气候变化对长江干流区径流量的影响

长江干流区在我国经济发展中有举足轻重的地位,是我国东西经济联系的纽带和桥梁。气候变化是当今气象界讨论的重要课题,其对全球日益紧张的水资源影响已引起各国政府、学者的关注。以重庆、万县、汉口、宜昌、贵池五站为代表,通过长江干流区近８０年观测资料和每站对应的气温、降水资料,分析了气候变化对长江干流区径流量的影响。以分组频率法找出了各站的枯水年、平水年、丰水年。丰枯水年降水量距平百分率分别为２２．６％～３０．８％及－２２．１％～－２９．４％,径流量为６．４～９．６％及－２．７～－７．０％。     

2006年长江特枯径流特征及其原因初探

2006年长江流域出现了百年罕见的特大枯水,对长江流域用水和生态环境都产生了深远影响。使用2006年长江干支流主要水文站水情资料和长江流域气象资料,并同时考虑了三峡蓄水的影响,分析了2006年长江径流过程特征及其原因。研究发现,2006年长江径流量减少主要是汛期径流量显著减少所致,表现出“汛期特枯”的特点。径流量和水位最大降幅都出现在8~9月份,各站径流量最大减幅都超过50％,水位汛期也有显著下降。洞庭湖、汉江与历史同期相比,汛期来水也明显偏小;而鄱阳湖来水略丰,对干流枯水起到一定的缓和作用。7、8月份长江上游区（特别是屏山至宜昌区间）降水少气温高是形成长江汛期特枯的主要原因。气象变化与径流变化存在较好的对应关系。三峡蓄水使2006年10月宜昌站径流量减少了一半左右,而对10~11月大通径流减少影响率为187％。     

模糊数学在水质综合评价中的应用

水质评价是环境管理的一个重要方面。污染程度是一个模糊概念，在实际工作把离散的质量级别进行连续性处理。模糊数学在水质评价中得到广泛应用。以长江干流段2004年1月至2004年12月的水质监测资料作为依据，运用模糊综合评价方法对水质进行了分级评价。结果显示，所评价的长江干流段水质为地表水标准中的Ⅱ类水。在2004年1月至2004年12月的时间段内，长江水质综合指数在2．0至2．6之间变动，2004年2月和8月水质综合指数最多为2．6，水质随时间的变化较平缓。在所评价的长江5个断面中水质综合指数都小于3．0，其中湖南岳阳城陵矶水质综合指数最高为2．6，其主要的污染物为CODMn，江苏南京林山水质综合指数最小为2．0。     

近四十年来长江源区河流水沙量的变化

长江源区是指直门达水文站以上长江干支流的广大集水区域，是长江的重要水源涵养区。通过统计分析直门达站1957－1999年的43a间年径流量和年输沙量的变化情况，得出几个基本结论：长江源区年径流的变化主要受气候等自然因素的影响，年径流周期性变化较为明显，径流丰水年，偏丰水年出现最多的年份是20世纪60年代和80年代，枯水年和偏枯年出现最多的年份是70和90年代，总体上看40年间节径流基本稳定，但90年代比80年代有趋向偏枯的现象；年输沙量与年径流量的变化基本同步，年输沙量的变化主要取决于年径流量的变化，年输沙量也呈弱周期性变化状态，并有趋向减少的势头，近10a直门达站年径流量呈递减的趋势导致了年输沙量呈相应的变化；长江源区径流量和输沙量年内主要集中在5－10月，分别占年径流量和年输沙量的87．3％和99％；沱沱河由于径流以冰川补给为主，径流量与输沙量的变化呈现出不同的特征。     

