丹江流域水沙变化特征分析

丹江流域是南水北调中线工程重要水源地,近年来受多种因素影响,径流泥沙情况发生了很大变化,准确把握其变化趋势对水资源管理及水土保持工作意义重大。该文基于荆紫关水文站1958～2015年径流和悬移质输沙量资料,运用Mann-Kendall 检验法、距平累积法、滑动t检验法以及双累积曲线法,阐明了丹江流域近60年径流量和悬移质输沙量变化特征,定量分析了各影响因素在径流泥沙变化中的作用。结果表明：丹江流域径流量与悬移质输沙量年际变化大,呈显著下降趋势,1958～1972、1982～1989年为丰水丰沙期,1972～1981年与1990～2015年处于枯水枯沙期,径流量和悬移质输沙量分别在1983年与1989年发生突变。人为因素和降水的贡献率分别为58.8%和41.2%,说明人为因素特别是水利水土保持工程是引起丹江流域输沙变化的主要因素。     

1956~2011年鄱阳湖水沙特征及其变化规律分析

近年来,鄱阳湖水沙研究集中在鄱阳湖"五河"各水文站的单站分析上,且水沙数据采用大多仅至21世纪初期,对缺测资料未进行有效插补。将鄱阳湖作为一个研究整体,分析了鄱阳湖水沙特征及其变化规律,以便为鄱阳湖泊形态变化研究以及水、沙资源的合理开发利用提供有利的参考依据。运用水沙相关、上下游泥沙相关法对部分缺测泥沙进行插补,获得1956~2011年的鄱阳湖入、出湖水沙系列数据。利用数理统计法、水沙双累积曲线法、Mann-Kendall法分析鄱阳湖入、出湖径流量与输沙量变化特征,并且探讨了水沙变化的原因。结果表明:(1)入湖径流量和输沙量的年内分配相一致,而长江水沙的倒灌影响了出湖径流量和输沙量的年内分配;(2)鄱阳湖入湖悬移质泥沙从90年代开始下降趋势加剧,而出湖悬移质泥沙1956~2000年整体呈下降趋势,2001~2011年呈现上升趋势;(3)鄱阳湖入、出湖年输沙量出现明显的突变点分别在1998年左右、2003年左右;(4)径流量总体处于相对稳定状态,但近10a来径流量略下降,主要受到降水量变少的影响,入湖输沙量变化受"五河"流域的水库蓄水拦沙、流域水土保持工作加强、人类河床采砂等因素影响;而出湖河段河床深度下切、江湖水面比降加大、人类在鄱阳湖采砂扰动河(湖)床均加大了近10a来出湖悬移质泥沙的输出。     

长江水能资源开发中水库泥沙问题的探讨

长江水能资源规划开发段,从虎跳峡至葛洲坝诸梯级泥沙周转量5740×10~8t·km/a,水能蕴藏量5940×10~8kw·h/a,其中发电用水能约占2/3。长江各水库的库容,无论是与年径流量还是与年输沙量相比,大都不大。水库泥沙淤积问题,可通过多种途径解决。99%的悬移质泥沙可利用长江动力输送。合理利用水库,输沙单位能耗约为0.48-0.10kW·h/t·km,从上往下减少。卵石和部分粗沙由机械采运和水库拦截。要重视水土保持。     

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。     

长江宜昌水文站流量、含沙量和悬移质粒度关系

以长江宜昌水文观测站实测资料为基础，基于长江上游河道特点，用回归分析的方法研究了宜昌站流量、含沙量与悬移质泥沙粒度的复杂关系。通过对流量、含沙量多年年内变化的正相关特性的分析，建立了流量与含沙量之间相应的回归模型；通过对流量与悬移质粒度复杂关系的研究，揭示了二者明显的双值关系以及水流挟沙力的控制性影响。对水文数据年际变化的研究表明由于短时间尺度内长江上游流量没有阶段性变化，流量与含沙量之间相关性不是很好，丰水年不一定是丰沙年；悬移质粒度与流量变化基本上不存在周期性变化。     

长江干支流输沙量减少趋势及其影响因素浅析

通过对长江干支流各主要水文控制站的多年径流量、输沙量、含沙量、中值粒径等水沙基本特征值的统计分析，表明在过去的近50年时间内，长江干支流的年径流量中心趋势不存在具有显著统计意义的变化，而输沙量、含沙量、中值粒径值均有明显的下降态势。以水库建设和水土保持为主的人类活动是长江干支流泥沙输移量减少趋势的重要影响因素，在20世纪90年代以前长江输沙量的减少主要是水库建设的影响，之后随着“长治”工程的展开则兼具了水库建设和水土保持的影响，未来水土保持工作对长江保水减沙的长期效益将更为显著。     

