三峽水庫運行以來洞庭湖水文條件變化與對策

劉曉群,戴斌祥

(1.湖南省水利水電科學研究院,湖南 長沙 410007; 2.中南大學數學與統計學院,湖南 長沙 410083)

三峽水庫運行以來洞庭湖水文條件變化與對策

劉曉群1,戴斌祥2

(1.湖南省水利水電科學研究院,湖南 長沙 410007; 2.中南大學數學與統計學院,湖南 長沙 410083)

為了解三峽水庫運行以來洞庭湖區的水文條件變化和影響,利用實測水文地形資料對三口水沙、城陵磯水位變化與湖泊萎縮、三口河系水源不確定性及洞庭湖變化趨勢等進行了分析。結果表明:在三峽水庫及其上游梯級水庫調節下,清水下泄及徑流過程的進一步坦化,出現了洪水在城陵磯附近進一步集中、三口河系水資源與水環境的水源缺失的不利影響;未來水情趨勢下三口僅松滋口具備不斷流條件,洞庭湖主要以西、南、東洞庭湖內深水河道轉化為河流形態。為緩解這些變化的影響,可通過湖區防洪工程體系提質改造和區域再劃分,以適應城陵磯附近防洪蓄洪的水情變化;通過穩流拓浚,維持三口河系中下游水源條件,以改善該區域水資源水環境;通過城陵磯出口控制調節水位,以維護洞庭湖湖泊水域條件,保障湖泊濕地的生態安全。

洞庭湖;三峽水庫;水文條件;變化趨勢

洞庭湖位于長江中游荊江河段南岸、湖南省北部,為我國第二大淡水湖,是長江流域重要的調蓄湖泊和水源地。洞庭湖匯集湘、資、沅、澧四水及湖周中小河流約30萬km2來水,承接經松滋、太平、藕池、調弦四口(其中調弦口于1958 年冬建閘控制未再分洪,后文也稱為三口)及四口河網分流長江的部分水沙入湖,在城陵磯匯入長江。湖泊范圍地勢西高東低,被分成東洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖(由目平湖、澧水洪道、七里湖組成),自西向東形成一個傾斜的水面,據2003年地形測量資料和典型洪水水面計算,相應于城陵磯七里山水位31.50 m(凍結吳淞高程,下同)時湖泊水面面積2 478 km2,蓄水量110億m3。湖區氣候溫暖濕潤,四季分明,優越的水熱條件,孕育了豐富的濕地生物資源,其中東洞庭湖濕地被列入《關于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》的國際重要濕地名錄。

長江宜昌以上集水面積約100萬km2,洞庭湖湘、資、沅、澧四水水系約26萬km2,根據目前長江荊江段與洞庭湖水流的分合狀態,體現江湖關系演變的主要因素是三口河系水沙和城陵磯水位,長江河勢和洞庭湖容積變化對這些因素也產生影響[1]。自2003年三峽水庫運行以來,三口分流分沙不斷減少,清水下泄長程沖刷,使得長江干流水位不斷下降,江湖關系變化對洞庭湖區水文條件趨勢性影響已顯現,但目前針對三峽水庫運行前后洞庭湖水文條件變化的研究尚不多見。鑒于三峽水庫運行所帶來的各種影響逐漸凸顯,開展三峽水庫運行前后洞庭湖水文條件變化的研究已具有了較為充分的資料基礎。

本文對三峽水庫運行前后洞庭湖區的水沙條件、水位下降與河流湖泊萎縮及其產生的影響進行了分析和探討,并就應對這種變化提出了相應對策,以供洞庭湖綜合治理參考。

表1 洞庭湖水沙條件分析

注:數據均來自相應水文站資料,1954年之前的資料有相關插補。

表2 三口河系斷流特征

1 湖區水文條件變化分析

1.1 三口河系水沙變化

長江上游特別是荊江段河勢自1949年以來的變化比較明顯,1958年四口之一的調弦口建閘控制、1967—1972年下荊江連續裁灣、1980年干流葛洲壩水電站運行、2003年三峽水庫運行等,對三口河系水沙系列特征均產生了影響,并改變了湖區的水文條件(表1)。

