三峡水库与鄱阳湖水位的关系
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三峡工程对鄱阳湖的“拉空”作用鄱阳湖是中国最大淡水湖,地处长江中下游交接处。
淡水湖泊湿地(包括鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖等)是长江水系有机组成部分。
鄱阳湖水文过程是入出湖水量动态平衡的时空过程,受上游来水和下游出水影响,也就是鄱阳湖入湖水量、湖盆积蓄和受长江水顶托或倒灌影响,一些年份出现偏离常年型变化,形成水文过程的特异性,如,枯水(生态缺水)型年高频率发生,枯水期提前,枯水期时间跨度加大,或高水位长期持续的年份频率增高等。
水文过程变化,从宏观上看,是对全球气候变化的响应,或者说是长江和鄱阳湖流域以降水量为主的气候变化影响;从具体表现看,流域水利工程的影响也不可忽视。
气候变化的影响。
一般说来,长江和鄱阳湖流域降水量虽然丰富,但年内、年际分配不均匀,各年、各季、各月之间变化较大,鄱阳湖全年降水量的50%主要集中在4~6月。
长江降水量主要集中在7~9月,这样鄱阳湖汛期为4~6月,长江汛期为7~9月,水文过程随各年、各季、各月之间降水量的差异变化。
这是多年来的基本规律。
但是,近十几年来,气候变化加剧,长江和鄱阳湖流域年降水日数下降趋势极显著,且暴雨日数增加趋势极显著,降雨过程趋向集中,造成鄱阳湖各年各季水文过程变化的明显差异。
造成涨水过程、高水位维持过程和退水过程湖泊水位、面积的明显差异,导致水文过程变化加剧。
水利工程的影响。
首先是三峡工程蓄水运行的影响。
长江流域上游水库群在产生巨大效益的同时,汛后集中蓄水运行,改变长江中下游河道水文情势与水沙条件,改变天然径流过程。
长江中下游水位降低,使鄱阳湖出流量加大,从而带来鄱阳湖水位降低、水量减少、低枯水位出现时间提前、枯水期延长等重大变化,对鄱阳湖水资源“拉空”作用十分明显。
中国水科院、长江委等研究表明,长江上游水库群汛后蓄水对长江中下游及两湖(鄱阳湖、洞庭湖)影响明显,也是鄱阳湖低枯水位的关键原因。
主要体现在:清水下泄冲刷引起的河道下切降低下游水位;蓄水引起长江中下游径流减少,对鄱阳湖的“拉空”影响。
【前言】鄱阳湖是我国最大的淡水湖,是江西人民的“母亲湖"。
“渔舟唱晚,响穷彭蠡之滨”,“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色",唐代诗人王勃描绘的鄱阳湖美景让人记忆犹新。
由于时代的变迁、各种自然因素及人类活动的影响,秋冬季长江、鄱阳湖低枯水位呈常态化趋势,烟波浩渺的鄱阳湖难以长期保持昔日的风采,鄱阳湖区生态环境面临巨大的考验。
2007年4月,温家宝总理视察江西,殷切嘱托要“保护好鄱阳湖这一湖清水”.为落实党的十七大提出的建设生态文明要求以及温总理的指示,切实保护好鄱阳湖“一湖清水”,加快江西经济建设和社会发展,2008年,江西省委、省政府提出了建设“鄱阳湖生态经济区"的战略构想.2009年12月,《鄱阳湖生态经济区规划》获国务院批准。
规划的批准与实施,使江西在科学发展、进位赶超、绿色崛起的道路上迈出了新的步伐,也将为鄱阳湖的治理保护探索新路子.鄱阳湖水利枢纽工程是鄱阳湖生态经济区建设的关键工程、核心工程。
江西省对拟建的鄱阳湖水利枢纽工程提出了以水资源水生态保护为主要目标即“一湖清水"、“江湖两利”、“调枯不控洪”的全新理念,充分发挥水利工程对保护生态环境和促进经济社会发展的基础作用。
【鄱阳湖概况】鄱阳湖位于江西省北部、长江中下游南岸,承纳赣江、抚河、信江、饶河、修河五大江河及清丰山溪、博阳河、漳田河、潼津河等区间来水,经调蓄后由湖口注入长江,是一个过水性、吞吐型的湖泊。
鄱阳湖水系流域面积16。
22万km2,占江西省总面积的97。
2%。
1、区域概况⑴自然地理鄱阳湖南北长173km,东西最宽处约74km,入江水道最窄处的屏峰卡口宽度约2. 8km,湖岸线总长约1200km。
湖面以松门山为界,分为南北两部分,南部宽广,为主湖区,北部狭长,为入江水道区.湖盆自东向西,由南向北倾斜,高程一般由12m(吴淞高程,下同)降至湖口约1m。
鄱阳湖湖底平坦,主湖区滩地高程多在1 2~17m之间,最深处高程约—10m。
三峡水库五年累计拦蓄洪水752亿立方米相当于约3个鄱阳湖水量位于长江中游的三峡水库自开工以来,就一直是社会关注的焦点。
作为世界最大的水电站之一,它在防洪、发电、水运等方面发挥了重要的作用。
最近,三峡水库再一次成为了热点话题,因为它已经累计拦蓄洪水达到了752亿立方米,这个数字相当于约3个鄱阳湖水量。