长江流域泥沙特点及对流域环境的潜在影响

泥沙是流域系统中的一个重要的物理通量,对流域环境具有直接影响。近40年来,长江上游流域的植被覆盖率减少近一半,水土流失扩大了一倍多。金沙江下游干支泥沙80年代较60年代增加了12％－60％,而通过长江宜昌站的泥沙年平均输沙量则没有增加。由水土流失、山地灾害等带给流域系统的泥沙大部分堆积在各支流的中下游河道。50％以上的支流河道出现了严重的泥沙加积,加积速率可达5－20cm/a,部分支流因泥沙过只而呈辫状河特点。支流河道泥沙的过度液积,构成长江环境的巨大隐患。当发展到一定程度或环境突然变化,堆积在支流的泥沙必然会进入主河道。一旦爆发,将严重影响到长江环境的安全。应尽快开展长江流域上游和支流泥沙的运移和淤积现状及规律调研。     

长江上游河流输沙量时间序列跃变现象研究

长江上游来水来沙条件是三峡工程泥沙问题研究的重要基础。长江上游流域面积约100万km2,产输沙条件复杂。根据有序聚类分析法、里和海哈林法和费希尔最优分割法,对长江上游干流和主要支流控制站输沙量时间序列的跃变现象进行了研究。在显著水平005下,长江上游在径流量变化不大的情况下,河流输沙量在1991年后出现了明显减小的质变过程,干流寸滩站 1991～2005年年均输沙量为313亿t,较 1953～1990年均值减小了32%,特别是2001年后输沙量减小更为显著,2002～2005年仅为211亿t。水库拦沙、水土保持工程减沙等人类活动是导致长江上游输沙量时间序列出现跃变现象的主要原因,1991～2005年与1990年前相比,人类活动新增减沙量为1187亿t/a,占三峡入库总减沙量的75%,且随着三峡上游一系列大型水利枢纽的建成和生态环境的持续改善,三峡水库在相当长时间内会保持较少的来沙量。研究成果可为三峡工程入库泥沙代表系列的选取提供依据。     

水体悬移质对重金属吸附规律研究 ——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设,上游来水的流速在坝区附近减缓,随江水而下的大量泥沙在此沉淀,将使坝下（长江中下游）水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样,研究了悬移质对重金属（铜、锌、铅、镉及铬）的吸附特征。结果表明,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合;当较高浓度的金属污染物排入江水后,在吸附及沉淀的共同作用下,浓度明显降低;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升,但总吸附量降低,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据。     

水体悬移质对重金属吸附规律研究——以长江宜昌段为例

随着长江三峡工程的建设 ,上游来水的流速在此减缓 ,随江水而下的大量泥沙在此沉淀 ,将使坝下 (长江中下游 )水中的悬移质浓度降低、粒径改变 ,从而改变水环境容量。利用长江宜昌江段的周年悬移质样及水样 ,研究了悬移质对重金属 (铜、锌、铅、镉及铬 )的吸附特征。结果表明 ,悬移质对上述金属的吸附可用Freundlich型及Langmuir型等温式较好进行拟合 ;当较高浓度的金属污染物排入江水后 ,在吸附及沉淀的共同作用下 ,浓度明显降低 ;单位悬移质的吸附量随悬移质浓度降低而上升 ,但总吸附量降低 ,从而导致水中的金属污染物的平衡浓度升高。所得结果为预测水环境容量提供了依据     

长江流域水土流失及其防治

对长江流域水土流失现状和分布作了具体分析,指出建国以来水土流失有发展趋势;从土壤资源、土地资源、水资源与生态环境等方面,阐述了水土流失对资源环境的破坏性;着重指出了长江流域的流失物质、泥沙输移比和沉积规律与我国黄土高原流失区有着不同的特点,同时存在着比黄土高原更大的潜在危险;针对长江流域水土流失特点、发生原因并结合兴建三峡工程和长江经济带的开发,从战略高度提出了防治水土流失的策略和措施。     

2013年长江丰水期河水化学特征及控制因素

为掌握长江河水化学组成特征及其控制因素,笔者运用Gibbs图、多种离子比例系数法和主成分分析法综合分析了长江流域丰水期河水化学及氢氧同位素特征。结果表明,长江丰水期河水主要来源为大气降水,河水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,化学成分主要受流域内广泛分布的碳酸盐岩等岩石风化作用控制;河水pH值、HCO₃^-浓度沿长江径流方向降低,SO₄^2-、Ca²⁺浓度沿长江径流方向升高。2013年丰水期,长江河水化学组成特征变化的主要影响因子,是易溶盐岩溶解和人类活动(贡献率40%),其次为川贵及长江三角洲地区的酸雨沉降以及人为酸性废水排放促进了流域内石灰岩和富含碳酸盐的三叠系砂页岩溶解(贡献率20%),最后为硅酸盐矿物及其风化产物的溶解(贡献率19%)。为了解长江河水水质状况及其演变趋势,合理评价长江流域水资源提供很好的科学依据。     

