鄱陽湖流域江湖關系研究綜述

楊沛鈞，廖智凌

(河海大學大禹學院，南京 210098)

0 引 言

長江流域的環境問題正日益引起人們的重視，2016年1月5日，習近平主席在重慶召開推動長江經濟帶發展座談會上強調：“長江擁有獨特的生態系統，是我國重要的生態寶庫，當前和今后相當長一個時期，要把修復長江生態環境擺在壓倒性位置，共抓大保護，不搞大開發?！币虼?，保護長江流域生態環境問題已經成為今后相當長一段時期內的主旋律，而鄱陽湖濕地作為長江流域上的一顆明珠，是許多珍稀動植物的棲息地，其生態意義不言而喻，所以，研究和解決鄱陽湖問題對于解決長江流域環境保護問題具有重要意義。

1 鄱陽湖簡介

鄱陽湖地處江西省的北部，長江中下游南岸。鄱陽湖以松門山為界，分為南北兩部分，北面為入江水道，長40 km，寬3～5 km，最窄處約2.8 km；南面為主湖體，長133 km，最寬處達74 km，面積3 150 km2。鄱陽湖承五河通長江，是江西省全省的“集水盆”，五河入江的“中轉站”，是一個吞吐型、季節性的淺水湖泊。年內季節性和年際間差異性的水位落差大，年內變幅在9.59～15.36 m，年際間最大變幅達16.69 m[1]。受修河水系和贛江水系等水源不足的影響，每年從秋冬季節到第二年仲春為鄱陽湖枯水期。鄱陽湖是北方候鳥遷徙越冬的最佳之地，主要保護對象為珍稀候鳥及濕地生態系統[2]。鄱陽湖在調節長江水位、涵養水源、改善當地氣候和維護周圍地區生態平衡等方面都起著巨大的作用。

然而，進入21世紀以來，特別是2003年以后，鄱陽湖枯水位和特枯水位時間提前，持續時間延長。從鄱陽湖水位年際變化圖(圖1)亦能看出，近年來的鄱陽湖年最低水位要大幅低于歷史平均水平。同時，長江九江段、星子站枯水水位也較歷史同期偏低[3]。

圖1 鄱陽湖水位年際變化圖

枯水事件頻發將對鄱陽湖區的生態以及人類發展產生巨大的消極影響，因此及時研究湖區水位演變規律，以及鄱陽湖流域水文過程對水資源時空分布的影響機制將對鄱陽湖濕地生態保護與建設以及周邊生態經濟區的健康發展起到至關重要的作用。

2 枯水問題與江湖關系間的聯系

鄱陽湖水域的形成是地理條件，亦是流域降水和江湖關系共同作用的結果。流域豐沛的降水及徑流保證了鄱陽湖的積水和沖淤條件。長江水位變化引起的頂托作用，影響湖區泄水量、速率與水位變化，從而導致湖泊容積變化。湖泊流域內各江河地匯水量變化與泄洪能力變化共同導致湖區洪水位變化和湖盆水面年內季節性及周期性變化[4]。

隨著長江上游降水量的變化和長江上的一批水利工程的建設運行，使得長江干流來水在同流量下水位下降，長江水位對鄱陽湖的頂托作用減弱。鄱陽湖原來的水量下泄吞吐平衡被打破，下泄能力增加，導致江湖關系發生了顯著的趨勢性變化[5]。這揭示了鄱陽湖的枯水問題和江湖關系之間有著密不可分的聯系。

3 鄱陽湖流域江湖關系簡介

江湖關系主要是指長江與鄱陽湖的關系。江湖關系為連通的江湖水系之間的相互作用，包括河湖水系之間的水量交換、河床湖盆的自然演變及其產生的物質能量交換。江湖關系是一個有一定規律的自然現象，自現代鄱陽湖形成至今就一直存在[6]。

鄱陽湖流域的江湖關系主要牽涉到3個主體：長江、鄱陽湖和五河(贛、撫、信、饒、修)。目前對鄱陽湖流域江湖關系的認識也主要集中在這三個主體間的水量交換機制上，大致可分為以下3點。

3.1 長江對鄱陽湖的頂托作用

每年的7月中下旬，長江徑流達到最大，長江水位上漲較快，對鄱陽湖出流的頂托作用也在不斷加強；而流域五河洪水開始消退，不能大量補給湖泊加大湖水下泄壓力，江水倒灌現象開始頻繁發生，同時湖泊水位上漲到最大。從8月初開始，長江洪水快速消退，湖泊水位也隨之下降，但是由于鄱陽湖前期蓄存了大量水體，水位高，湖水下泄壓力大，使得這段時間內江水倒灌頻率有所降低。從8月底至9月中下旬，長江洪水的消退速度緩慢，但流量總體仍然較大，而五河流域入湖流量很低，頂托作用對湖泊水位的壅阻十分明顯。尤其在9月中旬，江水倒灌最頻繁，湖泊排水能力小。10月中下旬，鄱陽湖流域來水進入枯水期，湖泊水位快速下降，同時長江洪水也快速消退，江水倒灌的頻率也隨著長江頂托作用的減小而降低。由此可見，長江對鄱陽湖季節性的頂托作用對鄱陽湖水位有著重要影響[7]。