首先,让我们来看一下这个数字的背景。
今年上半年,重庆地区出现了大范围洪涝灾害,由此引发了社会普遍的关注。
洪水虽然无情,但人们在面对自然灾害时总是会做出努力。
在灾情发生后,三峡水库迅速响应,提前机动、储备洪水,以确保下游安全。
根据官方的统计数据,三峡水库在今年上半年拦蓄的洪水量达到了115.5亿立方米,这极大地减轻了三峡大坝以下的下游区域的洪涝压力。
然而,让人意外的是,三峡水库的累计拦蓄洪水量已经达到了752亿立方米,这个数字超出了很多人的预期。
这么大的数字加上今年上半年的洪涝灾害,让很多人产生了疑问:三峡水库后方是否有足够的储水能力来应对未来的洪涝灾害?除此之外,我们还需要考虑其他的问题,如三峡水库太阳曝晒引起的水面蒸发、入湖河流、土地退化等等。
在解决这些问题的同时,我们也需要知道:三峡水库作为一项重大的基础设施工程,它应该发挥的作用远不止于此。
它为当地的经济发展带来了积极的影响,同时也为保护长江流域的生态环境提供了支持。
此外,三峡水库的建设和管理团队也在不断地改进和提升,以确保它的长期稳定和可靠性。
在未来的发展中,我们需要继续关注三峡水库的建设和管理,同时也需要做好各种预防措施,以避免洪涝灾害对当地经济和民生的影响。
我们可以借鉴三峡水库建设的经验和教训,积极开展各种适应性调整和改进工作,推动长江流域的可持续发展。
三峡工程运行对鄱阳湖水位影响试验邬年华;罗优;刘同宦;黄志文【摘要】三峡工程运行改变了长江中下游水沙情势,影响了鄱阳湖湖区水位,造成了水资源利用、水质、湿地和生态等方面的新问题.实测日水位资料分析认为:湖区水位年内变化可分为低水、涨水、顶托倒灌和退水4个阶段;顶托倒灌阶段湖区水位基本由长江干流控制,另外3个阶段湖区水位受湖口流量和长江干流的共同影响,受影响程度与水位站位置、湖口流量和长江干流相互作用强弱有关;三峡工程运行没有改变鄱阳湖水位“高水湖相、低水河相”的基本特征,但对水位造成了一定影响.开展物理模型试验探索三峡工程运行对湖区水位的影响程度,结果表明:蓄水期三峡工程运行造成湖区水位降幅较大,枯水年都昌站平均(最大)降幅为0.94 m(2.58 m),枯水年湖区水面面积减小68%;增泄期会增加湖区水位,都昌水位最大增幅约1 m,平水年湖区面积增加约32%;枯水期三峡工程运行对鄱阳湖水位基本无影响.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2014(026)004【总页数】7页(P522-528)【关键词】江湖关系;鄱阳湖;水位;三峡工程;生态;湿地【作者】邬年华;罗优;刘同宦;黄志文【作者单位】江西省水利科学研究院,南昌330029;江西省水利科学研究院,南昌330029;长江科学院,武汉430010;江西省水利科学研究院,南昌330029【正文语种】中文鄱阳湖是吞吐型、季节性淡水湖泊,是国家重点湿地保护地,已列入联合国“国际重要湿地名录”,是国际六大湿地之一,具有防洪、调节气候、涵养水源、净化水质和维持生物多样性等功能.鄱阳湖、长江和江西“五河”相互作用和影响,江河湖关系极其复杂,湖流主要有吞吐流和风生流,吞吐流受江湖关系控制呈顺畅型、倒灌型和顶托型分布[1].五河流域降水充沛,年内分配不均,最大径流出现在4-6 月[2-3].长江洪水主要发生在7-9月,因而倒灌发生时间主要集中在长江主汛期的7-9月,其中7月下旬、8月底至9月中下旬是江水倒灌最为频繁的时间[4].长江和五河洪水的遭遇情况决定了鄱阳湖“单峰型”和“双峰型”洪水过程:大多数年份五河洪水与长江洪水不遭遇,湖区洪水过程为“双峰型”;当五河洪水推迟,长江洪水提前,两者遭遇,或者五河洪水很大,长江洪水很小,则出现“单峰型”[5].洪水过程涨水段一般由五河洪水控制,峰段与退水段由长江洪水控制,特大洪水通常出现在五河洪水与长江洪水相互遭遇的条件下,如1954、1973、1983、1995、1996、1998和1999年洪水[6].鄱阳湖枯水期一般为10月至次年3月,近11年鄱阳枯水程度显著加剧,分析认为鄱阳湖流域降水,五河、长江来水和湖盆形态变化[7]是造成枯水位较低的重要原因[8].水位是湖泊重要水文因子,鄱阳湖水环境[9-10]、湿地[11]和生态[12-13]等与湖区水位密切相关.三峡工程运行虽然未明显改变长江径流以及长江与鄱阳湖作用的基本特征[14-15],但在一定程度上影响了江湖作用的季节变化和鄱阳湖流域的旱涝几率[16].已有成果表明三峡工程运行通过改变湖区水位对湖区局部湿地生长发育造成了一定影响[17],因此需要开展研究探索三峡工程运行对鄱阳湖水位的影响幅度和范围.