相對于1951—2015年長系列均值,四水來水波動幅度不大,三口呈明顯衰減趨勢。三峽水庫運行后,年均徑流量474億m3,僅為1951—2015年平均值的54.3%,分別為江湖關系平穩變化的1959—1966年和1981—2002年的35.4%、69.0%,年均徑流量相對于三峽水庫運行前的1981—2002年減少了213億m3。由于四水來水對三口河系沒有直接影響,三口來水減少是三口河網出現水資源與水環境問題的主要原因,同時由于減少的水量絕對數巨大,不可避免地影響洞庭湖湖泊狀態[2]。

隨著梯級開發,入湖懸移質泥沙不斷減少。三峽水庫運行后四水相對于長系列條件入湖懸移質泥沙減少了1 785萬t,三口減少了9 873萬t,合計減少了11 658萬t,其中三口減少量占總減少量的84.7%。到2005年,三口入湖懸移質泥沙總計69.9億t,四水入湖16.2億t,七里山出湖23.0億t,共63.1億t淤積在洞庭湖,對三口河網和洞庭湖的地形產生了直接影響[3],表現為三口河道及七里湖、澧水洪道和目平湖洲灘不斷增高,南洞庭湖洪道主槽逐漸明確,而東洞庭湖洲灘向前發育的平面形態尤為直觀。2008年后連續出現出湖沙量大于入湖沙量的情況,每年平均多向長江補充649萬t。需說明的是,由于四水控制站以下包括汨羅江、新墻河以及堤垸區等約5萬km2區域均沒有泥沙監測資料,2008年以后洞庭湖的沖淤情況有待驗證。

三口分流量的進一步減少,直接導致洞庭湖北部8 489 km2三口河系965 km河道組成的龐大而復雜的河網水量不足,洪水漫灘過洪時間縮短或根本不過流,年內斷流進一步增加到半年以上(表2),區內一直以自流為主的引水工程供水能力降低或者失效。根據地形資料,1954—1998年在三口河道內淤積6.5億m3泥沙,造成河道形態由寬淺式向窄深式實質性的改變[4],加上清水沖刷,河道深槽可能進一步發育,洲灘失水而逐漸向陸地轉化的趨勢明顯,洲灘由草本、蘆葦向楊樹等陸生植物轉化,三口河系作為長江四大家魚入洞庭湖繁殖育肥的通道基本失效[5-7]。

1.2 城陵磯水位變化與湖泊的萎縮

三峽水庫及其上游水庫運行后,除了三口分流減少的影響外,壩下長江干流清水長程沖刷和蓄水時期,另一明顯影響是使洞庭湖出口城陵磯七里山的水位下降而泄流能力增加,湖泊呈萎縮趨勢[8]。

根據實測地形資料量算,2002年10月與2013年10月對比,荊江河段平灘河槽年均沖刷量為0.63億m3,是三峽水庫蓄水前 1975—2002 年0.14億m3的4.5倍。三峽水庫運行后縱向河床沖刷累計7.0億m3,平均沖刷深度為1.19 m,七里山年平均水位由三峽水庫運行前的25.28 m下降到運行后的24.95 m,下降了0.33 m;每年9—10月三峽水庫蓄水期城陵磯水位下降約2 m[9](表3)。