溪洛渡水电工程拦沙对三峡水库富营养化潜在影响的初步研究

从泥沙吸附的角度，探讨金沙江溪洛渡水电站拦沙对三峡水库溶解性磷负荷的影响。2006年11月在金沙江、长江干流和支流岷江、沱江采集了淤积泥沙和水样，测定了泥沙的全磷、有效磷和磷固定量及水的溶解性磷等指标。岷江和沱江泥沙的有效磷含量远高于金沙江和长江干流，反映了四川盆地支流的磷污染较干流严重；干流泥沙的有效磷含量向下游呈增加和磷固定量向下游呈减少的趋势，反映了干流泥沙沿途不断吸附四川盆地支流汇入干流中的溶解性磷，磷固定能力有所降低。根据金沙江宜宾与长江朱沱泥沙的有效磷含量和磷固定量，金沙江来沙年吸附溶解性磷分别为382和6 885 t，分别相当于朱沱站的26%和468％。溪洛渡水库拦蓄泥沙，金沙江来沙吸附长江干流溶解性磷的量将有所减少。水库投入运行后的前50年，以有效磷含量计，金沙江来沙的磷吸附量占朱沱年溶解性磷总量的比例从26%降至10%；以磷固定量计，从468％降至174%。长江干流进入三峡水库的年溶解性磷总量有可能增加16%～294%。金沙江来沙降低三峡入库磷负荷的实际功能，可能介于有效磷含量和磷固定量的计算值之间，具体值还需开展进一步的试验研究。     

溪洛渡水电工程拦沙对三峡水库富营养化潜在影响的初步研究

从泥沙吸附的角度，探讨金沙江溪洛渡水电站拦沙对三峡水库溶解性磷负荷的影响。2006年11月在金沙江、长江干流和支流岷江、沱江采集了淤积泥沙和水样，测定了泥沙的全磷、有效磷和磷固定量及水的溶解性磷等指标。岷江和沱江泥沙的有效磷含量远高于金沙江和长江干流，反映了四川盆地支流的磷污染较干流严重；干流泥沙的有效磷含量向下游呈增加和磷固定量向下游呈减少的趋势，反映了干流泥沙沿途不断吸附四川盆地支流汇入干流中的溶解性磷，磷固定能力有所降低。根据金沙江宜宾与长江朱沱泥沙的有效磷含量和磷固定量，金沙江来沙年吸附溶解性磷分别为382和6 885 t，分别相当于朱沱站的26%和468％。溪洛渡水库拦蓄泥沙，金沙江来沙吸附长江干流溶解性磷的量将有所减少。水库投入运行后的前50年，以有效磷含量计，金沙江来沙的磷吸附量占朱沱年溶解性磷总量的比例从26%降至10%；以磷固定量计，从468％降至174%。长江干流进入三峡水库的年溶解性磷总量有可能增加16%～294%。金沙江来沙降低三峡入库磷负荷的实际功能，可能介于有效磷含量和磷固定量的计算值之间，具体值还需开展进一步的试验研究。     

基于典型相关分析的长江航运与水环境间关系的实证研究

长江的可持续发展将影响人们的生活和沿江城市的发展。研究旨在探讨长江航运发展与水环境间的关系。典型相关分析是研究两组变量之间相关关系的一种多元统计方法,运用该方法对2006～2016年的长江航运与水环境的相关数据进行分析,以长江航运景气指数和长江干流水系货运量表征长江航运发展状况,以长江废水排放量、氨氮浓度、生化需氧量、高猛酸盐指数和石油类表征长江水环境状况。结果表明,典型相关分析得出的第一典型相关系数(0.979)大于所有简单相关分析得出的相关系数,长江航运和水环境之间存在着显著的相关性。同时,通过典型相关模型可知,长江干流水系货运量对长江废水排放量和石油类有着显著的影响。最后,通过典型结构分析和冗余度分析结果可以看出,长江航运对长江水环境具有较强的解释能力。     

三峡工程对两湖的生态影响

长江干流的渔业捕捞量从1954年的43万t下降到2011年的8万t,降幅达81%,而两湖(洞庭湖和鄱阳湖)的渔业捕捞量分别在2~4万t之间波动。三峡大坝对洞庭湖三口径流量的影响有限,但使江水倒灌鄱阳湖的天数和水量进一步降低。长江来水占洞庭湖径流量的30%,而在鄱阳湖中仅有0.1%,因此,对维持长江干流的渔业资源(特别是产漂流性卵鱼类)来说,洞庭湖的重要性远超鄱阳湖。干流渔业资源的衰退主要是江湖阻隔的结果,虽然过度捕捞起到了推波助澜的作用,因此,即使在干流休渔十年,也未必能使长江的渔业资源大幅回升。如果在两湖建闸,长江渔业资源的衰退将会进一步加剧,江豚的灭绝可能难以避免,因此,维持两湖与长江的生态联系,对长江干流生物多样性的维持至关重要。     

