。对反演算法的输入波段和参数配置进行了调试与优化,以均方根误差和决定系数作为精度评价指标,测试了该算法对各水质参数反演的精度和速度,结果表明,梯度提升决策树算法反演各水质参数的精度较高且速度较快,对多数水质参数反演的决定系数在0.8以上,具有实用价值,能够实现对内陆复杂水体水质的高精度遥感监测。

鄱阳湖洪泛区碟形湖湿地系统地表地下水交互作用

洪泛系统具有复杂动态的水文环境,在季节性洪水脉冲影响下,地表-地下水交互转化对洪泛区水循环和生态环境保护等方面具有重要意义.本文采用野外试验、统计分析和达西定律等研究方法,开展了鄱阳湖洪泛区碟形湖湿地系统(河流-洲滩湿地-碟形湖)地表-地下水文学特征、相互作用和交换通量研究.数据资料显示,在地形地貌影响下,研究区洲滩地下水位明显低于碟形湖水位,但总体上略高于周边河流水位,统计结果进一步表明,在控制洪泛湿地的地下水动态方面,河流水文情势变化对地下水的影响作用要强于碟形湖水文变化.就河流-地下水转化关系而言,研究区湿地系统的地下水与周边河流水体之间存在动态转化关系,地下水对河流的补给通量以及河流对地下水的补给通量分别约为0.4和0.2 m/d.就湖泊-地下水转化关系而言,碟形湖一般来说补给周边滩地的地下水系统,但两者之间的交换通量基本小于0.1 m/d.在年尺度上,研究区地表-地下水之间的累积交换通量变化约介于7.5~48.2 m/a,其中河流-地下水的累积交换通量约是碟形湖-地下水的4~7倍,且秋、冬季的累积交换通量要明显大于春、夏季.本文研究结果可为洪泛区河湖系统的水资源联合管理、水环境整治和生态环境保护等方面提供科学支撑.

1952-2011年鄱阳湖枯水变化分析

利用鄱阳湖区1952-2011年水文监测资料,分析鄱阳湖近60 a来枯水特征及其变化规律;从流域降水、五河来水、长江上中游来水、湖盆形态等方面的变化,探讨鄱阳湖枯水变化原因.结果表明,进入21世纪后的近11 a鄱阳湖枯水程度显著加剧,尤其是近5 a来最低水位不断被刷新;造成鄱阳湖枯水变化的最主要原因是流域降水和五河来水的相应变化,其次是长江上中游来水变化,湖盆形态变化对于近10 a来枯水加剧起到了推波助澜的作用;三峡大坝蓄水以后,长江上中游来水变化对鄱阳湖枯水变化的控制作用呈现逐渐加强态势.

鄱阳湖水面蒸发量的计算与变化趋势分析(1955-2004年)

利用器测折算法与气候模式法,分别计算鄱阳湖周围康山、棠荫、都昌、星子、湖口5站的单站水面蒸发量,以5站两种方法计算值的平均值代表鄱阳湖大湖面的水面蒸发量,求得鄱阳湖1955-2004年各月的水面蒸发量和蒸发水量,结果为：多年平均年蒸发量1081．2 mm．年蒸发水量27．06×10~8 m^3．对年、月水面蒸发量在近50年来的变化趋势进行了分析,表明除5月份外,其他各月蒸发量和年蒸发量均呈逐渐减少趋势,年蒸发量平均每年减小2．79 mm,年蒸发水量平均减少0．05×10~8 m^3,对湖区水资源持续利用和湖泊环境将产生明显影响．对水面蒸发量递减原因进行了初步探讨．

鄱阳湖入江水道冲淤变化特征

基于1996—2010年枯水期6幅TM遥感影像数据和2010年、2015年典型断面测量数据,从不同尺度对鄱阳湖入江水道区冲淤变化规律进行研究。结果表明:入江水道主槽总体表现稳定,不存在游荡现象;入江水道主槽总体表现为冲刷,年冲刷速率为0.01 m;濂溪区朱家村以北河段、星子水文站断面附近因受人类活动较少,主槽岸线未发生显著变化,表征为冲刷集中区,年冲刷速率分别达0. 08 m、0. 04 m;濂溪区至庐山市老虎垄之间河段、庐山市陶子发河段在2000—2010年间受人类活动影响显著,在2010年后人类活动影响显著减弱情况下分别表征为冲淤平衡区和淤积区。