在三峡工程修建前已有学者就三峡工程对鄱阳湖水位的影响进行了预测[18],但是根据三峡工程实际运行情况对鄱阳湖水位影响幅度和范围的研究较少.鄱阳湖湖区面积宽广,洲滩、湖湾较多,边界复杂,因此本文在对鄱阳湖实测水位资料进行分析的基础上,开展物理模型试验研究三峡运行对鄱阳湖湖区水位的影响.1 实测资料分析1.1 湖区水位变化阶段划分鄱阳湖湖区水位受五河来水和长江干流的综合作用,与江湖关系密切相关.鄱阳湖流域与长江干流年径来水基本同枯、同平和同丰,因而选择1986、2000和1998年作为鄱阳湖和长江枯、平和丰水年进行实测资料分析(本文水位值除特别说明外均为黄海基准值),不同典型水文年湖区水位和长江、湖口流量过程见图1.不同典型水文年湖区水位都经历了4个阶段:低水阶段(与枯水期时间相对应)、涨水阶段(与五河汛期时间基本一致)、顶托倒灌阶段(与长江汛期时间基本一致)和退水阶段,不同水文年不同阶段持续时间和相应水位不同:枯水年低水阶段为1月初至2月底(约第30~70 d);涨水阶段为3月初至6月中旬(约第71~160 d);顶托倒灌阶段为6月中旬至10月下旬(约第161~280 d),最高水位仅约16 m;退水阶段为10月下旬至11月底(约第281~335 d);12月(约第336 d之后)为低水阶段.平水年相对于枯水年,涨水阶段有所提前,顶托倒灌阶段持续时间较长,最高水位与枯水年接近;丰水年五河和长江干流来水都较大,低水阶段时间较短,1月中旬至3月中旬(约第20~90 d)湖口流量较大,五河涨水,水位相对较高,顶托倒灌阶段提前到5月初(约第130 d),7月至9月(约第210~250 d)水位近21 m(图1). 不同阶段水位特点不同:低水阶段湖区水位与湖口流量增减过程高度一致,而湖口水位与长江干流保持一致;涨水阶段湖区水位变化与湖口流量和长江干流流量增减有关,湖区水位在湖口水位较小时受湖口流量控制,在湖口水位较大时则受湖口水位影响明显;顶托倒灌阶段湖区水位与湖口水位保持一致;退水阶段长江干流流量减小,湖口水位下降,湖区水位出现落差(图1).1.2 不同阶段水位控制因素分析湖口站位于鄱阳湖出口段末端,该站水位是湖区水位侵蚀基面,由长江干流而不是湖口流量决定(图2):1991-2008年湖口水位与大通流量(考虑了传播时间和涨落率修正)的相关性较好;湖口站水位与湖口流量关系数据点很散乱,即湖口水位基本由长江干流控制.低水阶段湖区水位相对较低并有较大落差,具有河道特性,因而受湖口流量和湖口水位(侵蚀基准面)的共同影响,即受湖口流量和长江干流的共同作用.离湖口较远的棠荫站和都昌站水位主要受湖口流量控制,受长江干流影响较小,星子站水位受湖口流量和长江干流的共同作用,长江干流影响较大.从各湖区低水阶段日平均水位与湖口和大通流量的关系(图3)可以看出:棠荫站水位与湖口流量数据点密集,相关性较好,与大通流量的数据点松散且上、下半年分离,总体表现为正相关;都昌站水位与湖口流量数据点相对密集且上、下半年稍有分离,相关性良好,与大通流量也总体表现为正相关;星子站水位与湖口流量数据点较为松散且上、下半年明显分离,相关性较差,而与大通流量数据点相对于棠荫站和都昌站密集,相关性相对更强.涨水阶段湖区水位受湖口流量和长江干流的共同作用(图1):当长江流量较大时,湖口水位将在短期内顶托湖区水位,即湖区水位由长江干流控制;当长江流量较小,入江水道段存在一定比降时,湖区水位受湖口流量控制.顶托倒灌阶段湖区水位与湖口水位基本一致,受长江干流控制,汛期三峡工程调峰作用将减轻鄱阳湖的防洪和蓄洪压力.退水阶段湖口水位顶托作用消失,湖区不同位置水位开始出现差异,表现出河道的特性,此阶段湖区水位由受长江干流控制逐渐向受湖口流量控制转变. 图1 鄱阳湖湖区水位年变化过程Fig.1 Yearly variation of water level in Lake Poyang图2 1991-2008年鄱阳湖湖口水位与大通和湖口流量的关系Fig.2 Relationship between water levels at Hukou station and discharges at Datong,Hukoustations of Lake Poyang during 1991-20081.3 三峡工程运行影响分析图3 低水阶段鄱阳湖水位与湖口、大通流量的关系Fig.3 Relationships of water level and discharge at Hukou and Datong station of Lake Poyang in low level stage从三峡工程运行前(1999-2002年)和运行后(2003-2006年)星子、都昌和棠荫站水位与湖口水位的关系(图4)可以看出,工程运行前后低水位(<13 m)时,水位大小为棠荫站>都昌站>星子站>湖口站,水位关系数据点较松散,湖区水位具有河道的特点,有一定比降;高水位(≥13 m)时,鄱阳湖呈湖相,4个站点水位相差不大,因此可认为三峡工程运行后鄱阳湖水位基本特征并没有改变.