3.2 鄱陽湖對五河的頂托作用

鄱陽湖不僅受到長江的頂托作用，同時還對上游來水的五河產生頂托作用。據水利部長江委對鄱陽湖五河尾閭及湖區樵舍、昌邑等水文站水位資料統計分析，鄱陽湖水位對五河尾閭頂托影響范圍取決于湖盆水位及湖洪與河洪遭遇情況: 當湖區洪水大而五河為一般洪水時，影響范圍為贛江至豐城、撫河至溫家圳、信江至梅港、樂安河至石鎮、昌江至古縣渡、修河至柘林壩下；當五河洪水大而鄱陽湖洪水一般時，其影響范圍變為贛江下移約66 km至鐵橋下、撫河下移約12 km至架橋、信江下移約21 km至大溪渡、樂安河至石鎮下游200 m、昌江至古縣渡下游150 m、修河下移約40 km至永修縣城附近。

3.3 鄱陽湖對五河入江的調蓄作用

鄱陽湖是五河入江的唯一途徑，也因其廣闊的水域面積，在洪季時起到調蓄五河洪峰的重要作用。據1954—2006年資料統計，在大通站總入流中，鄱陽湖與長江干流武漢—大通河槽多年平均削減洪量為21 100 m3/s，平均削減百分比為27.3%；對大通站年最大60 d洪量對應的一次洪峰調蓄中，鄱陽湖與長江河槽總的調蓄量為20.6～415.8 億m3，平均189.9 億m3，其中鄱陽湖調蓄量平均為59.6 億m3，占總調蓄量的31.4%?？梢娵蛾柡Α拔搴印焙樗恼{蓄作用顯著，對長江武漢至八里江江段洪水的調蓄作用也較大[4]。三者關系的示意圖見圖2。

圖2 鄱陽湖流域江湖關系圖

4 鄱陽湖江湖關系研究熱點現狀

4.1 長江和鄱陽湖的水量交換機制和模擬

研究鄱陽湖流域的江湖關系，首要任務就是要搞清楚鄱陽湖和上游五河及長江之間是如何進行水量交換的。由于2003年開始不斷出現的嚴重枯水事件，近年來，越來越多的學者投入到三者之間的水量交換機制的研究之中，開始逐步弄清鄱陽湖水量是如何受到長江、五河影響的。有研究已指出，鄱陽湖流域的氣象因素以及五河來水是鄱陽湖水位水量以及鄱陽湖和長江之間相互作用的主導因素[8]，在此基礎上，又有許多學者仔細研究了鄱陽湖和長江之間的水量交換，得出了其時間季節變化特征，提出了河湖水量交換系數(某一時段內由支流匯入湖泊的徑流量與湖泊泄入干流的徑流量的比值)：

該系數可以很好地用以判別鄱陽湖和長江之間的關系，并進一步得到長江干流與鄱陽湖水交換系數的量化公式：

(2)

通過1953-2011年的數據計算得到I值與“五河”徑流量進行相關性檢驗可知：近60多年來河湖水交換系數的年際變化沒有明顯趨勢性，表明河湖關系目前沒有明顯變化，河湖系統演化比較健康[9]。該研究直接去尋找入湖徑流量與出湖徑流量之間的關系，與“五河”相聯系，得出了長江—鄱陽湖之間水量交換僅通過湖口區域來完成的結論，將問題簡化，并且找出“五河”、鄱陽湖、長江整個水系水量變化規律與趨勢，表明長江干流徑流量的大小是河湖水量交換過程中的主控因素，為今后研究鄱陽湖問題提供了較為明確的研究方向，可以說在這一方面目前已經取得了很多成果，研究得也較為透徹[10,11]。