鄱阳湖不同部位水位关系变化分析

随着气候的变化,以及长江上游水利工程的修建,鄱阳湖不同部位的水位关系发生了不同程度的变化。这种变化引起湖流空间分布的变化,从而影响水生态环境的变化。根据1951~2010年湖区各水文站的实测水文资料,分析了各水文站之间的水位、水面比降关系的变化情况。结果表明,湖口水文站不同水位对应的星子水位站相应水位逐渐下降,水位越低下降幅度越大,2003年后的近10年来下降速度明显加快;近年来,星子-湖口和都昌-星子之间水位落差快速减小,而棠荫-都昌和康山-棠荫之间水位落差快速加大,康山-湖口之间水位落差呈加大趋势,但变化较小。经分析,鄱阳湖不同部位水位的变化是由于气候、长江来水、湖区人类活动而引起的。分析结果有助于预测鄱阳湖水环境的变化,为人类及时预防可能发生的不利影响提供科学依据。

鄱阳湖重金属Cu的运动足迹研究

选取我国典型的通江湖泊——鄱阳湖作为研究区域,采用MIKE21水动力模型耦合粒子追踪模型,模拟在重力型、顶托型、倒灌型3种不同湖流形态下鄱阳湖中重金属Cu的运动足迹.结果显示:(1)1月(重力型),长江下游处重金属运动速率最快,为2.111km/d,粒子一直沿着由北向南的方向运动至湖区中心的西北方向,之后突然改变运动方向;5月(顶托型),长江上游处重金属运动速率最大,达到2.901km/d;8月(倒灌型),与顶托型类似,长江上游处重金属运动速率最快,为3.287km/d.(2)从各支流重金属整体的运动情况来看,鄱阳湖水位受到五河来水及长江倒灌的影响,各点源重金属在湖区的运动足迹受顶托型和倒灌型湖流形态作用的影响较大,长江上、下游处重金属在不同湖流的影响下流速均较大,受湖流形态影响最小的是抚河的2个支流,粒子运动速率表现为:倒灌型>顶托型>重力型.

鄱阳湖入湖、出湖污染物通量时空变化及影响因素(2008-2012年)

研究鄱阳湖入、出湖污染物通量是加强鄱阳湖及长江水功能区限制纳污红线管理的前提,是建立鄱阳湖水质预测模型的基础.基于2008 2012年鄱阳湖8条主要入湖河流、出湖口的逐月水量、水质同步监测资料,根据污染源特征优选算法,计算总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)的入、出湖污染物通量,并分析时空变化特征及影响因素.结果表明:(1)出湖口和乐安河入湖口断面的NH3-N、TP及昌江入湖口断面的TP,以点源污染为主,采用每月瞬时通量作为月平均通量的算法更准确;其余以非点源污染为主,采用瞬时污染物浓度与月平均流量之积来计算月平均通量更准确.(2)2008 2012年CODMn、NH3-N和TP年平均入湖通量分别为304398、53063和9175 t,年平均出湖通量分别为367436、45814和8452 t.8条入湖河流每年的入湖水量、CODMn通量和个别年份的NH3-N、TP通量小于出湖,这主要是因为未计算区间产流及相应排污和采砂引起的内源污染.(3)入、出湖污染物通量在年际间主要受水量影响而呈现W型波动变化趋势,CODMn、NH3-N、TP入湖通量及CODMn出湖通量均集中在汛期,NH3-N、TP出湖通量则是冬季较多(低水位下湿地植被净化作用受限).入湖TP、NH3-N、CODMn通量主要来自赣江、信江、乐安河,而NH3-N、TP浓度最高的是乐安河、信江.