工程运行后湖口水位5~7 m时星子站与湖口站水位差明显减小,星子、都昌和棠荫站水位差依然明显,这可能与三峡工程在枯水期对下游有一定补水作用,而补水作用只影响到星子站有关.图4 鄱阳湖湖口水位与其他站点水位的比较Fig.4 Comparison of water levelsat Hukou station and those at other stations of Lake Poyang尽管三峡工程运行没有改变鄱阳湖水位基本特征,但是低水、涨水和退水阶段湖区水位在不同程度上受长江干流影响,因而与该3个阶段对应的枯水期、增泄期和蓄水期三峡运行将对鄱阳湖水位造成不确定于或等于入库流量;9月中旬开始蓄水1个月,下泄流量减少,少数年份这一蓄水过程延续到11月份;12月至次年4月,水库按电网要求放水,动用调节库容,出库流量大于或等于入库流量.三峡工程运行影响长江径流过程,将对鄱阳湖水位造成影响.图3 低水阶段鄱阳湖水位与湖口、大通流量的关系Fig.3 Relationships of water level and discharge at Hukou and Datong station of Lake Poyang in low level stage从三峡工程运行前(1999--2002年)和运行后(2003--2006年)星子、都昌和棠荫站水位与湖口水位的关系(图4)可以看出,工程运行前后低水位(<13 m)时,水位大小为棠荫站>都昌站>星子站>湖口站,水位关系数据点较松散,湖区水位具有河道的特点,有一定比降;高水位(≥13 m)时,鄱阳湖呈湖相,4个站点水位相差不大,因此可认为三峡工程运行后鄱阳湖水位基本特征并没有改变.工程运行后湖口水位5~7 m时星子站与湖口站水位差明显减小,星子、都昌和棠荫站水位差依然明显,这可能与三峡工程在枯水期对下游有一定补水作用,而补水作用只影响到星子站有关.图4 鄱阳湖湖口水位与其他站点水位的比较Fig.4 Comparison of water levelsat Hukou station and those at other stations of Lake Poyang尽管三峡工程运行没有改变鄱阳湖水位基本特征,但是低水、涨水和退水阶段湖区水位在不同程度上受长江干流影响,因而与该3个阶段对应的枯水期、增泄期和蓄水期三峡运行将对鄱阳湖水位造成不确定影响:1)增泄期与鄱阳湖洪水期时间基本一致,长江干流增泄将在一定程度上增加湖区防洪压力;2)蓄水期长江干流流量减小将降低湖区水位,使得湖区枯水期提前,影响湖区生态、水质、航运以及生活和工农业用水,3)枯水期鄱阳湖水位较低,三峡调度将可能增加下游流量.因此本文开展物理模型试验,研究三峡工程增泄期、蓄水期和枯水期运行对鄱阳湖水位的影响.2 物理模型试验简介2.1 模型范围和比尺图5 鄱阳湖湖区模型范围Fig.5 Simulation range of physical model in Lake Poyang鄱阳湖湖区模型平面比尺500,垂直比尺50,相应的水流运动相似比尺包括流速、糙率、流量和水流运动时间比尺,分别为7.07、0.607、176750 和 70.72.湖区模型模拟范围包括鄱阳湖湖区(指湖口水位站防洪控制水位22.50 m(冻结吴淞高程)所影响的环鄱阳湖区)、五河尾闾、湖口及部分长江段(武穴至彭泽河段,长约100 km),各进口控制口门和长江出口水位控制口门布置如图5所示.2.2 模型验证结合水槽加糙试验成果、河工模型加糙实践经验对鄱阳湖湖区和长江武穴-彭泽河段采用卵石梅花加糙和密铺塑料草垫加糙方法对模型进行加糙率定.由于鄱阳湖湖区制模地形采用1998年实测地形,长江干流河段制模地形为2006年实测河道地形,因此对长江干流段和鄱阳湖入江水道段分段进行水面线验证:选取2006年实测资料作为长江段枯平洪水面线验证试验资料;选取1998-1999年水位流量实测资料作为入江水道枯平洪水面线(湖口站为水位控制点)验证试验资料.流速分布和分流比验证:选取2011年11月13--19日(枯水)和2012年5月11-19日(平水)水文测验资料作为验证试验资料.