洞庭湖淤积、围垦对湖区江湖洪水影响的模拟

应用数值模拟技术,通过建立洞庭湖与长江耦合的水动力学数值模型,并利用长江沿江的宜昌、枝江、沙市、监利、螺山和洞庭湖区沿湖的南咀、小河咀、沅江、鹿角、岳阳和城陵矶等水文测站的水文资料,开展洞庭湖区湿地恢复的洪水效应模拟计算,选用1998年6月15日~8月31日洪水资料作为模型计算依据。通过模拟计算,对1952年以来洞庭湖淤积、围垦对江湖洪水的影响进行了定量评估。结果显示,1952~1998年的47年间,洞庭湖湖泊湿地围垦对江湖洪水位升高影响的相对量是湖泊淤积对江湖洪水位升高影响值的2～10倍。     

长江岸线生态保护的重大问题及对策建议

作为整个长江经济带生态环境的重要组成部分和核心环节,岸线资源发挥着无可替代的重要生产、生活和生态环境功能,长江岸线生态保护是长江大保护与长江生态修复的关键所在。基于对长江岸线资源的系统调查与评估,发现了长江岸线生态环境保护存在的问题,分析了生态变化与问题的主要原因,并借鉴莱茵河经验提出了对策建议,以期为长江绿色发展与生态修复提供参考借鉴。     

洞庭湖主要生态环境问题变化分析

通过对近几十年来洞庭湖水情、泥沙、污染和湿地生态等不同方面问题的回顾分析,认为在三峡工程建设、洞庭湖退田还湖和极端天气事件影响下,洞庭湖主要生态环境问题发生了一些变化。由于气候干旱化,加之三峡水库蓄水影响,导致洞庭湖入湖水量季节性减少,湖区水位下降,干旱期延长。模拟显示2006和2009年三峡秋季蓄水使洞庭湖出口水位平均下降2.03和2.11 m;由于三口来沙急剧减少,入湖泥沙打破了以淤积为主的模式,2006年洞庭湖第一次出现从拦蓄泥沙变成向长江净输出泥沙。低水位运行不仅对洲滩演进和湖泊水质带来影响,也加速了对湖滩的开发利用,外来物种的发展威胁了湖泊湿地生物多样性和动物栖息地的稳定。同时,湖区复合型水污染威胁加重,洞庭湖水质从2008年的Ⅳ类水下降为Ⅴ类水。洞庭湖在缺水与洪涝矛盾中,正从单一洪灾为主转向矛盾的两个方面共存。这些变化一方面与气候变化有关,也是流域生产由传统农业转向农、林、水、工的综合发展,以及湖泊与流域关系改变的结果。     

基于Bootstrap方法的样本相等性检验

本文给出了基于Jackknife与Bootstrap方法的非参数统计量并将其运用于样本相等性检验,由Jackknife构造的统计量可以减小估计的偏差,同时Bootstrap方法可以近似统计量的分布,同时本文给出了整个检验算法和相应的模拟结果,结果表明利用该方法构造的统计量具有一定优良特性.     

洞庭湖生态环境承载力分析

洞庭湖湖内冬枯水季节，有芦苇面积530km^2，草地面积800余km^2，泥滩地面积367km^2，天然水域面积约993km^2。湖洲之间隔水相望，河沟水系纵横交错，具“水浸皆湖，水落为洲”的地貌特征，呈现出支离破碎的形态面貌和典型的自然湿地景观。文章在大量调查的基础上，从自然和人文两个方面对洞庭湖的生态环境承载力或环境压力进行分析。     

长江流域湖泊湿地生态环境状况分析

在对长江流域湖泊湿地长期调查或考察的基础上,首先明确了长江流域湖泊湿地的战略地位,进而提出其当前存在的人水争地等主要生态环境问题。在此基础上从气候变化以及人类活动的角度对湖泊湿地在调蓄洪水、净化水质、保护湖泊生物多样性等方面的功能和关系作了探讨。认为随着经济发展和人口的增加,人水争地矛盾将愈来愈突出,加之种种因素造成的生态环境破坏,流域湖泊湿地生态环境压力将愈来愈大,并业已成为国民经济发展的制约因素。文章可为寻求长江流域湖泊湿地治理及管理对策提供基础资料或信息。     

