南水北调中线工程与汉江中下游地区可持续发展

汉江是长江最大的支流,汉江中下游地区是湖北省经济基础最强的地区。同时汉江流域也存在着洪涝灾害威胁大、水资源开发利用水平不高、环境建设和生态保护力度不够、传统的工农业生产方式和产业结构加重环境的恶化、管理体制不顺等问题。南水北调中线工程以及配套工程的实施,对汉江流域的经济发展将起推动作用,同时从汉江的丹江口水库调水,将改变汉江中下游的水资源分配,社会经济发展与生态环境的协调将会出现新的矛盾。要解决好流域经济发展问题,必须把握好建设南水北调中线工程的机遇,更新观念,加强前期研究和规划,注重生态环境的保护和示范工程的建设,建立相应的政策法规和流域管理体制,全面保证汉江中下游地区的可持续发展。     

中线调水工程实施后汉江下游水运条件与沿江地区发展——以荆门市为例

南水北调中线一期调水方案,拟定在汉江中下游建设系列补偿工程,即兴隆枢纽、引江济汉、局部航道整治和部分闸站改建4大工程,以减少因调水可能给汉江中下游造成的不利影响。补偿工程实施后,不仅会改变汉江下游水文条件和湖北中部河网格局,而且使汉江下游水运条件也发生新的变化：一方面可一定程度地提升河道的通航能力,另一方面开辟了新航道,改变下游水运格局。汉江中下游水运条件的变化,给沿江地区经济发展必将带来新的影响。荆门是汉江中下游交接处临江最大的省辖市,针对目前面临的发展水运的机遇及汉江水运存在的问题,应采取有力措施,振兴汉江水运,构建地方经济发展的新支点     

汉江流域气象水文变化趋势及驱动力分析

汉江流域作为南水北调中线工程的水源地,流域水文情势因调水工程和一系列补偿工程发生了重大且长期的调整,分析汉江流域气象水文变化趋势及驱动力对汉江流域水资源的可持续利用和制定合理的水资源管理政策有着重要意义。综合应用Mann-kendall法、累积距平法、降雨-径流双累积曲线法分析了汉江流域近50 a的气象水文资料。结果显示：年降雨量在汉江上游和下游流域呈增加趋势,中游呈减少趋势。年均气温和年蒸发量在全流域呈上升趋势。1965 ~2016年期间汉江上游流域的水资源基本能满足人类活动的用水需求,但汉江中下游流域水资源不足,且人类活动的用水需求在1977年以后一直呈增加趋势。确定汉江流域水文突变年为1990年和2008年,据此划分汉江流域的水文期为基准期,变异Ⅰ期和变异Ⅱ期。采用累积量斜率变化率得出气候波动和人类活动对汉江上游和全流域水文变化的贡献率在变异I期分别为26.1%和73.9%,33.8%和66.2%,在变异Ⅱ期分别为19.3%和80.7%,43.7%和56.3%。人类活动是汉江流域径流变化的主要驱动力,汉江上游的径流受人类活动的影响大于汉江全流域。在变异Ⅱ期,人类活动对汉江上游流域径流影响增加了6.8%,但对全流域径流的影响减少了9.9%。     

基于灰关联熵的汉江中下游地区水资源分配模型和方法研究

南水北调中线工程从丹江口水库调走部分水量，汉江中下游河道水量减少，水位降低，势必会改变汉江中下游干流供水区的水资源供需关系和生态环境条件，加剧该地区日趋严重的水资源供需矛盾，对该地区社会经济发展产生重要影响。在分析汉江中下游地区河道内生态用水、河道外社会用水的基础上，根据灰色系统理论，把灰关联度和灰关联熵结合起来，建立了基于灰关联熵的水资源分配模型，最终得到了该地区水资源利用的满意方案，对维持汉江中下游地区河道生态良性循环，保障社会经济的可持续发展提供了重要依据。     

南水北调中线工程与汉江中下游地区相互影响分析

随着社会、经济和人口的发展,需水量不断增加,中国北方地区水资源紧缺严重地限制社会和经济的发展。南水北调中线工程从丹江口水库调走部分水量,在解决我国北方地区缺水问题的同时,也在一定程度上改变了汉江中下游地区水资源供需关系。从水资源可持续利用的角度,系统地分析了南水北调中线工程和汉江中下游地区水资源利用相互关系。在此基础上,提出了南水北调中线和汉江中下游干流供水区水资源可持续利用的对策建议。     

