1968～2018年洞庭湖江湖连通河道松滋口冲淤变化特征

探究江湖连通河道演变态势是评估重大人类活动事件对江湖关系变化影响的重要环节。以洞庭湖—荆江三口中松滋口河道为研究对象，通过建立其河道长期的水位—流量关系曲线分析其河道的冲淤变化特征，对其河道冲淤变化驱动因素进行分析，并采用实测河道断面资料验证其结果的可靠性。结果表明：水位—流量关系曲线法分析河道地形冲淤演变特征与实测横断面地形资料分析结果一致，松滋口河道同流量下水位下降对应于该时期河道冲刷，同流量下水位上升对应于河道淤积。不同时期松滋口东西分支河道冲淤变化主要驱动因素不同。1968～1981年间，下荆江裁弯引起的河势变化是西支新江口河道冲刷与东支沙道观河道淤积的主要诱因。1981～2003年间，其东西两支河道淤积主要是由于葛洲坝运行后引起的上荆江河道冲刷导致的。2003～2018年间，其河道冲刷主要是由于三峡大坝运行引起的河道水沙比例的大幅改变导致的。     

三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析

采用原型资料分析、长河段一维数学模型计算等手段,分析和预测了三峡工程运用对洞庭湖水沙与冲淤影响,研究了三峡工程运用对洞庭湖出口水位的影响,在此基础上初步分析了三峡工程运用对湖区防洪与生态环境影响。研究成果表明：三峡水库运用后30 a末,荆江三口年均分流量和分沙量比多年平均值分别减少43%和73%,三口分流道的河床相应发生冲淤变化;三峡工程运用后,受荆江三口分流比减少影响,洞庭湖区泥沙淤积显著减少,对增强洞庭湖区调蓄功能、延长洞庭湖寿命有利;受三峡水库调度运用与长江干流河道冲刷影响,洞庭湖出口水位以下降为主,汛期水位的下降将对湖区防洪有利,而枯期水位的下降将对湖区水资源利用及生态环境带来一定不利影响。     

长江中下游河道与岸线演变特点

分析了长江中下游河道岸线变化的主要因素，它们分别是河岸崩塌，泥沙淤积及人类活动等，其中河岸崩塌是河道岸线演变的最主要原因。总的来说长江中下游干流河势是稳定的，但五个河段有各自演变特点和规律，其中宜昌－枝城段河道与河床比较稳定，岸线顺直，但葛洲坝和三峡水利枢纽建成后对河床的冲刷作用较大；荆江段是长江著名的河曲段，其冲淤变化较大；城陵矶至湖口段为节点和分汊河床组成，一般来说节点较为稳定，而分汊河床不太稳定，湖口至江阴河段岸线一般较为稳定，但弯道河床变化较大；河口段不但受江流作用影响，还受潮流与波浪等共同影响，所以河口河床演变迅速，主要表现为汊道主泓迁移摆动。     

三峡水库蓄水后荆江三口分流量计算方法

荆江三口河道(藕池河、虎渡河、松滋河)的水沙变化是江湖关系演变的重要内容,其分水分沙变化驱动江湖关系的调整,而且三峡水库蓄水后加剧了三口分流显著减少.通过三口河道的5个水文站2003～2018年水位与流量实测数据分析,考虑口门区水位下降等因素,得到三口河道分流量的经验公式,并量化荆江枯水位下降对三口河道分流量的影响.结果表明:三口分流量是口门区水位的函数,口门区水位下降引起三口河道分流量的同向减少.根据水位与流量关系得到三口五站简化分流量计算公式,进一步考虑口门区水位下降、河道宽度等因素,得到经验分流量与修正分流量的计算公式.采用2017～2018年实测日平均水位值与流量值,验证藕池河管家铺站与康家岗站的分流量经验公式,得到相对误差分别为4.5％与13.7％,验证虎渡河弥陀寺站的相对误差为11.5％,松滋河新江口与沙道观的相对误差值分别为4.5％与7.3％.可知荆江三口分流量的经验公式与实测值符合良好,可作为评估未来受荆江干流水位下降对荆江三口河道分流量的影响.     

