基于双指标的安康水库防洪预报调度规则研究

随着水文预报水平的提高，考虑预报信息的防洪预报调度方式日益受到重视。对安康水库实施防洪预报调度的可行性进行了分析，采用“逐级调节法”反复试算修正，确定了以“预报累积净雨量”为主判断指标、“库水位”为辅助指标的安康水库双指标防洪预报调度规则，并对设计洪水及实际洪水进行了调节，调节结果与常规调度比较，水库水位提前降低至汛限水位以下，增加了防洪库容，减小了洪峰段下泄流量，降低了水库最高水位，提高了防洪能力。同时选择不同起调水位，对设计洪水及实际洪水进行调节, 确定合适起调水位，并分析了预报调度和常规调度的风险。结果显示：起调水位抬升，防洪预报调度的风险有所增加，但仍小于常规调度风险，为更好的实现洪水资源的有效利用，建议预报调度起调水位定为3260 m     

洞庭湖最小生态需水量研究

从湿地水文的角度对典型通江湖泊--洞庭湖3个时期的最小生态需水量进行了研究。结果表明：（1）1974和1988年的最小生态水位均为24 m，而1998年为246 m；（2）1974、1988和1998年的最小生态蓄水量分别为2106×108、1804×108和1880×108 m3；（3）1974～1987、1988～1997和1998～2007年的最小出湖生态需水量的平均值分别为3 396、3 379和4 717 m3/s，最小入湖生态需水量的平均值分别为2 657、2 704和3 745 m3/s。可见，随着洞庭湖的演变，1974年最小生态水位比1998年大幅减少，最小生态蓄水量明显增加，出、入湖最小生态需水量不均衡增加。最后，对洞庭湖最小生态需水量的变化原因进行了分析，并提出了生态恢复对策     

三峡水库防洪调度运行对洞庭湖区防洪减灾的贡献

位于长江中游的洞庭湖区为中国洪涝灾害频发地区之一。2010年的洪水是长江1998年大水后，也是三峡水库蓄水运用以来所遇到的首次较大洪水，在5次洪水过程中，三峡水库实施了5次防洪调度，较大程度地减轻了长江中下游地区的洪水压力。长江中游荆江既是连接三峡水库和长江中下游河道的纽带，又是沟通洞庭湖的水流通道。基于三峡水库出库流量与荆江三口、洞庭湖城陵矶的水文对应关系，以实测水情、灾情资料为依据，运用对比分析方法，揭示2010年汛期三峡水库防洪调度对减轻洞庭湖区的洪水压力及减少洪涝灾害损失的贡献率。结果表明：6~8月份三口入湖洪量减少约24261×108 m3，湖口城陵矶洪水位降低082 m；湖区减少洪涝灾害直接经济损失约19983×108元，间接经济损失约0638×108元     

江汉湖区的开发及其环境效应

江汉湖区位于长江中游的湖北省东南部，是中国湖泊密集度最大的淡水湖群区，也是重要的农业生产基地。本文从历史的角度分析了江汉平原湖区的开发及其环境２。江汉湖区全面开发始于南宋，至明清进入第一高潮，从那时起，人类驿湖区环境的影响越来越大，近年来尤为突出，主要表现为：（）砍伐森林，致使水土流失加重，河湖中的泥沙含量增加；（２）围湖垦殖，导致湖泊萎缩，降低了其对洪水的调蓄能力，生态环境不断恶化：（３）修筑提     

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1 300 km2，容积共减少81×108 m3，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1.80 m。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0.72 m和0.68 m。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0.63 m和0.68 m。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。     

三峡工程对武湖地区生态环境影响及其对策

以实地考察和水文资料分析结果为依据，阐述了三峡工程对武湖地区防洪，春旱时灌溉和航运带来的有利影响，及枯季１～５月排水所产生的不利影响。建议加强湖区水利建设，提高电排能力；将地面高程１８Ｍ以下耕地退田还湖，以提高湖泊调蓄功能。     

三峡工程与长江中游湿地(文摘)