气候变化对江汉平原调水格局的影响

江汉平原水利工程密布,大型调水工程对流域用水格局产生很大影响。气候变化同时会影响调水工程调入调出区供需水情况,从而影响流域的水资源的分配。梳理了江汉平原主要调水工程,重点围绕南水北调中线工程与引江济汉工程的规划设计指标及实际运营状况,分析江汉平原潜在的用水矛盾。此外,在未来气候变化情景下,随着干旱时长和频次增加,会导致各调水工程抽水引水成本提高,从而加剧江汉平原用水矛盾。结果表明:(1)从工程设计和运行来看,南水北调中线工程达到调水设计后,引江济汉工程在保证汉江下游用水需求上受限可能性很大;(2)引江济汉工程自运行以来,虽未有较长时间的泵站抽水引水,但就2018年的泵站抽水引水成本来看已经达到运行总经费的30%。如果引江济汉工程引水口长江水位下降,自流引水受限,使用泵站抽水引水时长及频率将会增加,会导致引水费用进一步增加;(3)"南水北调中线"、"引汉济渭"、"鄂北水资源配置"工程,再叠加汉江中下游生产生活用水,如遇枯水年份,汉江水资源配置会产生很大的矛盾,对汉江流域及汉江生态经济带发展将产生影响。     

汉江中下游干流水质变化趋势及持续性分析

汉江是长江中游最大的支流,近年来水质污染日趋严重,且范围有逐渐扩大趋势。随着流域内经济社会发展用水量增长以及2014年南水北调中线一期工程建成引水,汉江中下游流域水资源、水生态环境压力日益显现,流域管理面临较大挑战。利用汉江中下游干流襄阳、仙桃和汉口3个主要的水质监测控制断面1998~2011年实测水质资料中5个水质项目,采用季节性肯达尔检验法对其项目进行了变化趋势检验与分析,并用叠加型指数法验证趋势分析的合理性;结合Hurst指数分析了趋势变化的持续性,结果表明季节性肯达尔检验法方法合理,持续性分析结果可预测未来水质变化,并为水环境保护和管理提供技术参考。     

基于SWAT模型的汉江流域水资源对气候变化的响应

汉江流域未来的气候变化趋势和对水资源的影响,将直接关系到南水北调工程和引江济汉工程的使用和效益。因此,分析研究汉江流域水资源对气候变化的响应特点,可为地面调水、空中水资源开发、应对气候变化的不利影响和更好地保护南水北调中线水源区的水资源提供科学依据。以1971～2000年为基准期,应用SWAT模型对汉江流域基准期内的逐月径流进行了模拟;在30 a基准期径流模拟的基础上,以全球变化背景下可能出现的25种不同气候变化模式为假设条件,模拟出各假设气候变化模式下汉江流域水资源状况,获得了各气候变化模式下汉江流域水资源相对于基准期的变化率,研究了汉江流域水资源对气候变化的响应程度。结果表明：模型模拟精度高于评价标准（〖WTBX〗Ens>05,r2>06〖WTBZ〗）,SWAT模型适用于汉江流域的径流模拟;不同气候变化情景下,汉江流域径流变化较实际蒸散发的变化明显;降水对地表径流、基流的影响要大于气温;气温对实际蒸散发的影响大于降水;降水增加或气温降低都会导致径流增加,而降水增加或气温增加都会导致实际蒸散发的增加.     

南水北调中线工程对汉江中下游工业发展的影响

南水北调中线工程计划从丹江口水库向我国北方每年调水１４５亿ｍ＾３,汉江丹江口以下地区的水资源量将随之相应减少。汉江中下游地区是湖北省盐化工、机械、石油、食品、化肥、电力的重要生产地区,是湖北省的汽车工业走廊,其经济在湖北省占有举足轻重的地位。由于经济的迅速发展,下世纪工农业生产和人民生活对水资源的需求将从现在的１４０亿ｍ＾３增加到２５０亿ｍ＾３以上,需水量将达到水资源量的５８％,潜伏着严重的水资源     

汉江中下游流域土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析

土壤侵蚀高风险期和优先控制区分别指土壤侵蚀发生的主要时段和区域。基于月尺度土壤侵蚀高风险期及优先控制区识别,对水土资源保护具有实践意义。基于USLE模型,定量分析汉江中下游流域不同月份土壤侵蚀时空分布特征,采用土壤侵蚀高风险期及优先控制区协同分析方法,先基于侵蚀量-时间曲线定量识别流域土壤侵蚀的高风险期,再基于侵蚀量-面积曲线识别高风险期内的优先控制区。结果表明,汉江中下游流域2010年土壤侵蚀具有集中分布特点,严重侵蚀区域主要集中在流域西北和东南地区,占流域面积的11.70%;轻度及以下侵蚀区域主要集中在流域东部和南部坡度较低的区域,占流域面积的88.30%。流域土壤侵蚀的高风险期为4月和7月,侵蚀量占全年的69.12%,其中,7月土壤侵蚀量最高,占全年的41.83%,4月土壤侵蚀量占全年的27.29%。汉江中下游流域高风险期内优先控制区占流域面积的12.22%,其侵蚀量达82.01%,优先控制区主要分布在流域北部、西部及东南部分县市。通过优先控制高风险期内的优先控制区域可以大大提高土壤侵蚀的控制效率。     