三峡工程对下荆江径流变化影响分析

下荆江作为长江最不稳定的江段之一,三峡工程的运行必然会对该江段的水文过程产生深远影响。以监利水文站日均流量数据为基础,研究分析了1983~2012年近30 a来下荆江年径流量、各月月均流量的变化趋势。结合三峡工程的阶段性蓄水,以蓄水前流量的自然波动幅度为基础,定量分析了三峡工程对下荆江径流变化的影响程度。趋势性分析结果显示,近30 a来下荆江年径流量呈波动性变化,无显著趋势。1~3月月均流量有极显著的增加趋势,10月份有极显著的下降趋势。从三峡工程蓄水前后各月份月均流量的绝对变化量来看,10、7和8月的变化量最大,但结合三峡工程蓄水前各月月均流量的自然波动幅度,相对变化率最大的月份为1、2和10月,其相对变化量均超过其自然波动幅度的1.5倍。对于相对变化量较大的月份可能产生的潜在影响亟需进一步的深入研究     

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。     

荆江河段4次裁弯后干流河道调整研究

1949~1979年长江中游的荆江河段共发生4次裁弯,包括2次自然裁弯（碾子湾和沙滩子）和2次人工裁弯（中洲子和上车湾）,裁弯后上下游的河床和河势发生显著调整。基于实测水文资料和遥感影像（1955~2016年）,计算2次人工裁弯后新河道的冲刷量,并验证老河道的淤积量,分析裁弯后4个牛轭湖的发展过程与现状,并指出荆江4个牛轭湖的快速衰退主要受当地人类活动影响。荆江河段的裁弯增加了河床比降,引起水流功率的调整,促使河床长期冲刷下切和床沙粗化。荆江4次裁弯完成后,直至1990年代荆江河床才基本达到冲淤平衡,且下荆江略有淤积。 关键词： 长江中游;弯曲河道;裁弯;冲刷;水流功率;牛轭湖     

长江口九段沙上沙典型潮滩年周期冲淤变化分析

根据2006年6月-2007年6月长江口九段沙上沙两固定断面逐月滩面高程测量结果，并结合同期表层悬沙浓度逐日观测资料，对潮滩的短周期冲淤变化过程及其演变特征进行了分析。结果表明：①潮滩具有明显的季节性冲淤循环规律，呈现“洪淤枯冲”的变化特征，其垂直冲淤量与同期提前一周长江大通径流量呈较好相关关系，相关系数达0．61；②“碧利斯”台风导致滩面平均蚀低6．4cm，最大蚀深20．2cm，其侵蚀量占年侵蚀总量近五成；③有人工抛石堤庇护的潮滩相对于自然潮滩，其冲淤变化量值和幅度均较小，而其相对高程与悬沙浓度间的线性相关系数变幅大，表明人工抛石堤具有一定的保滩功能，但其同时也改变了潮滩自然发育演变过程和规律。分析认为：上述潮滩年周期冲淤演变特征是在人为因素影响基础上，暴风浪和流域来水来沙综合作用的体现。     

三峡工程蓄水后荆江河段河势变化及生态护岸研究

三峡工程蓄水以来,进入长江中下游河道的水沙过程发生明显改变,从而导致中下游河道尤其是荆江河段冲刷、崩塌,局部河段河势调整较为剧烈,并导致主流顶冲部位发生变化,可能会引起新的崩岸发生。分析了荆江河段河势变化特点,列举了各种传统护岸方法,分析了传统护岸的特点和适用性,针对传统护岸工程的不足,提出生态护岸理念,在满足整体性、稳定性、适应变形等要求下,采取工程措施与植物措施共同护岸,并为河道与河岸之间水分交换提供条件,建立了水生生态系统和陆地生态系统之间的联系,实现了河流原本完整的结构和作为生态廊道的功能,进而保证整个生态系统的稳定,有利于生态环境的保护和水土保持,实现生态理念,满足生态需要,达到人与自然和谐发展。     