长江产业带投资条件比较与综合分等评价

将长江干流沿江地区建设成具有强大经济实力的国家级产业密集带是９０年代国家调整宏观经济发展布局的重大战略举措。在大规模投资开发过程中如何按照各地投资环境特点，选择最佳的投资区位和适宜的投资方向是十分重要的。本文选取了能基本反映研究地区投资环境状况的基础设施条件，经济发展水平，科教发达程度，主要资源赋存和区域环境质量５类因素共１４项指标，以产业带范围内的４０个地市为地域单元，对产业带内部的投资环境条件     

长江上游中小洪水天气学机理分析及致洪特征

基于1981~2012年长江上游128个中小洪水历史个例及NCEP/NCAR再分析资料,采用普查及天气学分型方法,建立了纬向型、经向型、偏东气流型以及两高之间型4种致洪降水天气学概念模型,研究了各天气型致洪降水发生机理及相应中小洪水特征。得到以下结论:纬向型中高纬环流相对平直多波动,伴有明显冷平流南下,地面锋面位置略偏北。该类型强降水过程多,强度大,持续时间长,对应中小洪水多为双峰或多峰型,平均洪峰流量、过程增幅最强,洪水过程时间也最长。经向型环流中高纬贝加尔湖和东北地区为深厚低槽,中低层常伴有暖式切变线或低涡发展,中上层急流出口处的辐散以及冷平流四类型中最强。该类型雨带多呈东北-西南走向,中小洪水一般以单峰为主,其洪峰流量及过程增幅均较大,造成的洪水涨水较快,过程时间最短。纬向和经向型均为全流域降水型,但在金沙江北部、岷沱江、嘉陵江以及宜宾-宜昌常出现较高频次的60 mm以上较强面雨量。偏东气流型副高与热带气旋外围环流汇合北进,其强降水前后冷暖平流变化不明显,受地形强迫抬升影响,最易产生准静止型、团状、突发性强降水。该类型中小洪水以单峰为主,涨水快,洪峰流量及过程增幅均最小,强降水主要分布在嘉陵江和岷沱江两大流域。两高之间型多为"鞍"型场的环流配置,青藏高压与副高在流域上空形成南北向切变线,其动力和水汽条件均较弱。该类型降水强度较弱,稳定少动,累积降水量较大,洪水以单峰为主,双峰偶有发生,其洪峰流量、过程增幅均较大,洪水过程时间较长,强降水多位于岷沱江、嘉陵江和宜宾-重庆中部流域。     

南水北调工程及其生态安全：优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量，并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量，从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水，库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性，提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域，并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。     

长江中上游地区生态灾害类型及防灾策略

长江中上游地区在我国经济发展中具有重要的战略地位。多年来这一地区生态环境加剧恶化,严重影响经济的稳定增长。本文从该区的特点出发,论述了生态环境的主要问题,进而提出了相应对策。     

长江经济带产业分工合作现状、问题及发展对策

在梳理长江经济带产业分工与合作现状及问题的基础上,认为长江经济带区际产业发展的互补特征鲜明,下游地区服务业发展较为完善,中上游地区特色产业突出;但也存在市场化程度发育偏低、要素流动不畅、行政区经济严重制约、中心城市产业高度偏低、区域创新能力不足等问题。还根据未来长江经济带产业分工合作的基本思路,提出应发挥下游优势产业的引领带动作用、打造行业龙头骨干企业的辐射结盟作用、加强产业园区的创新示范作用等若干对策建议。     

长江中上游四大家鱼资源监测与渔业管理

根据1994～2001年的监测结果, 结合历史资料对长江中上游四大家鱼资源现状进行了分析。结果表明：(1)长江中上游四大家鱼在渔获物中的比列呈下降趋势 ;(2)四大家鱼群体结构中低龄鱼比重上升,高龄鱼比重下降;(3)1997～2001年监利江段四大家鱼鱼苗径流量分别为35.87亿尾、27.47亿尾、21.54亿尾、28.54亿尾和19.04亿尾,与1981年该江段67亿尾相比,分别下降46.5%、59.0%、67.9%、57.4%、71.6%。针对影响长江四大家鱼资源的主要因素,提出了保护长江四大家鱼繁殖和栖息地,保持天然水域的相对稳定,降低长江四大家鱼捕捞强度,加强渔政管理等一系列保护长江四大家鱼的措施。     

长江流域治理开发对生态与环境的改善和保护作用

长江流域治理开发是长江治理、开发、保护和管理的总称，包括流域治理、水资源开发利用、水资源保护、水土保持生态建设以及流域管理等内容，经过建国以来半个多世纪的发展和努力，长江流域治理开发取得了巨大的成就。在可持续发展战略和和谐社会思想的指导下，流域治理开发与生态环境建设息息相关，正确评价长江流域治理开发对生态与环境的改善和保护作用，对于促进治江事业的健康发展，充分发挥其生态环境效益具有十分重要的意义。通过对长江流域近五十多年来治理开发的总结归纳，分别从治理、开发、保护和管理等角度分析和总结了其对生态环境的保护和改善作用，认为长江流域治理开发总体上对生态、环境保护发挥了充分和积极的作用。