三峡水库汞活化效应对鱼汞含量影响的预测

报道了三峡库区长江干流江段鱼体汞元素的含量范围为０．０４￣０．４２ｍｇ／ｋｇ（湿重）,高于长江水系鱼体汞含量水平。分析了三峡库区鱼体汞含量高的原因,指出三峡库区毗邻武陵山高汞背景区,主要受汞矿开发、高汞燃煤及城市废弃物排放的影响。利用水库汞活化指数模型,预测三峡水库蓄水后库区干流及４０条主要支流水域汞的活化效应将增强０．３５￣１．５倍,鱼体汞含量将是现在鱼汞含量的１．４￣２．５倍;并根据不同鱼种汞     

三峡工程运行前后荆江三口水文情势的变化

基于1980～2015年荆江三口五站逐日流量数据,采用IHA指标体系分析度量三峡工程运行前后荆江三口水文情势的变化。除新江口和弥陀寺在枯水期1～3月有小幅增长外,三口各站点月均流量值均减小,汛期下降幅度较大。最大日流量值持续下降,但2003年后变化趋势相对平缓。沙道观和管家铺站断流天数显著上升,各站流量变化率明显降低。荆江三口水文情势变化受长江干流径流量减少、径流过程改变以及干流与口门河段河道冲淤不一致的共同影响,对长江中游四大家鱼种群以及洞庭湖苔草草洲的发展产生一定负面作用。     

基于常量离子示踪技术的香溪河库湾分层异重流特性研究

2012年9月26日对三峡水库干流及香溪河库湾的水流特性及常量离子进行监测,以分析蓄水期间三峡水库香溪河支流库湾水动力特性。结果表明：香溪河库湾镁离子空间上呈下游低上游高的梯度变化,钠离子呈下游高上游低的梯度变化,河口处水中常量离子的楔形区与流速纵剖面矢量图中流向上游的楔形区的位置和厚度基本一致。监测期间香溪河库湾存在显著的分层异重流特性,在河口处,长江水体从中层倒灌进入香溪河,为中层倒灌异重流;上游水体由香溪河底部流入长江干流,为底部顺坡异重流     

基于“湖泊效应”的长江经济带城市空间分异研究

在经济新常态背景下,如何有效地制定政策,引导长江经济带依托黄金水道实现可持续发展,具有极其重要的全局性意义。本文将长江经济带地级及以上城市的发展与长江水系的地理特征相结合,考察长江水系地理特征对于长江经济带地级及以上城市发展的促进作用。首先构建长江经济带城市发展指标体系,以2003—2015长江经济带地级及以上城市面板数据为基础,采用主客观结合的方法,评价长江经济带地级及以上城市经济发展、社会状况、生态环境,进行综合实力测算。在评价结果的基础上,结合长江经济带城市地理分布特征对长江进行缓冲分析,测算长江经济带城市群的密度曲线及趋势线,并基于Bass模型,考察长江干流是否对长江经济带地级及以上城市具有"湖泊效应",长江经济带地级及以上城市发展是否具有圈层结构。主要得到以下结论:(1)长江上、中、下游发展水平呈逆向阶梯状;(2)长江干流对长江经济带地级及以上城市的城市建设、经济发展、社会状态、生态环境及综合实力各方面均存在非常明显的"湖泊效应";(3)根据"湖泊效应"的强弱,可以将长江经济带地级及以上城市划分为环江区、离江区、远江区等三层圈层结构,其发展水平递减,离江区仍有较大发展潜力。     

长江干流县域交通优势度的空间格局

借鉴《省级主体功能区规划》的技术流程和评价方法，采用公路网络密度、交通干线影响度、区位优势度为评价指标，并通过引入地形起伏度因子修正交通优势度模型。在此基础上，以长江干流经过的29重点城市为研究区域，选取其下辖的108个县市为研究单元，综合运用GIS空间分析、建模和制图技术，分析了长江干流沿岸县域交通优势度的空间格局并解析了其成因。研究结果表明：从区域视角，长江干流县域交通优势度总体呈偏正态分布，空间上东西分异明显，干流途经县市交通优势度普遍偏高，东部地区县市的交通优势程度普遍高于西部地区，沿沪宁线和沿海地区较高，西部较高地势地区相对较低；从流域视角，具有下游集中偏高，中游分散较高，上游普遍偏低的特点；从行政区划视角，上海、南京和苏锡常地区下辖的县市的交通优势程度突出，中西部地区的武汉、和重庆中心城市下辖的县市的交通优势度较高，而离中心城市较远且缺少交通干线通过的县市的交通优势度较低。加强低值区的交通基础设施建设，加强各市与周边邻近省辖市的经济联系，从而提高长江干流县域城市的交通优势度水平，为长江流域城市发展和经济建设提供基础支撑和保障作用。     