三峡工程对鄱阳湖水位影响研究

本文在三峡工程对长江湖口站水位影响预测的基础上,通过建立湖口站与鄱阳湖各湖区水位代表站的相关关系,研究三峡工程对鄱阳湖水位的影响。结果表明,三峡工程对鄱阳湖水位的影响程度有自下游向上游方向逐渐减小的特点；枯水期影响程度大于丰水期。三峡水库丰水期作减泄流量调度,即当减少下泄流量１０００～６０００ｍ^３／ｓ时,鄱阳湖水位将下降０．０６～０．８２ｍ；枯水期作增泄流量调度,即当增加下泄流量１０００～６０００ｍ^３／ｓ时,鄱阳湖水位将上升０．０４～０．９７ｍ。尤其是枯水期的１２月至翌年１月,三峡水库若减少下泄流量２０００ｍ^３／ｓ、４０００ｍ^３／ｓ、６０００ｍ^３／ｓ,鄱阳湖将分别有１００ｋｍ^２、２４６ｋｍ^２和４８４ｋｍ^２的滩地被淹没,缩小湖区珍稀候鸟栖息、觅食等的活动范围,对候鸟越冬产生不利影响。     

洞庭湖区退田还湖的洪水效应模拟

洞庭湖多年平均削减入湖洪峰流量约10000m3/s,这对于保护长江中下游,特别是中游地区的防洪安全十分重要.但由于泥沙的严重淤积,以及湖泊湿地被大规模垦殖,使洞庭湖的调蓄功能下降,江湖洪水威胁加剧.1998年长江流域发生特大洪涝灾害,中央及时提出了"退田还湖、平垸行洪"等长江流域洪水治理的32字指导原则,洞庭湖区是实施该原则的重点地区.应用数值模拟方法,通过建立洞庭湖与长江耦合的水动力学数值模型,针对1998年洪水,模拟研究了洞庭湖区退田还湖的洪水效应,并设计了8种方案分别进行定量评估.结果显示,退田还湖工程的实施,对降低洞庭湖区江湖洪水位,缓解江湖洪水威胁具有重要意义.     

经验正交函数方法和TRMM数据对长江流域降水模式与极端水文过程的研究

气候变化加剧了极端天气和水文事件的发生,降水是区域干旱与洪水事件最直接驱动因素。以TRMM/PR月累积降水反演遥感数据为基础,利用经验正交函数EOF（Empirical Orthogonal Function）方法对长江流域降水时空变化模式进行提取,并对比分析了主要模式振幅强弱与极端水文事件的对应关系。结果表明在流域尺度上EOF方法及TRMM/PR数据可以较好地识别降水主要模式,通过时空尺度变换成功揭示主要降水模式强弱与流域极端水文事件的对应关系。鉴于日益丰富的巨量水文气象时空数据,EOF方法在模式提取、水文模拟、极端事件预估及灾害适应性研究等方面具有应用潜力     

洞庭湖湿地景观格局变化以及三峡工程蓄水对其影响

通过对近20 a遥感影像的解译分析,结果表明：洞庭湖湿地景观格局变化较为迅速,在几种湿地景观类型中,芦苇分布面积稳定增长,由475 km²增至751 km²,年均增加13.1 km²,湖草的分布面积比较稳定,而水面与泥滩的分布面积则大幅减少。湿地格局演变总体上呈现芦苇挤占湖草的分布空间、湖草挤占水面泥滩的态势。分析认为泥沙淤积和湖泊水情变化改变了洲滩的淹水历时,引起植被分布的变化,是影响洞庭湖湿地景观格局的主要因素。2000年后,随着泥沙淤积减缓,湖泊水情变化对湿地景观格局影响更为重要,其中三峡水库的运行使洞庭湖中、低位洲滩提前出露,淹水历时缩短,导致湖草的分布界线明显向下延伸