长江汉口边滩防洪及环境综合治理的研究

武汉市国管院批准的防洪重点城市，长江武汉河段是重点治理河段之一。该河段河道演变复杂，洲滩冲淤，是影响主流，航道变迁及汛期泄洪。左岸汉口边滩上密集的房屋，杂乱无序，成为行洪障碍及污染污染源，破坏环境及景观。市政府决定实施防洪及环境综合治理，该工程属省，部级重大科研项目。从定，动床河工模型试验及环境保护进行分析研究。定床试验，研究工程实施后，本河段的水位，流速，流态及天兴洲左右汊分流比的变化；动床试验，研究在不同典型水文年条件下的河势，河道冲淤变化及疏浚区的回淤回，为治理方案的优化比选及工程决策提供科学依据。这是长江干流滨江城市河道整治的先声，是城市规划建设中环境保护工程实施的首例，意义非常和重大。     

丹江口水库典型库湾及支流沉积物重金属污染分析及生态风险评价

对丹江口水库上游汉江支流及库湾沉积物中6种重金属元素的污染特征进行分析,采用效应阈值标准(NYSDEC)和Lars Hkanson潜在生态风险指数评价重金属的污染程度和环境风险。研究表明,库湾沉积物与支流沉积物中Ni、Pb含量较为接近;库湾沉积物中Cd、Cr、Cu、Zn含量分别高达186、2712、9991、4783 mg/kg,均超过支流沉积物中相应重金属含量2倍以上。各采样点表层（0~10 cm）沉积物中Pb含量均低于LEL值（最低效应阈值）,Cd、Ni含量均介于LEL值和SEL值（最高效应阈值）之间,而Cr、Cu、Zn含量均有超过SEL值的现象发生。考察沉积物重金属的富集程度发现各采样点表层沉积物中Ni和Pb均未发生富集,而Cd、Cr、Cu和Zn均存在不同程度的富集,其平均富集系数分别为712、180、163和284。根据重金属含量的相关性可知Ni和Pb主要来自于天然地球化学来源,而Cd、Cr、Cu和Zn则主要受人为源影响。以丹江口库区土壤（黄棕壤）中重金属背景值为参比,发现表层沉积物总体处于高生态风险,且以Cd生态风险为主;参与评价的5种重金属潜在生态风险程度顺序为Cd＞Cu＞Cr＞Zn＞Pb     

长江口前缘沙洲演变与流域泥沙要素关系

为了研究河口前缘沙洲演变过程与流域入海泥沙要素关系,建立了长江口前缘沙洲面积冲淤速率和流域入海泥沙要素关系曲线,并预测沙洲发展趋势。结果表明：长江河口前缘沙洲1958~1989年-5 m以浅面积表现为淤涨,1989~2000年为淤涨和侵蚀交替变化,但幅度较小,自2000年起为冲刷趋势发展,这一过程伴随流域入海泥沙量和含沙量的减少而产生。同时沙洲面积的锐减过程中存在临界泥沙要素条件,并建立了相应的经验曲线,当沙洲面积冲刷和淤涨达到平衡时,临界入海沙量和含沙量临界值分别为283×10⁸t/a,0318 kg/m3。依据以往三峡水库蓄水后入海沙量预测数据,三峡水库蓄水后60 a左右前缘沙洲-5 m以浅面积将侵蚀到1958年水平,其后沙洲面积增加趋势,面积逐渐恢复。2003~2011年长江流域入海泥沙量小于三峡水库蓄水前的预测数值,沙洲面积的冲刷趋势将加剧,应引起有关机构和部门重视     

长江中游尺八湖现代沉积物营养元素富集的环境意义

通过基于~(210)Pb与环境事件分析相结合的定年方法,在建立沉积年代序列的基础上,对长江中游尺八湖CB-1孔现代沉积物营养元素(TOC、TN、TP)及C/N值进行分析,并结合尺八湖所在的监利县志有关记载,对沉积物营养元素富集与人口数据进行相关分析。结果表明:1尺八湖近70a来沉积物营养元素富集可分为2个主要阶段:上世纪80年代以前TOC、TN、TP值变化平稳,富集系数EF值反映营养元素富集尚在自然水平范围内;上世纪80年代以来TOC、TN、TP值呈显著上升,EF值反映营养元素的富集超越了自然水平。2尺八湖现代沉积物营养元素的变化与湖泊流域所在地区(监利县)人口数量呈显著相关关系,TP值与人口数量在突变点上相一致。3上世纪70年代末、80年代初以来,是尺八湖营养元素快速富集阶段,这当与该时间段人口增长、人类生产活动旺盛、农业种植中化肥使用量增加等因素具有密切关系。     