梯级水库对长江水沙过程影响初探

长江中上游干流及主要支流正在进行大规模水电开发,按目前的规划和建设步伐,在未来20~30年,这些河段将形成一系列梯级水库。根据近20年来水文观测和资料统计,初步分析了长江水沙变化情况和发生变化的原因;通过一些已建大型水库的观测资料,分析了水库对泥沙输移规律的影响方式和程度;最后,提出减小梯级水库对长江生态环境影响的对策和建议。分析表明：长江的水沙过程已经发生变化,绝大多数河段输沙量明显减少;梯级水库的建设是输沙量减少的主要因素之一;梯级水库建设不仅使输沙量和径流量减少,而且显著改变了天然河流的水沙过程,给长江中下游及河口地区生态环境带来一定影响。为了减小梯级水库对河流自然属性的影响,必须转变长江治理的思路,由江河治理向科学管理转变,利用洪水冲沙和水库群的优化调度,尽量维持河流的自然属性。     

湖北侧长江三峡河谷地形对风速的影响

选取地处长江三峡河谷(湖北侧)的香溪长江公路大桥桥位区(郭家坝站)附近沿江3个气象站、6个自动站多年的风速、风向资料进行对比分析,讨论了峡谷对河谷内不同区域风速的不同影响。结果表明:在水平方向上,烟墩堡、郭家坝、庙堡等临江3站平均风速偏大、最大风速及极大风速出现大值频次偏高,狭管效应明显,其余非临江站则受局地地形遮蔽影响平均风速偏小、最大风速及极大风速出现大值频率偏低;在垂直方向上,150 m以下风速几乎没有明显的高度变化,实测风廓线指数几乎为0;桥位处阵风性强,阵风系数为1.56。     

江湖洪水不同遭遇对城陵矶水位影响的实验研究

城陵矶位于长江干流和洞庭湖出流汇合处,因此影响城陵矶洪水位的因素除了河床淤积、洪水特性等以外,洞庭湖出流与长江干流的不同遭遇也起着非常重要的作用。采用模型实验的方法,研究了不同遭遇、不同流量、不同螺山水位下城陵矶河段水位的变化。结果表明：在城陵矶断面,当监利来水流量超过洞庭湖出流时,主流靠左岸;当监利来水流量少于洞庭湖出流时,主流靠右岸。洞庭湖出流与长江干流来水流量的不同遭遇对城陵矶断面水位的影响非常显著。当监利来水流量占螺山流量的百分比为55 %左右时,城陵矶断面水位最高,即此时长江干流来水流量和洞庭湖出流相互之间顶托消耗能量达到最大值。在中水流量下,当监利来水流量占螺山流量的百分比为55 %左右时,城陵矶断面左右岸水位差达到最小值。     

三峡库区万州段不同类型消落带土壤磷形态贮存特征

三峡水库成库以来，消落带土壤磷流失已成为水体富营养化的重要来源。通过对三峡水库消落带万州段长江干流及回水区苎溪河和密溪沟土壤磷形态分析，研究了不同水力特征和人类活动对消落带土壤理化性质及土壤磷形态分布的影响。结果表明：万州段消落带土壤pH值、有效磷(A P)含量分布特征为长江干流>苎溪河>密溪沟，阳离子交换量(CEC)分布特征为苎溪河>长江干流>密溪沟，有机质(SOM)含量分布特征为密溪沟>苎溪河>长江干流，总氮(TN)含量分布特征为苎溪河>密溪沟>长江干流，总磷（TP）分布特征为密溪沟>长江干流>苎溪河。土壤水溶态磷（H2O P）、盐酸提取态磷（HCl P）、氢氧化钠提取态磷（NaOH P）、碳酸氢钠提取态磷（NaHCO3 P）、残渣态磷（Residual P）分布特征为：Residual P(65514 mg/kg)> H2O P（5177 mg/kg)>HCl P(3999 mg/kg)> NaOH P(2588 mg/kg)> NaHCO3 P(2224 mg/kg)，以Residual P和H2O P为主，在干湿交替的条件下H2O P将继续向水体迁移。人类农业及旅游开发活动或将影响土壤理化性质进而影响保肥性能，土壤氢氧化钠提取态有机磷（NaOH Po）和碳酸氢钠提取态有机磷（NaHCO3 Po）所占比例大小顺序为长江干流>苎溪河>密溪沟。消落带土壤磷各形态中氢氧化钠提取态无机磷（NaOH Pi）、碳酸氢钠提取态无机磷（NaHCO3 Pi）、NaHCO3 Po、H2O P均与有A P存在极显著相关性，其来源具有同源性。密溪沟氮磷污染不同源，密溪沟有农村居民且开发旅游，人类生活废水是磷素的主要来源，而氮素主要来源于农业施肥的流失。     