验证结果表明:各站水位模型与原型误差一般在±0.01 m与±0.05 m之间,满足《河工模型试验规程(SL99--1995)》要求,即满足模型与原型河床阻力相似的要求;各断面横向流速分布与原型实测资料基本一致,局部位置因制模地形与水文测验地形不同,模型的流速分布与原型有所偏差;左水道CJ3分流比为38.7%,右水道CJ4分流比为61.3%,对应原型实测的40%和60%,模型左、右水道的分流与原型也基本相似.模型与原型在水面线、流速分布及汊道分流比等方面是基本相似的,满足了模型与原型水流运动相似的要求,可以在此基础上进行相关试验研究.3 结果分析3.1 影响幅度分析选取对鄱阳湖水情影响显著的典型水文年,重点研究三峡工程运行前后不同时期(增泄期、蓄水期和枯水期)长江水情变化对湖区水位的影响规律.基于汉口站和鄱阳湖五河的水文特征,按丰、平、枯的特征选取1986年(江枯湖枯)、2000年(江平湖平)和1998年(江丰湖丰)作为对湖区影响显著的典型水文年.根据宜昌至大通河段江湖河网一维非恒定流数学模型的计算成果,确定鄱阳湖定床模型试验进出口试验条件(表1):计算三峡工程运行前和运行后在现状地形上(长江干流为2006年实测地形,鄱阳湖区为1998年实测地形)各典型年长江至大通河段(含洞庭湖和鄱阳湖)的江湖水流演进过程;分别选择增泄期和蓄水期三峡工程运行前后长江进口平均流量、长江出口平均水位、湖口平均流量作为边界条件,反映三峡工程运行前后长江在增泄期和蓄水期水情的总体变化情况;选择增泄期和蓄水期三峡工程运行前后长江出口水位变化最大值当日长江、湖口水情作为边界条件,反映增泄期和蓄水期湖区水流运动的极端个别情况;分别找出三峡工程运行前长江出口水位最低值、长江进口流量最小值和运行后长江出口水位变化最大值当日的长江、湖口水情作为边界条件,模拟枯水期湖区水流运动情况,反映长江水情变化对鄱阳湖水位的影响范围及幅度.从表1可以看出:三峡工程运行对鄱阳湖水位的影响由湖口站到星子和都昌站逐渐减小;蓄水期三峡工程运行对鄱阳湖水位影响最大,特别是枯水年造成星子站水位平均(最大)降幅为1.58 m(2.78 m),都昌站水位平均(最大)降幅为0.94 m(2.58 m),丰水年湖区水位降幅相对平枯水年降幅较小,但星子站和都昌站水位最大降幅也达到1.70 m和1.39 m;泄水期三峡工程运行会增加鄱阳湖水位,丰水年增幅最大,星子站和都昌站水位增幅约1 m,平、枯水年两站水位增幅为0.30~0.79 m;枯水期三峡工程运行对鄱阳湖水位的影响总体较小,补水作用基本只影响到星子站,这与工程运行后星子站与湖口站低水位时落差减小,而星子、都昌和棠荫站水位有明显落差的实际情况相一致.水位影响范围与长江尾门水位变幅有关:当长江尾门水位变化幅度小于1 m时,尾门水位变化带来的影响随着距离不断减弱,都昌站水位基本不受影响;随着尾门水位变幅的增大,其对星子和都昌站水位带来的影响增大,当尾门水位变幅达3.57m时,都昌站水位变幅达2.58 m,即长江干流水位变化对整个湖区造成了影响. 表1 三峡工程运行前后鄱阳湖水位差值(运行后-运行前)Tab.1 Variation of water level in Lake Poyang before and after operation of the Three Gorges Project水位差值ΔH/m典型年时期工况都昌星子湖口尾门1986年(枯水年) 增泄期ΔHmax=0.89 m(6月8日) 0.30 0.60 0.83 0.89(5月25日 6月10日) ΔHavg=0.35 m(平均值) 0 0.10 0.35 0.35蓄水期ΔHmax= -3.57 m(10月24日) -2.58 -2.78 -3.57 -3.57(10月1日 2月28日) 最小流量(2月1日) 0 0.17 0.55 0.57最大水位差(2 月20 日) 0 0.24 0.70 0.72 2000年(平水年) 增泄期ΔHmax=1.03 m(6月10日) 0.63 0.79 0.94 1.03(5月25日 10月31日)ΔHavg= -2.14 m(平均值) -0.94 -1.58 -2.10 -2.14枯水期最低水位(2 月5 日) 0 0.18 0.63 0.65(1月1日 6 月10 日) ΔHavg=0.85 m(平均值) 0.40 0.65 0.83 0.85蓄水期ΔHmax= -2.89 m(10月22日) -2.02 -2.45 -2.88 -2.89(10月1日 2月29日) 最小流量(2月17日) 0 0.20 0.41 0.41最大水位差(2 月29 日) 0.15 0.51 0.73 0.76 