长江从宜昌至湖口为中游，全长900 km，其间有四湖地区、洞庭湖区和鄱阳湖区，为湿地集中地带。 
（1） 四湖地区〓位于荆江北岸，属江汉平原，是长江出三峡后第一个大平原湖区，包括长湖、三湖、白露湖和洪湖，总面积原有11000 km2，现有1793 km2，耕地面积约454万hm2，人口450万。荆江河水通过新滩口排水闸汇入长江，汛期关闸，靠电力抽排渍涝，枯季开闸自流排水。长江对地下水侧向补给是地下水主要来源。
四湖地区是湖北的“水袋子”，历史上长江、汉江洪水多次在此决堤泛滥。四湖下游江湖相通，每到汛期，长江、汉江洪水倒灌，形成洪泛区。湖区围垦耕地约7万hm2，地势低洼，多为湖积淤泥，排水不畅，存在潜育型、沼泽型渍害。
（2） 洞庭湖区〓位于荆江南岸，总面积原有18730 km2，1950年时有4350 km2，由于不断围湖垦殖，现仅有2691 km2，耕地面积533万hm2，高程在43~26 m。湖区水网密布，土地肥沃，历来为鱼米之乡。洞庭湖为过水性湖泊，接纳湘、资、沅、澧四水和长江松滋、太平、藕池三口来水，由城陵矶注入长江。近百年来，由于长江泥沙沉积湖内，加之围湖垦殖，湖泊容积显著减少，洪涝灾害日趋严重。
（3） 鄱阳湖区〓位于长江南岸，鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊，总面积3900 km2，耕地面积约37万hm2，高程在16 m以上。接纳赣、抚、信、饶、修五河来水，经湖口注入长江。湖区16 m以下大多为湖草滩地，已垦耕地一般在湖水退落后种植，汛期湖水涨落频繁，汛后淤积，土质粘性较重，有机物含量高，地势低洼，排水不畅，耕地土壤脱潜过程缓慢。
人类历史活动，从原始游牧狩猎部落演进为农业定居聚落。江汉平原的湿地主体是“云梦泽”，洞庭湖平原的湿地主体是“江南之梦”，春秋战国时期均为楚国皇家猎区。两个湿地生物多样性丰富，生活着大象、犀牛、麋鹿、扬子鳄等。随着历史变迁，水陆交错型湿地逐渐转化为农业用地和聚落用地，最终成为人工湿地和水体湿地。13世纪后，人类开始围湖造田，与水争地。汉朝时代的大象、犀牛灭绝，宋代后成为老虎栖息地，湿地生态结构转为以湖泊湿地为主，成为水禽栖息地和越冬地，生活着天鹅、野鹤、鸳鸯、家雁等，17～18世纪时老虎绝迹，水禽亦成为濒危物种。由于围湖垦殖，人水争地，自然湿地中70%转化为耕地，多样性损失严重，洪涝灾害不断。1998年长江大洪灾后，中央提出 “封山育林、退耕还林、退田还湖、平垸行洪、以工代赈、移民建镇、加固干堤、疏浚河道” 32字方针，其关键是退耕还林、退田还湖，旨在恢复生态。 
　　根据历史记载，堤垸始于春秋，南宋时形成围垦高潮，围湖造田普遍。20世纪50年代以来，人口剧增，“以粮为纲” 驱动围垦新高潮，堤垸经济蓬勃发展，带来生态失衡，人水矛盾。必须协调耕地保护与湿地保护矛盾，推行科学耕种和农、牧、渔协调发展，确保湿地总量动态平衡。长江中游江汉平原及两湖地区，河网交错，湖泊密布，应多建国家级自然保护区，争列《国际重要湿地名录》，逐步扩大湿地保护范围，滋润地球之“肾”；发展生态旅游，保护生态环境，重建湿地生物、景观和文化多样性，促进湿地可持续发展。
三峡建库后，长江枯季1～5月份下泄流量有所增加，水位将略有抬高，但仍在建库前天然水位变幅范围内；10月份水库蓄水，下泄流量减少，但三峡水库将实施人工实时调度，确保中下游生产、生活及航运用水需求。四湖地区潜育型、沼泽型渍害农田主要在总干渠两侧的湖盆地带，远离长江，地下水位不受长江水位变化影响，排水状况也不会改变，三峡建库后不会加剧这些地区农田潜育化、沼泽化。10月后水库蓄水，长江水位降低，有利于四湖地区汛后排涝排渍，提前降低湖、田水位和农田地下水位。 三峡建库后，洞庭湖泥沙淤积将会减少，可延长湖泊寿命。长江枯季下泄流量有所增加，城陵矶水位略有升高，但湖区水位仍低于圩区地面3～4 m，不会影响湖区农田自排。每年10月水库蓄水，下泄流量减少，城陵矶附近江水位比建库前降低2 m，湖区水位可尽快退落，对洞庭湖汛后排涝排渍有利。三峡建坝后如遇长江干流发生特大洪水，经三峡水库调蓄后，可减少鄱阳湖及中下游平原湖区分洪的负担和损失。遇鄱阳湖水系发生大洪水时，还可减少下泄流量，降低湖口水位，有利鄱阳湖水排入长江。每年10月三峡水库蓄水，鄱阳湖可提前退水，有利于湖区农田排涝排渍。1～4月下泄流量比建库前略有增加，湖口水位抬升不超过0.6 m，湖区农田地面仍高出长江水位3 m以上，既不会影响枯季排水，也不会加重湖区土壤的地下渍害。
由于三峡建库后，水位随洪、枯季节调蓄变化，结合中下游平原湖区排灌抽提，湖水交换相对频繁，促使水生生物生长茂盛，为水体稀释自净，消纳降解污染提供有利条件。三峡工程建成后，防洪、发电、航运等综合效益和有利影响将得到充分发挥，并采取有效措施，使不利影响得到减免。随着时间的推移，水利、水电、航运、农业、水产、湿地及自然资源的逐步开发，环境保护和湿地保护必将统筹安排、综合利用、协调发展。三峡工程将有力地保护湿地、保护环境。     