表3 城陵磯七里山平均水位 m

2002年以前,非汛期的10月至翌年4月平均水位以及年平均水位均逐漸上升,1980年到三峽水庫運行前,江湖關系變化以自然水沙條件為動因,泥沙淤積在洞庭湖的效果顯現,七里山水位體現了這種自然條件下的湖泊特點。1981—2002年,每年7—9月七里山平均水位基本維持在28～30 m[10],歷年超29 m以上所有日期的平均水位為31.32 m,最高35.94 m(1998年),東、南洞庭湖洲灘基本在水下淹沒約2個月,按1995年湖泊地形水域面積為2 480 km2;2003年三峽水庫運行以來最高水位為34.47 m(2016年),超過29 m以上的所有日期平均水位不足30 m,比三峽水庫運行前平均下降1.32 m,東洞庭湖局部及南洞庭湖大部分洲灘淹沒不超過2個月,甚至已數年不過水,水域不足2 300 km2,相對于三峽水庫運行前減少了約200 km2。淹沒時間縮短,洲灘濕地出露或者長期不受水,湖泊生態則逐漸轉化。三峽水庫運行前,洞庭湖樹林以近堤防護林為主,面積較小,且分布分散,尚未形成規模[11];而2006年東洞庭湖林地有217 km2[12],西洞庭目平湖由1996年的9 km2增加到2013年的89.2 km2[7]。目前洞庭湖洲灘楊樹已超過400 km2,沿常德至岳陽高速一線橋梁跨越洲灘段均可見大面積楊樹林,這與湖泊汛期平均水位下降后水域面積減少是相關的。

9、10月是三峽水庫關閘蓄水主要時期,與此相應,城陵磯水位下降了0.92～2.01 m,湖泊蓄水快速下泄,10月湖面由三峽水庫運行前的1 100 km2萎縮到不足700 km2;由于偏低的東洞庭湖洲灘濕地一般也在25.00 m高程以上,枯水期1—4月因三峽水庫調節增加流量使干流水位有所抬高,但城陵磯水位卻都在24.00 m以下,不足以對湖區產生影響。按照1995年湖泊水下地形條件,根據1987年2月16日七里山18.91 m和2009年10月20日21.61 m典型枯水水面線分析計算,洞庭湖水面面積不會超過180 km2,蓄水量小于4億m3。

1.3 三口河系水源不確定性與湖區水情變化趨勢

宜昌1951—2015年年徑流量4 290億m3,平均流量13 600 m3/s,79%集中在5—10月。隨著長江上游梯級群開發運行,對長江干流徑流的調節作用將越來越大。當前枯水期三峽水庫一般下泄流量為5 000 m3/s,假設以后11月至翌年4月可調節至8 000 m3/s下泄,則另外還需從9—10月汛末中調節流量3 000 m3/s、共約470億m3水量至枯水期,而這將受降水等氣候變化及流域產匯流機制變化、梯級間河流長距離傳播、汛前放空和汛后蓄水調度、發電利益驅動、下游需水要求等一系列的不確定性因素影響[13]。即使不考慮這些不確定性,在清水下泄、干流沖刷引起水位下降的長期趨勢下,即便11月至翌年4月枝城流量穩定為8 000 m3/s,三口河系也將只剩松滋口及松滋河西支具備分流的可能(見表2)。由于松滋口到新江口有區間來水,水文資料沒有體現斷流現象,但據對當地居民的調查,三峽水庫運行后枯季松滋口多次出現不分流現象。因此,靠當前松滋西支確保分流,以保證三口河系中下游的水源條件也極具不確定性。

三峽水庫運行前,宜昌1980—2002年日平均流量大于30 000 m3/s的時段約占9.7%,但三峽水庫運行后的2003—2015年則約為4.1%,相對減少了近60%。隨著梯級不斷開發對徑流的進一步調節,對泥沙攔蓄進一步加強,長江中下游的水沙條件將呈“更清、更平”的長期趨勢,特別是汛期中小洪水和平枯水年受到的調節影響會更大。三峽發電機組滿發流量約30 000 m3/s,若汛期連續2個月滿發可泄近1 600億m3水量,約占宜昌多年平均徑流量4 290億m3的37.3%,是歷年最大(1954年)5 740億m3的27.9%,考慮今后降水預報更加準確、三峽入庫洪水經過約600 km庫區長距離傳播所需要的時間,以及水庫水位145～155 m約56.5億m3庫容調節條件,可預期今后長江出宜昌流量將主要在5 000～30 000 m3/s之間波動,將大幅度小于1949年以來2 960～70 800 m3/s的變化幅度,這也將是洞庭湖分流長江、調節水量的主要水情趨勢。

