水文变异下长江荆南三口河道内生态需水量变化及贡献因素

基于1951—2015年长江荆南三口5站实测原型年径流量序列,采用Mann-Kendall等方法检测其径流序列的突变年份.在此基础上,运用GEV概率密度最大流量法计算荆南三口河道内生态需水量,并从多时空尺度视角分析河道内生态需水量的时空差异及其贡献因素.结果表明: 研究期间,新江口、沙道观、康家岗、管家铺和弥陀寺水文站的第一次径流突变年份分别为1990、1959、1959、1972和1972年,并将第一次突变以前的月均流量序列作为水文变异前的水文序列.在水文变异条件下,长江荆南三口1—12月的各月生态需水量分别为69.63、26.15、55.65、452.65、2166.44、4660.83、10875.66、9966.49、7868.38、4773.60、1655.01和338.49 m³·s^-1.新江口、沙道观、康家岗、管家铺和弥陀寺5个水文站的年均生态需水量分别为901.57、507.00、221.30、1438.03和581.62 m³·s^-1.水文变异后,荆南三口满足河道内生态需水的频率大幅下降,由变异前的55%以上下降至变异后的20%以下,生态需水缺乏现象严重.影响荆南三口河道内生态需水时空变化的因素主要为不同时期水利工程、各行业用水量等人类活动.     

洞庭湖区灾害性洪水对生态灾害群发的复合效应

灾害性洪水的能量传播与它挟带的泥沙淤积,是诱发洞庭湖区生态灾害的直接和潜伏条件,从而形成了灾害链和灾害网,而不同类型洲滩地的机械阻挡,永生植物阻流促淤及长江洪水顶托的综合作用,改变了湖泊水动力条件与泥沙之间互为因果的关系,导致了洪水泛滥、泥沙淤积,洲滩地浮涨,生态灾害群发的恶性循环,其复合效应是水灾、沙灾、血吸虫病、鼠灾等生态灾害群发频繁且灾情日趋严重。     

三峡水库蓄水对洞庭湖湿地生态系统服务价值的影响

通过实地调查与测定,获取相关数据,运用货币方法分别估算三峡水库蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖湿地生态系统服务价值.结果表明:三峡水库蓄水后,湿地生态系统服务总价值由1996年的156.69×108元增加到2010年的177.11 ×108元;1996年湿地主要服务价值量排位为:调蓄洪水＞蓄水供水＞大气调节＞科研教育,2010年湿地主要服务价值量排位变为旅游休闲＞交通航运＞大气调节＞蓄水供水;在洞庭湖湿地生态系统服务总价值量中,与水体关联的直接价值量由1996年的110.85×108元减少到2010年的27.47×108元,减少了75.2％;尽管物质产品生产与供给方面的直接价值比重有所增加,但生态环境调节与维护、文化社会方面的间接价值却保持在总价值量的80％左右;除气候因素外,三峡水库蓄水、长江入湖水沙减少也是导致洞庭湖湿地生态系统服务价值变化的症结所在.     

洞庭湖区城镇化进程与水资源利用的关系

运用层次分析法与熵权法相结合的方法,构建洞庭湖区城镇化综合发展水平和水资源开发利用综合潜力评价指标体系和响应关系模型,分析2001-2010年洞庭湖区城镇化发展与水资源开发利用的主要影响因素、变化特征以及两者响应特征.结果表明:研究期间,洞庭湖区处于城镇化快速发展时期和规模扩张阶段,经济城镇化和社会城镇化水平滞后于人口城镇化和空间城镇化水平,城镇化发展质量和效益有待提升;伴随城镇化进程的推进,湖区用水负荷逐年增大,水资源利用效率和管理水平稳步提升,其中,水资源本底条件和开发利用程度受湖区水文条件的影响更显著.在2001、2002、2005、2006、2007、2009年,洞庭湖区城镇化的发展在一定程度上受到水资源系统的约束.目前,洞庭湖区将面临提高城镇化水平和质量的双重任务,必须改变传统的外延型扩张模式,提高水资源保障能力.     

基于形态结构特征的洞庭湖湖泊健康评价

湖泊形态结构特征与湖泊健康水平密切相关,是评价湖泊生态系统、服务功能是否健康的基础。以历史文献、图件及1986—2010年水沙实测数据等资料为依据,选取洲滩出露频率、水动力条件和几何形态等3类共8个湖泊形态结构特征指标,采用突变级数法对典型年洞庭湖湖泊健康状况进行评价。结果表明:(1)东洞庭湖湖泊健康状况相对较好(隶属度平均值为0.7486),但波动较大(0.6775—0.7965);南洞庭湖次之(0.7311);西洞庭湖最差(0.7269),其健康相对隶属度波动最小(0.7026—0.7487);(2)近20a来,洞庭湖湖泊健康状况呈现"先恶化、后改善"的趋势。1998年其健康隶属度最低(0.6912),2004年值最高(0.7711),其余典型年的值介于二者之间。这充分说明"4350"工程实施、三峡水库蓄水运行等有效地改善了洞庭湖湖泊形态结构,使其朝健康方向发展。     

三峡水库运行对长江荆南三口水文和生态的影响

基于1990—2014年荆南三口五站实测原型日流量水文序列,采用Mann-Kendall法、累积距平法检验分析其水文特征与变化趋势,并应用生态水文变化指标体系和变化范围法评估分析了三峡水库运行对荆南三口河流33项生态水文指标变化的影响.结果表明:1990—2014年,三口年平均流量呈现显著减少趋势(P<0.05),减小率为19%,拐点年份出现在2003年,2003年前荆南三口年平均流量为1981.1 m³·s^-1,2003年以后的年平均流量为1603.25m³·s^-1,前后相差377.85 m³·s^-1.1—4月的平均流量明显增加,偏离度分别为1.58、1.86、0.83、0.62 ;5月下旬至6月上旬明显增加;7、8月有较小程度的减少,偏离度分别为-0.12、-0.10;蓄水期(10月)显著减少,偏离度达-0.40.年极小值流量均有较高程度的改变,年极大值流量中仅1、3 d年均极大值流量有中等程度改变,其他年极大值流量改变程度低.低流量过程改变程度高,而高流量过程改变程度低.