湖北省主要大中型水库富营养状况及特征分析

水库在城市供水、工业用水、水产养殖、农业灌溉、水利防汛以及景观旅游等方面发挥着重要的作用，但随着社会经济的发展，部分水库的富营养化状况日益严重，成为影响社会经济发展的重大环境问题。通过在2010年的3、6、7、10月对湖北省30座主要大中型水库进行布点采样，对水体的水质状况分别进行了调查、监测，采用《地表水环境质量标准》湖库标准进行水质类别分析，采用湖库营养状态指数法对湖泊富营养化评价, 并运用因子聚类分析方法对这些水库进行了类型划分。结果表明：30座大、中型水库有14座水库水质类别为Ⅱ类~Ⅲ类, 占467%; 有8座水库水质类别为IV类，占267%；有8座水库水质类别为Ⅴ类或劣Ⅴ类，占267%；除白云湖水库为轻富营养化外，其余29座水库均属中营养状态；氨氮、磷作为营养物质是这些水库富营养化的主要影响因素，溶解氧对水体富营养化有重要影响，总氮、水温和有机物污染对水体富营养化产生较大影响；30座水库聚类分为城市工业废水污染源型、生活污水污染源型、农业非点源污染源型和养殖轻污染型4种水库类型。针对水库的污染类型，分别提出了减缓防治措施     

安康水库分级超蓄的洪水资源化方法及其风险

汛限水位动态控制是水库洪水资源化的一种重要策略，其核心是在合理权衡风险和效益这一对矛盾的基础上确定可行的水库超汛限水位调度方案。为实现相对较大效益的同时降低水库防洪风险，考虑利用流域降雨预报信息，采用预泄能力约束法，以不同的降雨预报量级为依据，提出分级超蓄的洪水资源化方法，并结合安康水库实例，求得其基于 24 h 小雨和无雨预报的分级超蓄上限分别为326 m和 328 m。通过风险分析得知：在不考虑降雨预报信息的情况下，水库超蓄上限不宜超过 327.5 m；而依据 24 h 降雨预报信息的水库超蓄风险小到可以忽略。最后，应用该超蓄方案对实际洪水进行调度，实现了在减少弃水量069亿m3的同时，增加发电收入约361万元人民币.     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟，以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础，引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上，Ens在024~090，模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上，模拟年总量误差为81%。模拟结果显示，流域多年平均径流量为10415×108m3，营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L；湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L；武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a，TP为3 075 t/a，2000年开始，流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异，陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道，贡献率分别达到27%、24%和20%，应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

生态服务价值视角下湖北省长江流域防洪能力研究

以我国洪涝灾害最为严重的地区之一——湖北省长江流域为研究对象,从生态服务价值的视角,利用流域1996年和2009年两期土地利用数据,测算与流域防洪功能相关的水土保持和滞洪蓄洪生态服务价值的变化情况,并结合土地利用/覆盖变化(LUCC),分区域对其变化的原因及所带来的影响进行分析。研究结果表明:(1)流域的整体防洪调蓄能力在1996~2009年有所增强,滞洪蓄洪和水土保持两项生态服务价值都有所增加;(2)局部地区存在较大问题,主要是:防洪重点地区江汉平原荆江段和鄂东沿江平原地区的滞洪蓄洪能力显著降低,其主要原因是湿地被大量侵占;水土保持重点区域鄂东沿江平原的北岸黄冈地区的水土保持生态服务价值则由于林地的减少而显著降低;(3)应借鉴生态服务功能保持较好地区的经验,坚持执行退耕还林和退田还湖政策,并建立湿地及森林自然保护区,以行政和法律的手段保护地区生态环境,提高流域防洪能力。     