1.4 三口河系與洞庭湖的演化趨勢

隨著水庫調節后的徑流過程坦化,宜昌流量不超過8 000 m3/s的時間延長,干流河道清水沖刷水位降低,三口分流減少并主要維持松滋口一個口門分流的情況呈長期趨勢,斷流將在除松滋河西支以外的地方進一步發展。此外,清水沖刷導致三口河道歷史淤積的泥沙再輸運,過流機會更多的河道如松滋河主干道,可能深槽進一步發展;過流較少的河道如藕池河系中下游河道則可能因為上游泥沙向下游輸運淤積而逐漸平坦,并隨著過水機會減少轉向平原陸地,當前藕池河中西支已呈現這種狀態。

對于湖泊而言,水位不斷下降,入湖水量減少且調蓄時間縮短,以及出流能力加大,均減少了水面面積和湖泊蓄水量,使洲灘濕地淹水時間減少,洲灘出露時機增加,較高洲灘出現長期不過水情形,土壤含水量減少,退水時間縮短,隨著水流歸槽作用不斷演化,湖泊河道化加劇,當前七里湖—澧水洪道—目平湖的西洞庭湖范圍表現明顯,在清水沖刷作用下,這一趨勢將向洲灘發育巨大的南洞庭湖和東洞庭湖延伸。

在三峽水庫及其上游水庫聯合運行后,長江中下游壩下沖刷將會維持更長的時間,現狀江湖關系條件下中低水位下降的趨勢難以改變,目前枝城流量6 000 m3/s情況下三口僅松滋河西支不斷流,太平口、藕池口均斷流,對應于枯水期洞庭湖水域將僅由湘、資、沅、澧和松滋河西支等具備水源條件的水面組成,水位下降趨勢下洞庭湖持續萎縮的趨勢不可避免[14]。

2 湖區水文條件變化的影響

2.1 洪水在城陵磯附近更集中的可能性出現

2016年汛期城陵磯蓮花塘最高水位34.29 m,比1954年的實際最高水位33.95 m超出0.34 m,接近防洪分洪控制水位34.40 m,洞庭湖區7月3—28日共25天維持在防汛水位32.50 m以上,三峽水庫最大下泄流量30 300 m3/s;江湖匯合后控制站螺山最大下泄流量僅50 000 m3/s左右,比相關防洪規劃采用的65 000 m3/s小近15 000 m3/s,表明高洪水位或者大流量情況下,螺山至漢口泄流能力沒有因為長程沖刷而增加,而是相反,上游較大而下游較小的沖刷導致河道內洪水坡降減小,高洪水位條件下水動力條件減弱,螺山泄流能力呈現進一步減小的特點。同期上游沙市最高水位41.07 m(比防洪控制水位45.00 m低3.97 m),下游漢口最高水位28.37 m(比防洪控制水位29.73 m低1.36 m),上下游均具有抬高城陵磯水位進一步利用河道安全下泄流量泄洪的能力[15]。

根據長江水利委員會關于長江流域相關的規劃,即使在三峽及其上游梯級開發完成運行多年以后,城陵磯附近仍會有超過200億m3的超額洪量需要使用分蓄洪區[9]。長江流域中下游防洪目標為1954年型洪水,當年中下游潰垸分洪超額洪量1 023億m3,洞庭湖與洪湖調蓄了其中的60%[16-18]。目前,洪湖通過1980年圍堤重建及“98”大洪水后堤防加固,已在長江干堤的保護之下。由于洞庭湖與長江自然連通,沖刷導致城陵磯附近洪水進一步集中,考慮洪湖已經圈圍的實際情況,洞庭湖應對超額洪量的措施面臨新的變化,加上這一區域超額分洪量絕對數巨大,對長江中游防洪安全影響深遠,洞庭湖區分蓄洪的壓力可能更大。