1998年(丰水年) 增泄期ΔHmax=1.13 m(6月12日) 0.96 1.02 1.11 1.13(5月14日 10月31日) ΔHavg= -1.56 m(平均值) -0.84 -1.15 -1.52 -1.56枯水期最低水位(2 月18 日) 0 0.20 0.36 0.38(1月1日 6 月14 日) ΔHavg=0.90 m(平均值) 0.60 0.70 0.81 0.90蓄水期ΔHmax= -2.13 m(10月23日) -1.39 -1.70 -2.11 -2.13(10月1日 11月14日)ΔHavg= -1.18 m(平均值) -0.58 -0.94 -1.12 -1.18枯水期最低水位(1月1日) 0 0 -0.01 -0.01(1月1日 2月29日) 最小流量(1月6日) 0 0.04 0.08 0.11最大水位差(2月21日)0.32 0.60 0.69 0.713.2 湖泊面积变化根据湖泊1998年地形实测资料,建立通江水体高程-鄱阳湖面积关系曲线方程(忽略了湖面比降),结合枯平洪水年增泄期、蓄水期、枯水期三峡工程运行前后都昌站各运行期平均水位,对比分析工程运行前后鄱阳湖湖面面积变化(表2):三峡蓄水期将造成鄱阳湖湖区水面面积损失较大,特别是枯水年,面积减小68%;三峡增泄期明显增加湖区面积,平水年和丰水年分别增加32%和26%;枯水期三峡工程运行对鄱阳湖湖面面积基本无影响.表2 三峡工程运行前后鄱阳湖湖面面积变化(运行后-运行前)Tab.2 Variation of water-surface area of Lake Poyang before and after operation of the Three Gorges Project__工况典型年湖面积变化/km2 变化比例/%蓄水期 1986年-218 -68 2000年-486 -28 1998年-284 -24增泄期 1986年 0 0 2000年140 32 1998年 353 26枯水期 1986年 0 0 2000年 0 0 1998年004 结论鄱阳湖湖口水位年内经历了低水、涨水、顶托倒灌和退水4个阶段,其中顶托倒灌阶段湖区水位受长江干流控制,低水、涨水和退水阶段湖区水位受湖口流量和长江干流的共同作用.三峡工程运行虽然没有改变鄱阳湖“高水湖相,低水河相”的基本特征,但是对鄱阳湖湖区水位值有所影响:枯水期影响较小,补水作用基本只影响到星子站;增泄期会增加湖区水位,都昌站最大增幅约1 m,考虑到三峡增泄期与鄱阳湖汛期时间基本一致,三峡增泄可能增加湖区防洪压力;蓄水期造成湖区水位降幅较大,枯水年都昌站平均(最大)降幅为0.94 m(2.58 m),枯水文年湖区水面面积减小明显.三峡蓄水将导致鄱阳湖枯水期提前,对鄱阳湖生态湿地和水资源利用造成影响.试验成果没有考虑三峡工程运行对河道冲刷的影响,如果考虑三峡工程运行中后期河道冲刷带来的湖口站枯水期水位下降,三峡蓄水期造成的鄱阳湖湖区水位下降的影响将进一步加大.本研究成果为正确认识三峡工程运行对鄱阳湖与长江江湖关系影响提供了科学依据,同时也为鄱阳湖区防洪安全提供了重要依据,具有良好的经济与社会效益.5 参考文献【相关文献】[1]熊道光.鄱阳湖湖流特性分析与研究.海洋与湖沼,1991,22(3):201-207.[2]谢冬明,严岩,邓红兵等.江西省“五河”流域水文特征初步研究.江西农业大学学报,2009,31(2):364-369.[3]刘健,张奇,许崇育等.近50年鄱阳湖流域径流变化特征研究.热带地理,2009,29(3):213-218.[4]叶许春,李相虎,张奇.长江倒灌鄱阳湖的时序变化特征及其影响因素.西南大学学报,2012,34(11):1-7.[5]《鄱阳湖研究》编委会.鄱阳湖研究.上海:科学出版社,1988.[6]闵骞.20世纪90年代鄱阳湖洪水特征的分析.湖泊科学,2002,14(4):323-330.[7]闵骞,时建国,闵聃.1956~2005年鄱阳湖入出湖悬移质泥沙特征及其变化初析.水文,2011,31(1):54-58.[8]闵骞,占腊生.1952-2011年鄱阳湖枯水变化分析.湖泊科学,2012,24(5):675-678.[9]顾平,万金保.鄱阳湖水文特征及其对水质的影响研究.环境污染与防治,2011,33(3):15-19. 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三峡工程对鄱阳湖影响研究(主报告)目录一、项目背景二、三峡工程运行方式分析三、鄱阳湖区域水文特征四、水文情势变化分析五、三峡工程运行对鄱阳湖防洪形势的影响六、三峡工程运行对鄱阳湖区域供水的影响七、三峡工程运行对鄱阳湖水质的影响八、三峡工程运行对鄱阳湖生态系统的影响九、三峡工程运行对社会经济发展的影响十、对策与建议前言鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,接纳赣江、抚河、信江、饶河、修河等五大河水的汇入,水资源十分丰富。