三峡工程拉动湖北经济发展分析

三峡工程建设的巨额投资及由此产生的巨大市场需求,犹如核极的巨大能量,成圈层状由三峡地区扩展至宜昌、恩施等鄂西地区,辐射到武汉、荆州、荆门、襄樊、黄石、鄂州等鄂中、鄂北、鄂东地区,拉动了湖北省国内生产总值的增长,湖北省内四大市场的发育和壮大,大型骨干企业的技术进步与技术改造,以及高新技术产业的崛起。2002年,包括秭归、兴山、巴东、夷陵四县区的湖北三峡地区国内生产总值达到140.44亿元,按可比价格计算(下同),比1992年增长7.36倍,年均增长19.1%;全社会固定资产投资达到37.31亿元,增长10.42倍,年均增长26.4%;工农业总产值达到137.41亿元,增长4.67倍,年均增长16.7%;工业总产值达到102.93亿元,增长6.31倍,年均增长20.2%;农业总产值达到34.48亿元,增长1.45倍,年均增长3.8%;财政收入6.47亿元,增长3.61倍,年均增长13.7%;农民人均纯收入1 965元,增长3.64倍,年均增长13.8%。三峡工程坝区、库区所在地的宜昌市、恩施州,在枢纽工程建设和移民工程投资拉动下,经济发展迅速。2002年,宜昌市、恩施州国内生产总值分别比1992年增长5.87倍、4.14倍;全社会固定资产投资增长8.89倍、8.14倍;工农业总产值增长4.78倍、4.6倍;财政收入增长2.26倍、1.52倍;农民人均纯收入3.51倍、3.05倍。湖北企业积极参加三峡工程竞标与建设,对湖北省国内生产总值的增长产生了重要的积极影响。经统计测算, 湖北省企业承接三峡工程项目年均合同金额为35.85亿元,最高年份的1997年达到86.57亿元,最低年份的1993年为21.4亿元;对湖北国内生产总值绝对增加值增长的影响最高年份达18.07%,最低年份为6.22%,10年平均值为8.59%。     

湖北省畜禽养殖污染现状及总量控制

通过畜禽产排污系数以及2011年湖北省的统计数据,估算出湖北省2011年畜禽养殖业畜禽粪便总量及COD、氮、磷的产生量,分析了污染物对环境污染的情况,并对湖北省畜禽养殖的环境容量和污染风险进行了初步评估。结果表明,2011年湖北省畜禽的粪便总量为8 479.8万t,主要分布在襄阳市、黄冈市、孝感市。全省粪便耕地负荷为16.2 t/hm~2/a,警报值为0.54,分级级数为II,对环境构成污染的威胁为"稍有"。全省氮、磷的耕地负荷分别为157.9 kg/hm~2/a、24.5 kg/hm~2/a,其中,鄂州市、黄冈市均超过欧盟限量标准(氮170 kg/hm~2/a、磷35 kg/hm~2/a)。2011年湖北省的实际养殖总量分别为7 868.5万头猪当量(N)、9 725.3万头猪当量(P),都超过畜禽50%环境容量(为4 599.4万头猪当量(N),7 161.1万头猪当量(P)。除了荆州市外,其他大部分地区的实际养殖数量都超过50%环境容量,这些地区应该严格控制畜禽的养殖数量并同时做好污染物消减措施。     

湖北省土地利用变化格局的区域分异研究

采用遥感、GIS一体化技术,利用1989~1990年和1999~2000年获取的LANDSAT卫星影像,对湖北省土地利用变化的区域分异特点进行分析。结果表明,自然地理环境因素对土地利用格局起主要控制性作用;城市化与工业化、社会经济的发展及国家有关土地利用政策对土地利用变化格局的形成起进一步调控作用。分区而言,鄂西、鄂东北、鄂东南等山区是耕地、林地与草地相互转换区;武汉、鄂州、黄石等沿江城郊区和从宜昌到沙市区沿江带是城镇扩张区;荆州、汉江下游和鄂北岗地丘陵是水域缩减区;江汉平原区是水域扩张区。另外,农村经济结构调整和有关耕地政策的出台是耕地、林地与草地相互转换区土地利用变化的主要驱动因素;中心城市对周围区域经济的带动作用和沿江区域特殊的交通优势是城镇扩张区的主要驱动因素;经济利益的驱动是水域扩张区的主要驱动因素;耕地政策是水域缩减区的主要驱动因素。     