2.2 對湖區水資源水環境產生影響

三口河系中下游屬于湖南范圍約5 000 km2區域的水源來自長江,除最上游側松滋河西支未記載斷流情況外,一般都斷流180天以上,水源性缺失對這一區域的影響巨大。

過去春季4、5月和秋季9、10月,上游外河水位會維持一段時間高于堤垸進水閘,而下游外湖水位略低又可自排,堤垸由此引水保證飲用水和灌溉用水,也客觀上連通了垸內水系,改善了垸內水環境。三峽水庫運行后改變了水文節律,原來的取用水工程不再適應外河水位條件,垸內引水時機減少或缺失,居民用水改為自來水(三峽水庫運行后,對湖區飲用水和灌溉用水進行補償補救,大量水廠改取鐵錳超標的地下水)。此外,經濟社會快速發展附帶的內湖內河圍墾以及累積性污染已經產生,堤垸內水質惡化和水域減少的趨勢短時期已難以改觀[19]。需要說明的是,洞庭湖平原區堤垸內的水文監測資料極少,水資源水環境變化主要由原住居民近40年的用水習慣的改變體現。

2.3 三口河系防洪蓄洪工程適應性不足

經過三峽水庫調節后,長江百年一遇或者1954年型洪水枝城流量將控制不超過56 700 m3/s,沙市水位不超過45.00 m[15,20],并通過城陵磯附近分蓄洪控制最高水位不超過34.90 m(34.40 m+0.50 m調度裕度)。三峽水庫運行改變了荊江區防洪形勢,1954年洪水中多次啟用的荊江分洪區,再遇1954年型洪水時已不需啟用,與其相鄰、洪水來源相同的安昌、安化、南頂、集成安合垸等蓄洪垸也具備了百年一遇的防洪能力[21-22]。

湖區防洪壓力巨大的原因除了洪水遭遇組合外,更在于泥沙淤積抬高洪水位和防洪堤線過長,特別是三口河系965 km河道兩岸約2 100 km堤防尤為突出。此外，蓄洪垸零星布置,如安昌等4個蓄洪垸在不超過50 km直線距離內與虎渡河、藕池河網一起分割了安鄉、南縣、華容縣城(城市防洪標準均為20年一遇),阻礙了交通和經濟社會發展;三峽水庫運行以來,斷流雖加劇但河道仍處于自然狀態,堤防長期不臨水以及淤積后高于垸內地勢的河道,在高洪水位發生時出現災害風險的可能性加大。

按照當前三口分流特征,相應于枝城流量56 700 m3/s,松滋口分流7 000 m3/s,虎渡河太平口分流1 900 m3/s,藕池口分流3 200 m3/s。若依據目前規劃的分洪水位啟用蓄洪區,只考慮分洪口爆破300 m左右,泄洪流量也將超過2 700 m3/s,500 m范圍平均沖刷深度超過4 m[22],這對于不足500 m河寬的虎渡河、藕池河中西支等對岸的堤防安全將是災難性的;而已建成的西官垸分洪閘對岸250 m是重點垸安保垸堤防。這種分洪運行的次生風險,與1999年民主垸潰決導致對岸長春垸堤防大滑坡約400 m、1998年湖北黃金垸潰垸洪水從下游退水時導致對岸安澧垸堤防滑坡長度超過500 m的情況將一致,或者更由于虎渡河太平口、藕池河口門分流來水不足導致大量河道泥沙啟動形成高含沙量潰決水體,災害影響會更大。

3 對策分析

3.1 工程體系適應性改造

根據三峽水庫調節洪水能力,三口河系中非濱湖堤垸百年一遇或者遭遇1954年型洪水已不必分蓄長江洪水,以安鄉、南縣、華容縣城為中心的三口河系中部區域,已初步具備了良好的防洪能力。由此,通過控制三口河系支汊河道、調整安昌等4垸為不分洪區,可縮短一線堤防300～500 km,形成洞庭湖北部地區重點保護區已成為可能。控制支汊河道可多筑土壩,采用設計水位作為頂高,下設涵管,壩體中仿荊江分洪區北閘前圍堤設置炸藥埋點,一方面利于交通和中低水過流且不至于圍墾成耕地,另一方面在長江洪水較大時可及時恢復為洪道。由此,洞庭湖北部可基本上形成南華安經濟社會發展重點保護區1 000 km2、大通湖一般保護區1 000 km2、錢糧湖等蓄洪垸1 000 km2、湖泊洪道4 000 km2的多層次防洪空間布局[23],以適應國家城鎮化和小康社會建設的需要,助力在建錢糧湖等蓄洪垸移民的生存和可持續發展,從而對湖區產業經濟發展產生積極作用,也可維護蓄洪垸“空垸待蓄”條件,避免再遭遇“98”大洪水實施主動分蓄洪的決策困難。