4.2 長江和鄱陽湖的泥沙運動情況

三峽水庫運行后，下游水文泥沙情勢顯著調整，尤其是沙量的大幅減少使得長江中游兩大通江湖泊(洞庭湖和鄱陽湖)泥沙沖淤總量及分布特征相應出現一定變化，由此造成江湖泥沙沖淤格局的調整，使得江湖關系發生變化。三峽水庫蓄水前，鄱陽湖湖區年均淤積泥沙469 萬t，三峽水庫蓄水后，鄱陽湖進入沖刷狀態，且沖刷主要集中在北部入江水道以及贛江、修水河口區域[12]。采砂活動對湖區泥沙沖淤的影響顯著，入江水道含沙量異常偏大主要與采砂有關[13]。三峽水庫蓄水對泥沙沖淤的影響均主要體現在入湖沙量方面。另一方面，長江干流輸入鄱陽湖的泥沙主要通過倒灌的形式，三峽水庫蓄水后，鄱陽湖倒灌水量變化不大，沙量大幅減少[14]，但其總量占入湖沙量的比例較小[13]，對湖區泥沙影響較大的仍然是入江口處大規模的挖砂活動導致的入江沙量增大。

4.3 江湖關系變化產生的影響

鄱陽湖江湖關系的變化必將在鄱陽湖地區導致一系列后果，目前的研究主要集中在兩點：水文節律以及水環境的變化。

2003-2011年與1980-2002年相比，鄱陽湖水文節律發生顯著改變，漲、退水階段水位均偏低，進而導致枯水階段延長，同時促成豐水階段的縮短。各水文期的變化綜合表現為鄱陽湖水文節律洪旱急轉的情勢。文獻[15]從大范圍時間尺度指出，2003-2011年退水階段初期，湖水持續大量入江，湖泊水資源量銳減；而漲水階段，湖水亦順利匯入長江而漲水緩慢；豐水階段江湖水量交換則因頂托作用而長時間壅水甚至倒灌，湖水下泄入江受阻，初步表明江湖水量交換對鄱陽湖水文節律的改變具有重要作用。而文獻[10]則更進一步給出了利用 EFDC的水動力模塊、染色劑模塊和水齡模塊，模擬鄱陽湖的水動力學過程的方法，并通過對倒灌期的模擬結果進行分析證明了這是從細節上描述江湖關系變化后果的有效方法。

在水環境方面，與1956-2002年的水位序列相比，受入湖河流上游水庫的影響，4-6月入湖量略有減小，湖區水位抬升較慢，但湖內的水體流動較快，換水周期快，通過湖泊自凈作用的時間周期也變短。近10年情景下五河汛期及秋季退水期水質變差趨勢明顯。TN濃度在這兩個時間段內分別上升10.6%和12.4%，TP濃度在兩期間內分別升高11.7%和13.6%。江湖關系變化引起的水位變化增大了鄱陽湖沉積物NH+4-N釋放風險，表現為沉積物TN蓄積量升高，潛在氮釋放量較大。沉積物NH+4-N吸附/解吸平衡濃度(EC0)升高，NH4-N將更容易通過沉積物—水界面釋放；單位沉積物NH+4-N最大釋放量及初始NH+4-N釋放速率升高。鄱陽湖與長江江湖關系的變化將引起沉積物蓄積更多的氮，沉積物氨氮更易被釋放進入上覆水，增大NH+4-N釋放風險，加速水質惡化[16,17]。

5 研究展望

鄱陽湖濕地生態系統是一個復雜、開放的交互系統。隨著鄱陽湖流域社會經濟的不斷發展以及長江中上游進一步的水利水電開發，鄱陽湖正在經歷著新的變化。而從目前的情況來看，鄱陽湖正呈現出水量逐漸減少、污染物擴散風險加劇的危險趨勢；鄱陽湖濕地生態系統退化有加劇的趨勢；人口持續增長、不合理的經濟發展模式、濕地保護相關政策的缺失等都加劇了濕地生態系統的退化。

而從上述總結可以發現，目前關于鄱陽湖江湖關系的研究熱點已經聚焦在鄱陽湖和周邊江河水量交換機制以及由此帶來的鄱陽湖水文和生態后果上，并且在這方面已經取得較為豐碩的成果。然而要想真正揭示鄱陽湖江湖關系變化的前因后果，仍有許多問題需要繼續深入研究，比如在量化江湖關系變化之后進一步考慮氣候變化因素與大型水利工程運行以及其他因素各自對江湖關系變化的貢獻大小，從而找出主次要矛盾以便有針對性的展開調整；針對鄱陽湖水位進一步降低可能導致的大規模氨氮釋放問題應盡快研究弄清潛在的氨氮釋放量以及可能影響的水體面積，建立相應的預警方案；針對鄱陽湖湖區存在的大規模挖砂問題，當地政府應當進一步采取措施規范采砂船的活動，這就需要知道什么樣的采砂強度不會對湖床斷面產生根本性的影響，這些問題都亟待研究。

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[1] 江西省地方志編篡委員會.江西省自然地理志[Z].北京:方志出版社,2003:99.

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