湖北省钉螺分布现状的地理特征分析

湖北省是我国血吸虫病疫情最严重的区域之一，是我国血防工作的重点区域。近些年来，虽然湖北省的血防工作取得了显著成就，但疫情仍时有发生，实现血吸虫病传播阻断的目标还有大量工作要做。由于钉螺是血吸虫病传播的唯一中间环节，灭螺、控螺就成为血防工作最重要、最有效的途径之一。鉴于此，对湖北省近期钉螺的地理分布进行了详细的制图与空间分析，对于确定灭螺、控螺的重点区域具有明显的指示意义。首先收集整理了湖北省血吸虫年报及各县市的查灭螺资料，并利用软件ArcGIS软件将钉螺螺情数据导入数据库，建立湖北省钉螺地理信息基础数据库，绘制了钉螺空间分布图，然后对钉螺分布的空间特征进行了分析。主要结论如下：省内钉螺及钉螺易感地带沿长江中游、汉江两岸以及与两江相通的湖泊洪泛区分布，并呈明显的粗带状；各流行区类型（湖沼垸外亚型、湖沼垸内亚型和山丘型类型）钉螺地理空间分布具有明显的区域差异；江湖洲滩为钉螺主要孳生环境，总体沿两江呈不连续窄带状分布，沟港环境钉螺分布范围广而离散     

规划管制下土地发展权受限的多情景测度:数量与价值

在统筹推进国土空间规划及用途管制的背景下,揭示土地发展权受限的数量及其价值,对于完善中国空间治理体系、解决不平衡不充分发展尤其是区域差异问题具有重要的理论和现实意义。文章以湖北省为"生态资源优势区"代表性省份,首先运用柯布-道格拉斯(C-D)生产函数模型测算各生产要素在农业与非农业部门中对经济增长的弹性以及土地资源在两部门的边际收益,揭示土地发展权受限的客观现实和成因;然后基于缩小湖北省与"经济发展优势区"经济发展差距的不同情景,测度2009—2018年湖北因处于生态资源优势区而使土地发展权受限的数量与价值。结果显示:(1)土地要素投入对湖北省经济增长具有重要影响。2009—2018年,湖北省非农部门经济增长仍依赖土地要素投入,且土地要素对经济增长的贡献难以被其他生产要素替代。(2)高额的机会成本是土地资源由农业部门向非农部门转移的重要潜在驱动力。2009—2018年,湖北省非农部门的土地边际收益是农业部门的17.03~44.14倍,且呈逐年递增趋势,规划管制的存在导致了土地发展权受限。(3)规划管制背景下,对受限的土地发展权进行补偿具有必要性和可行性。在经济发展水平差距缩小10%~100%的不同情景下,2009—2018年湖北省土地发展权受限数量处于0.53×104~5.35×104hm2之间,对应的价值量占同时期"经济发展优势区"总GDP的比重较低,为0.02%~0.19%。基于此,应开展土地发展权受限补偿的制度建设,从土地发展权产权确认和利益分配机制改革两方面量化和落实土地发展权,并以对土地发展权的底线补偿情景为起点逐步提高土地发展权补偿水平,直至实现完全补偿。     

江汉平原湖域拆围监测及其生态环境效益估算研究 ——以洪湖为例

围网及网箱养殖是江汉平原湖泊水体环境污染的重要原因。湖北省湖库拆围大行动实施之后，湖泊围网拆除的成效及其生态环境效益值得关注和探讨。故以湖北省第一大湖洪湖为为例，首先基于改进的归一化差异水体指数（MNDWIn）、纹理分析等方法实现对湖泊拆围效果的快速监测；在提取拆围信息的基础上，根据洪湖水产养殖类型分担率及产排污系数法，对拆围的环境效益进行估算。结果表明：（1）洪湖拆围行动使湖内围网全部被拆除，共拆除湖内围网养殖区面积117.81 km2，自然水面面积增加110.49 km2；洪湖沿岸景观得到了明显改观，其中西部和北部地区拆围效果最为显著，而洪湖南部和北部的湖泊沿岸还存在部分待清理的非水体异质物。（2）洪湖拆围行动使排放到湖泊水体中的污染物减少1 265 284.38 kg，其中植物营养物总氮和总磷的浓度分别减少0.848、0.185 mg/L，这两项指标将由拆围前的Ⅲ类水质提升为Ⅱ类水质，湖泊水体富营养化问题得到较大改善；研究可为区域湖泊管理及流域生态环境保护提供快速监测技术支持和应用参考。