同時,三峽水庫運行后水情變化為洞庭湖堤防工程提質改造提供了基礎,可以依托三峽水庫的調節能力和湖區分蓄洪區使用,使湖區防洪標準整體上由目前還沒有達到20年一遇提升到100年一遇,提升區域經濟社會發展保障能力[22];還可以針對湖區堤防基礎(主要為四水歷史故道砂礫石上的沖淤積平原)以及不同年代填筑“非均質”問題進行適應性改造,參照多級平臺建設的荊江大堤和黃河下游堤防寬度近100 m、汛期可以長時期擋水防御大洪水的經驗,結合1996年洪水錢糧湖、共雙茶及大通湖東潰決以及1998年安鄉縣城所在安造垸潰決、1999年民主垸潰決、2016年新華垸等均非漫頂潰決的情況,對于湖區一線3 471 km堤防特別是重點保護范圍的堤防進一步建設以適應三峽水庫運行后的防洪水情條件。

3.2 穩流拓浚

三峽水庫及其上游梯級水庫較長時間運行后,三口中僅松滋口中低水位仍具備分流條件,結合松滋河—虎渡河—藕池河—華容地勢上逐步降低、水可自流的地理條件,可在三口河系范圍穩流拓浚,確保松滋河、虎渡河、藕池河、華容河中下游具備穩定的水源條件。

松滋口深水河槽開挖降低水位至31.00～32.00 m,適應宜昌5 000 m3/s流量穩定分流300 m3/s左右;疏浚松滋河、澧水洪道約200 km河道,枯水期通過大湖口河下游控制抬高水位至30.00 m,拓挖安鄉—南縣—華容河道約100 km,使虎渡河、藕池河、華容河連通,利用地勢自然落差建成穩定的自流河道。

澧水洪道、松滋河中支歷史上因未疏浚到位及長江泥沙的大量淤積,導致了20世紀60年代初期的松澧分流工程失敗。隨著目前河道疏浚機械技術的發展,繼續完成該疏浚任務、清理淤積泥沙成為可能[24]。拓挖河道兩岸需形成堤防,在澧水洪水自松滋河西支官垸河分流繞行瓦窯河時作為臨時行洪通道;洪道疏浚土方可在兩岸形成堤防內平臺。疏浚無疑將導致長江洪水更多的自松滋口泄進洞庭湖,在三峽工程的控制下,百年一遇洪水松滋口分流將不會超過7 500 m3/s[22,24]。若再現1954年型洪水松滋口分流或進一步增加,進入洞庭湖沿線導致的防洪壓力與擁堵在城陵磯附近的效果也許是相同的,工程上則需加大疏浚、延長并拓展洪水通道,充分發揮洞庭湖湖泊性洪道的調蓄和行洪作用。極端情況下,如歷史上長江1/2洪水入湖,自松滋河、目平湖、南洞庭湖、東洞庭湖繞行,則應通過模擬分析研究對策。

3.3 調控城陵磯水位

湖區自然湖泊及洪道面積約4 000 km2空間,較高水位時每米可增加蓄水40億m3,容積巨大。但因為地勢上三口及四水的北南西三面偏高,而向東部城陵磯出口傾斜,非汛期泄流能力也非常大。三峽水庫運行以來城陵磯水位不斷下降,湖泊萎縮趨勢已形成,故在水沙條件出現明確和實質性改變的情況下,其適應性對策無疑是采取措施調控城陵磯出口水位。