鄱阳湖丰富的水资源和特殊的气候地理孕育了丰富的生物多样性,为国家保存了难得的自然资源,为区域经济社会发展提供了优越的自然条件。
三峡工程运行后,由于长江来水来沙情势的变化,鄱阳湖湖口、湖区及“五河”尾闾水文情势会相应发生变化。
这些变化将进一步引起鄱阳湖及“五河”尾闾防洪形势、水资源利用形势和生态环境的变化,进而影响鄱阳湖周边区域的防洪安全、工农业生产和生活用水的取水口布置、生态湿地及生物多样性的维护和区域经济社会可持续发展,而且对枯水期长江下游急需鄱阳湖补充水量也十分不利,直接影响长江中下游水资源可持续利用和生态环境保护。
本次研究,通过分析影响鄱阳湖湖口水位、湖区水位、“五河”尾闾水位的相关因子,采用BP神经网络模型构建影响因子与湖口水位、鄱阳湖湖区水位、“五河”尾闾水位之间的关系,建立了湖口水位、湖区水位及“五河”尾闾水位三个层次的BP神经网络模型,定量分析三峡工程运行对鄱阳湖的影响。
在三峡工程初期运行的2004年到2007年,利用所建立的模型,在假定城陵矶、汉川及五河来水不变的情况下,计算了不考虑三峡工程下模拟的湖口水位、湖区水位、“五河”尾闾水位,并与其相应站点实际观测值进行了比较,分析其变化;进一步以水位变化作为控制因素,结合典型调查,分析了三峡工程初期运行对鄱阳湖区域防洪、供水、水质、生态及社会经济发展的影响。
在三峡工程未来运行期,分别以长江来水、长江和鄱阳湖共同来水建立系列,选择反映长江三峡水库以上、长江和鄱阳湖共同来水两种情形下的典型年,以典型年为代表分析了三峡工程运行对湖口水位、湖区水位、“五河”尾闾水位的影响。
三峡水库与鄱阳湖水位的关系
先贴几张图:
这第一张是2010年1月1日到2011年6月24日三峡水库的水位变化图。
这是2010年8月1日到2011年6月24日三峡水库入库流量和出库流量的变化图。
这是鄱阳湖2010年9月的水位变化图,其中星子水位站代表湖内水位,湖口水位站代表鄱阳湖口处长江的水位。
鄱阳湖2010年10月的水位变化图
找这些数据费了我不少工夫,如果大家能看到图,再往下讨论。
说明:
前两张图是我从三峡公司找到的数据,自己做的图,选取的时间点是每日20时,不是平均值。
这个数据与平均值有一定误差,但算平均值比较麻烦,谁有兴趣自己去算。
其中水位、入库流量与平均值差别不大,出库流量差别较大,20时的出库流量可能因为是夜晚用电高峰期,多数是每日的高值,低值一般要低500-1000,每日都不大同。
我在做两曲线比较时做了往下调整,依据是11、12两个月水位保持平稳,所以出、入库线在11、12两个月基本重合。
但在某一天或某几天的时间段中可能还有较大误差,但不影响总的趋势。
讨论问题应该以第一张水位变化图为准,水位上升说明出小于入,是在蓄水;水位不升不降说明出基本等于入,来多少放多少;水位下降说明出大于入,水库在放水或叫往下游补水。
后两张图是九江水文局公布的,还有许多,但不全。
找不到洞庭湖的水文数据,所以无法针对洞庭湖讨论,不过应该与鄱阳湖类似,区别在于鄱阳湖口的长江水位还有洞庭湖、汉水的补充,汉水不影响洞庭湖口的水位。
今年鄱阳湖的最低水位并不是近年最低
这些数据都是从九江水文网上找到的。
九江水文网比三峡集团网站好的地方是有一些水位变化曲线图,不好的地方是介绍比较概略,而且不全。
从2010年1月开始的图比较全,但2010年8月的图是错的,与9月份的完全一样,但这张图很明显可以看出是9月的,与7月的图接不上。
2010年1月以前的就是断断续续的,有的月份没有,最早的图是2005年的。
全部数据中有的有月最高、最低、平均水位,有的缺其中一部分。
所以没法做全面的比较。
下面是俺能找到的几个年份中冬春的最低水位月份,其他月份要高一些。
下面从图上读出的数只是个概数,没法很准。
这是2010年12月的图。
这个就算进2011年冬春吧。
2011年冬春最低水位出现在2010年12月12日,湖口(鄱阳湖出口处的长江水位)大约7.9米,星子(基本代表湖区)大约8米。
文字介绍是
长江湖口站月最高水位10.63m,月平均水位9.08m;鄱阳湖星子站月最高水位11.14m,月平均水位9.43m;
没有给出最低水位数据。