近期长江张家洲南水道强冲刷机理与趋势分析

2016年9月利用多波束测深仪调查了张家洲河段河床微地貌的高分辨率形态与分布特征,结合1998年和2013年水下地形资料,分析了三峡截流以来该河段河槽的冲淤变化与演变趋势。结果表明：（1）张家洲河段整体呈冲刷状态,净冲刷量17.2×10.6 m³。其中,张家洲南水道是强冲刷区,最大冲刷深度约9 m;（2）河槽表层沉积物中值粒径为149.1~226.3 μm,与历史资料相比呈粗化趋势;（3）张家洲河段约82.9％的主航道发育了沙波,约14.0％的主航道发育了冲刷坑与冲刷槽,平床地形仅占3.1％。流域来沙量减少是张家洲河段整体冲刷的主要原因,而河流控制工程稳定了河势,迫使水流归槽,加剧了张家洲南水道的冲刷。随着流域来沙量持续减少,张家洲南水道主航道有可能进一步冲刷     

1973～2017年扬中市江岸冲淤遥感监测及古河道塌江分析

江心岛沿江地区的泥沙淤积、水流侵蚀以及江堤坍塌对江心岛面积形态、滩涂围垦、航道变化、河口生态等都会产生重大影响。以长江干流第二大江心岛——扬中市为研究对象，基于遥感影像监测了1973~2017年沿江区域冲淤变化和塌江区域，结合多种资料分析变化成因。结果表明：（1）1973~2017年扬中市沿江地区冲淤变化分3个阶段，不同阶段淤积和冲蚀特点鲜明；（2）经过经纬度定位， 扬中市塌江区域发生在1930年扬中市主岛太平洲右侧两个江心岛之间的夹江与西南—东北向的一条古河道的交汇处；（3）塌江事件与常规水流冲刷无关，古河道出口被堵形成水压，沿江区域江底“深槽”引发“旋流”掏空底部泥沙，加上汛期后江水下泄，内外压力差加大直接引发塌江。     

宋至清荆江南岸分流四口的演变

在历史时期荆江地区的经济开发与江湖关系的演变历程中，分流诸口是极其重要的影响因素。以宋至清的志书为主要资料，立足于历史学的实证方法，以今荆江南岸存在的4个分流穴口，即虎渡口、调弦口、藕池口和松滋口为主要对象，考察四口在宋元明清时期的分塞情况，并对今人存在的一些认识进行了辨析。其中，虎渡河的形成时间说法不一，南宋以后，虎渡口逐渐形成稳定分流。调弦口自元代大德年间开浚后时开时塞，直至清朝才基本保持分流，1958年调关设置后此口渐废。藕池口早在五代时即已存在，北宋以后湮塞，直至1852年藕池堤溃不筑，藕池河再次形成。松滋河则在1869年以前由于黄家埠堤溃决而形成。研究表明，宋代以降，四口的分塞情况较为复杂，因此，考察荆江穴口分流与湮塞的历史变迁，厘清以往的相关歧见，将有助于更正确、客观地理解今天的人地关系、江湖关系的格局及其走向。     

长江中游典型鱼塘植莲的环境与经济效益分析

长江中游湿地区域的池塘经过连续多年的化肥养鱼导致了大量的氮、磷沉积在鱼塘底泥中。分析了鱼塘植莲对养殖后沉积的氮、磷的重新利用及植莲的经济效益。实验于2004年在位于长江中游的武汉市涨渡湖渔场进行。根据收支平衡计算了实验池氮、磷的转移量,根据投入产出计算了实验池的经济收入。逐月分析了池塘中水质理化指标和底泥中总凯氏氮（TKN）和总磷（TP）的含量。方差分析表明：总凯氏氮、总磷在池塘底泥表层（0～5 cm）、中层（5～10 cm）和底层（10～50 cm）当中的含量都出现显著性降低(〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005)。养鱼池塘通过植莲后,每公顷有1 50938±2211 kg氮和188995±282 kg磷被重新利用;鱼塘植莲产生的经济效益平均为每公顷52 031±1 579元。实验表明鱼塘植莲既能够有效地改善池塘养殖的生态条件,又能带来较高的经济收入,是长江流域湿地保护和综合利用的一种高效的农业生态模式。