區別于其他湖泊,洞庭湖出口控制并不隔斷與長江的自然聯系,水位抬高到30.00 m(黃海基面,相當于城陵磯32.00 m的水位,低于防汛警戒水位32.50 m(凍結吳淞基面))后,另外三口與長江具有自然連通條件(圖1)。水位24.00～32.00 m之間洞庭湖蓄水超過120億m3,8月之前利用閘控蓄洪至32.00 m水位,9—10月在三峽水庫蓄水期間可連續28 d補充長江徑流5 000 m3/s,這給長江徑流提供了補償和保障機制。對于洞庭湖,一方面可更長時間淹沒洲灘、降低水流速度,發揮湖泊濕地生態降解N、P的作用,改善水質和生態環境[19];另一方面也恢復了汛期魚類等水生生物生長所需的水域空間和時間[5]。此外,10月底后也可根據冬季候鳥過冬的食物需求進行水位下降調節(城陵磯歷年10月平均水位為26.33 m,2016年10月1日水位已下降為22.40 m)，洲灘過早出露,植物過早生長與候鳥抵達時間錯位會影響候鳥食物需求[7]。

圖1 長江與洞庭湖30.00 m水位時河槽湖盆關系示意圖

4 結 語

三峽水庫運行以來三口分流分沙衰減和城陵磯水位下降,改變了洞庭湖區的水文條件。在三峽水庫及其上游梯級調節下,清水下泄及徑流過程的進一步坦化,洪水在城陵磯進一步集中調蓄的趨勢已有所表現;未來三口僅松滋口及其下游松滋河西支具備不斷流分流條件;洞庭湖在水量減少、水位下降、洲灘向陸地轉化、水域萎縮的趨勢下,將以西、南、東洞庭湖內深水河道為主進一步轉向河流形態。緩解這些變化的影響,可通過湖區防洪工程體系提質改造和區域再劃分,以適應城陵磯附近防洪蓄洪的水情變化;通過穩流拓浚,維持三口河系中下游水源條件,以改善該區域水資源與水環境;通過城陵磯出口控制調節水位,以維護洞庭湖湖泊水域條件,保障湖泊濕地的生態安全。

洞庭湖區人、水、土資源豐富,湖泊濕地蘊藏的生態價值在全球極其珍貴,在生態文明建設上具備得天獨厚的資源優勢,但因為水問題導致區域經濟社會相對落后,人水和諧相處、可持續發展的方式有進一步改善的空間。根據三峽水庫運行后水文條件的變化,創新洞庭湖的治理方式已成為當前水科學研究關注的一個重要焦點。

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VariationofhydrologicalconditionsofDongtingLakeandcorrespondingcountermeasureanalysisafteroperationoftheThreeGorgesReservoir//

LIU Xiaoqun1, DAI Binxiang2

(1.HunanWaterResourcesandHydropowerResearchInstitute,Changsha410007,China; 2.SchoolofMathematicsandStatistics,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)

The variation of the hydrological conditions of Dongting Lake and its influenceafter the operation of the Three Gorges Reservoir was studied in the present paper. Based on the actual measured hydrological and topographic data, the variations of Dongting Lake were analyzed, including the change of sediment at the three inlets, the relationship between water levels at Chenglingji and the shrinking of lake area,the uncertainty of water source of the three inlets river network. Under the regulation of the Three Gorges Reservoir and the cascade reservoirs in the upstream, clear water discharge and the smooth of runoff process result in flood accumulation in Chenglingji. The water resources of the three inlets has also been damaged. In the future, only Songzi estuary can maintain constant runoff to avoid river blanking. The deepwater region of the west, south and east Dongting Lake will transform into rivers. To alleviate the impact of these changes and adapt to the flood control near Chenglingji, improving and regional optimizing of the flood control engineering systems in the lake area should be implemented.Dredging in the downstream can improve water environment at the three inlets area.The water level in the outlet of Chenglingji can be adjusted so that to protect the water condition of Dongting Lake and to ensure the ecological security of the wet land.

Dongting Lake; Three Gorges Reservoir; hydrological condition; transformation tendency

國家自然科學基金(51479215)

劉曉群(1967—),男,研究員級高級工程師,博士,主要從事洞庭湖規劃研究。E-mail:113433219@qq.com

10.3880/j.issn.1006-7647.2017.06.005

TV697.1;P343.3

A

1006-7647(2017)06-0025-07

2016-12-23 編輯：熊水斌)