我一开始看平均水位,以为最低水位出现在2011年2月,但12月下旬有个高峰,把平均水位拉高了。
2010年1月
从这张图看2010年冬春最低水位出现在1月2日,湖口大约7.5米,星子大约7.8米。
湖口站月平均水位7.74m,月最高水位8.17m。
鄱阳湖星子站月平均水位8.06m,月最高水位8.85m。
没有2009年的数据。
2008年3月
最低水位在3月16日,湖口大约7.3米,星子大约7.6米。
湖口站月平均水位为8.20m,月最高水位为10.37m。
鄱阳湖星子站月平均水位为8.62m,月
最高水位为10.83m。
没有2008年1月的报告。
2007年没有123月的报告。
2006年1、2月的报告没有水位的具体数字,只有变幅的数字。
2006年1月
鄱阳湖星子水位站月水位变幅为1.99m, 低于多年同期平均水位值。
鄱阳湖湖口水位站月水位变幅为1.63m,略高于多年同期平均水位值。
2006年2月
鄱阳湖星子水位站月水位变幅为2.29m, 低于多年同期平均水位值。
鄱阳湖湖口水位站月水位变幅为2.09m,略低于多年同期平均水位值。
3月的有了图,已超过10米,不大可能是年最低水位,图就不贴了。
2005年1月
鄱阳湖星子水位站月最高水位9.73m,月最低水位8.26m,月水位变幅为1.47m,月平均水位8.71m,低于多年同期平均水位值(9.07m)。
鄱阳湖湖口水位站月最高水位8.99m,月最低水位7.84m,月水位变幅为1.15m,月平均水位
8.20m,高于多年同期平均水位值(7.99m)。
就仅在九江水文网上能找到最低水位的05、08、10、11等4个年份,08、10最低水位比11年低,05年稍高点也有限。
水位低湖区面积也小,说明11年湖区面积也不是缩得近年最小。
三峡蓄水给鄱阳湖带来的影响
从三峡水库的水位变化图中可以看到,每年的六到八三个月,水位变化比较剧烈,这是受上游洪峰的影响。
每来一个大的洪峰水位就猛烈上升,三峡要留蓄其中的一部分洪水,削去洪峰。
这从第二张图中也可看到,下泄流量大大小于峰值。
10年最大洪峰在7月份,第二张图中没表现出来。
从这一段的水位变化也可以看出汛期尽力保持低水位的必要性,如果洪峰过后不尽快降低水位,谁也不敢保证能削去后面可能来的更大洪峰。
这张图中也可看出,10年9月的蓄水是从大约158米开始的,也就是说这次蓄水有相当一部分是8月的洪水(145到158米的部分),可以认为是从8月22日开始。
这带有一定的冒险性,因为9月份也可能会来相当大的洪水,不过概率较低,只要加强上游的洪水预报,三峡应该能应付。
提前蓄水的好处是万一汛期提前结束也能蓄到足够的水位,而这足够的水也给冬春补水建立了基础。
下面再贴几张鄱阳湖水位的图:
2010年11月
长江湖口站月平均水位9.95m,月最高水位12.43m;鄱阳湖星子站月平均水位10.13m,月最高水位12.54m;
2010年12月
长江湖口站月最高水位10.63m,月平均水位9.08m;鄱阳湖星子站月最高水位11.14m,月平均水位9.43m;
2011年1月
长江湖口站月最高水位9.54m,月平均水位9.15m;鄱阳湖星子站月最高水位9.86m,月平均水位9.40m,;
2011年2月
长江湖口站月平均水位8.58m,月最高水位9.13m,高于多年同期平均值;鄱阳湖星子站月平均水位8.81m,月最高水位9.32m,低于多年同期平均值;
2011年3月
长江湖口站月平均水位8.80m,月最高水位9.76m;鄱阳湖星子站月平均水位9.11m,月最高水位10.17m;
2011年4月
长江湖口站月最高水位9.59m,月平均水位9.08m;鄱阳湖星子站月最高水位9.84m,月平均水位9.31m;
2011年5月
长江湖口站月最高水位10.55m,月平均水位9.32m;鄱阳湖星子站月最高水位10.89m,月平均水位9.67m;
从上面可以看出,鄱阳湖水位只会比湖口的长江当前水位高十几到四十几厘米,只与湖口处长江的当前水位密切相关,与几天前的长江水位关系不大,与几个月前的水位更是毫无关系。
因为鄱阳湖口相对流量来说太宽太短,流水阻力不足以形成较大的水力坡度。
结论就是,2010年三峡蓄水只影响到九月到十月中旬的鄱阳湖水位,使鄱阳湖枯水位提前N天到来,这算是给下游通江湖带来的负面影响。
这个N有待找到更多的数据考证,我估计不超过10。
三峡蓄水给下游鄱阳湖带来的好处是从1月初可以开始往下游补水,补水必然带来下游水位比自然水位提高,这同时也就提高了鄱阳湖在枯水期的水位。
补充一下,10年10月下旬三峡蓄水期已经结束,而直到11月中旬鄱阳湖水位还在持续下降,这也说明了鄱阳湖冬春的低水位与三峡蓄水无关。