近40年来长江流域水沙变化趋势及可能影响因素探讨

利用Mann Kendall方法,分析了近40年长江流域主要水文站点（长江干流水文站：屏山站、宜昌站、汉口站与大通站;支流水文站：嘉陵江的北碚站和汉江的皇庄站）的流量及输沙率的变化特征。结果表明：①长江流域流量与输沙量变化受人类活动（土地利用、水利设施建设等）与自然因素（如降水的时空变化）综合因素影响,变化趋势表现出复杂性,上、中、下游各有特点;②长江流域屏山站以上流域输沙率有上升趋势（1~5月份上升趋势达到95%的置信度水平）,这与上游河床坡度较大,使泥沙不易沉积以及暴雨与降水增加有关;③长江中下游输沙呈显著下降趋势。计算结果表明,宜昌-汉口河段是长江流域泥沙主要沉积区,加上葛州坝与三峡工程的建成与投入使用,从而进一步使中下游输沙量呈下降趋势。由于下游降水增加,使下游径流量自1980s以来有微弱上升趋势,但未达到95%的置信度水平,中上游流量变化不显著。对上、中、下游人为因素与自然因素对流域流量与输沙量的变化贡献率方面需要做进一步的研究。     

基于Copula函数的川江干支流洪水遭遇分析

干支流洪水遭遇加剧了江河的防洪形势,分析干支流洪水的遭遇情况,对于充分利用流域梯级水库的防洪库容,减少下游洪灾损失具有重要意义.目前的洪水遭遇分析大多采用实测资料统计,Copula函数因其灵活有效性被陆续应用到其中.为合理制定川江联合防洪调度方式,减轻川江河段防洪压力,采用川江干流朱沱站、寸滩站和嘉陵江北碚站、乌江武隆站多年实测资料,通过混合Von Mises分布和p-Ⅲ型分布拟合年最大洪水发生时间和洪水量级,引入Archimedean Copula函数分别构建干流与支流、支流与支流间的联合分布,对川江干支流洪水遭遇的可能性进行了分析.研究表明:川江干支流千年一遇洪水发生遭遇的概率较低,川江干流与嘉陵江洪水发生遭遇的概率较高且量级较大,乌江与川江干流、嘉陵江发生遭遇的概率较低且量级较小.     

人类活动对长江河口硝酸盐输入通量的影响

利用长江口枯季潮区界大通站近 4 0年来的水文化学观测资料 ,求得长江径流来源的硝酸盐通量 ,并以此作为长江河口硝酸盐的输入通量。结合历年长江流域的社会经济统计资料和降水量资料等分析 ,发现长江河口硝酸盐的输入通量与流域的人口密度、农业氮肥施用量、灌溉面积以及降水量等显著正相关。随着人口的增长 ,流域内的人类活动不断加剧 ,直接或间接地对长江河口硝酸盐的输入通量产生影响。而降水及灌溉等活动促进了土壤中氮素向河流流失的过程 ,并经长江径流向河口、海洋输送。 90年代后期 ,由人类因素造成的硝酸盐通量的增加占长江河口硝酸盐输入通量的95 %以上。降水引起的水土流失和大气氮氧化物的沉降是硝酸盐通量增加的直接原因 ,而农业活动、燃料燃烧和污水排放等人类活动是该通量变化的主要控制因素