洞庭湖近30年季节性水情变化特征及其影响机制

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洞庭湖位于长江中游,是与长江相互连通的重要调蓄型湖泊,湖泊水情变化会影响湖区水资源利用、极端水情应对、水环境、水生态,进而影响人类生产生活,制约社会的可持续发展。洞庭湖水情呈现显著的涨(M4-5)-丰(M6-9)-退(M10-11)-枯(M12-1-2-3)季节性变化特征。自三峡水库蓄水运行以来,其下游的长江干流和通江湖泊均受到重要影响,洞庭湖的季节性水情变化受到干扰,形成了新的变化特征。本文主要从2003年前后洞庭湖季节性水情变化新特征及其原因的视角进行研究,这对于科学认识洞庭湖水情及恢复湖泊自然水情变化并建立健康的江湖水系格局具有重要的意义。  研究以洞庭湖东、南、西三湖区及四水来水、三口分流、湖泊出流代表水文站以及长江干流枝城、监利、螺山站近30年水文数据序列为基础,采用5年滑动平均、M-K检验、方差分析、多元时间序列模型等统计方法分析2003年后洞庭湖季节性水情变化特征,并探讨流域来水及江湖水量交换变化对洞庭湖各湖区季节性水情的影响,得到以下主要结论:  (1)洞庭湖水情变化分为1981-2002年和2003-2013年两个时段。多年水位变化,东洞庭湖水位变化幅度相对较大,其次是南洞庭湖和西洞庭湖;各湖区1981-2002年水位无明显变化相对平稳,2003年后水位出现明显下降趋势。东洞庭湖2003年前后各季节水位均发生一定程度的变化,水位在2003年后均表现为下降,退水季节水位下降最为显著,平均下降1.61m。南洞庭湖2003年后各季节水位均发生显著下降,涨、丰、退、枯各季节水位分别下降0.48m、0.75m、1.21m、0.62 m。西洞庭湖2003年前后各季节水位均发生一定程度的变化,水位在2003年后均表现为下降,丰水季节和退水季节水位下降最为显著,分别下降0.73m、0.76m。  (2)洞庭湖水位受四水来水、荆江三口分流、长江干流监利流量的共同控制。对于东洞庭湖,长江干流监利流量对其水位影响程度最大,其次是四水来水和荆江三口分流;对于南洞庭湖,四水来水对其水位影响程度最大,其次是荆江三口分流和长江干流监利流量;对于西洞庭湖,长江干流监利流量对其水位影响微弱,四水来水影响程度最大,其次是三口分流。  (3)四水来水及江湖水量交换共同决定着洞庭湖水位变化。与1981-2002年相比,2003年以后的涨水季节,四水来水显著减少造成洞庭湖水位下降。丰水季节,四水流量大幅减少和三口分流显著减少共同造成洞庭湖水位下降。退水季节,四水来水、三口分流减少和长江对湖泊产生拉空作用共同造成洞庭湖水位降低。枯水季节,四水来水减少造成洞庭湖水位下降。
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