南水北调中线工程对湖北省土地利用影响分析

南水北调中线工程是解决中国北方缺水问题的一项战略性措施,将对湖北省土地资源开发利用产生深远影响。该工程所淹没土地利用强度大,利用效率高,故淹没损失大;移民开发、工矿及公共基础设施搬迁用地大,移民开发将受到资金和生态环境的制约;补偿工程所占用耕地将对湖北省耕地占补平衡造成很大的压力,严重影响汉江中下游生态环境及土地利用效益。工程开工对湖北省土地开发利用是弊大于利。建议移民安置以外迁安置为主,后靠安置为辅,结合库区农业产业化的发展,实行开发性移民政策,移民搬迁用房和各项专业设施复建尽量少占耕地;库区土地开发应以提高现有耕地质量为主,以开垦荒山荒坡为辅,考虑从中线工程收益中拿出资金用于改善库区生态环境,并补偿汉江中下游因调水而遭受的农业、航运及环境质量的损失。为了尽量保护农业用地的生产能力,引江济汉工程沿线的农田水利系统恢复功能应同步设计,同步施工。     

三峡二期工程与湖北的机遇和挑战

１９９７年１１月１８日,三峡工程大江截流成功,标志着第一期工程结束、进入第二期工程实施阶段。长江三峡水利枢纽具有防洪、发电、航运和供水等巨大综合效益,是跨世纪特大型水利工程。它的建设,不仅对我国能源秘至整个经济布局产生极大的影响,而且对湖北长江经济带的形成与发展具有决定性的意义。     

长江中游城市群人口分布与城镇化格局及其演化特征

城市群日益成为我国人口集聚和城镇化发展的重要载体,2015年4月《长江中游城市群发展规划》的提出标志着长江中游城市群建设正式上升为国家发展战略。基于2014年长江中游城市群人口和城镇化格局现状分析,采用湘鄂赣3省第四、五、六次人口普查数据,分析了1990~2010年长江中游城市群人口与城镇化格局的空间变化。研究发现:(1)1990~2010年,长江中游城市群人口分布不均衡,武汉、长沙、南昌3大省会城市一直是人口的主要集中地,人口集聚水平不断提升,但城市群整体的人口集聚水平有所下降,人口分布的空间格局呈现出由单核心结构向多核心结构的发展趋势;(2)人口"镇"化是长江中游城市群城镇化发展的主要驱动力,城镇化水平经历了由以长江为界北高南低分布向沿长江、京九和浙赣沿线地区分布的发展过程,形成了多核心结构的城镇化格局;(3)对比人口分布与城镇化格局的演变过程,反映出人口集聚度对城镇化格局的形成有着重要影响,但区域城镇化同时受到经济发展水平、工业化水平、基础设施等多种因素影响,其格局变化更加复杂、显著。     

长江中下游流域旱涝急转时空演变特征分析

基于长江中下游流域75个雨量站1960~2012年的日降水资料,通过定义长、短周期旱涝急转指数,全面地分析了长江中下游流域旱涝急转的趋势变化和时空分布特征。研究结果表明:(1)长周期旱涝急转表现为以涝转旱事件为主,且存在由旱涝急转事件向全旱或全涝事件过渡的趋势,短周期的旱涝急转发生频率较高的也是涝转旱事件;(2)长江中下游北岸多发生旱转涝事件,南岸则多发生涝转旱事件;(3)1998年和2011年6~7月短周期高强度旱转涝事件发生在长江北岸,涝转旱事件发生在南岸地区;5~6月与7~8月旱涝急转事件强度分布则呈相反状态;(4)总体来说,长、短周期涝转旱频次呈现不断减小的趋势,旱转涝有轻微增加的趋势。7~8月则较为特殊,湘江流域涝转旱有增加的趋势,洞庭湖地区涝转旱显著增加,此研究结果可以为长江中下游流域防洪抗旱工作提供一定的依据。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

湖北水资源现状与可持续利用战略对策

湖北省有十分丰富的过境客水资源,但自产水资源却十分有限,在水资源开发利用中存在许多亟待解决的问题。如地表水污染日趋严重,地下水也存在不容的污染;农业用水占大头,其节水潜力巨大;目前主要是利用地表水,地下水的利用很少;洪涝时时灾害仍然十分严重,并有愈演愈烈的趋势;从长远看,湖北省的水资源问题将主要是污染型短缺的问题;南水北调中线工程将对汉江中下游供水和水质造成不容忽视的影响;在计划体制下形成的水资源