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2000年以来,长江中下游湖泊水问题愈发突出,尤其是通江湖泊水文情势变化态势极其严峻,严重威胁着湖区以及长江下游水安全。通江湖泊水文情势变化特征及影响因素的研究是湖泊水情预警、长江-湖泊-流域系统综合管理、维持和优化湖泊湿地生态功能的重要前提,对维持江湖两利的长江中下游健康河湖系统格局等具有重要的科学意义和现实需求。 论文以鄱阳湖典型通江湖泊为研究对象,以河-湖、江-湖相互作用为研究主线,以提升对2000年以来鄱阳湖水文情势新变化及其与长江和流域之间作用关系的认识为主要目标。论文综合运用多种统计分析方法与数值模拟方法,在分析过去60年鄱阳湖水位、水面积与蓄水量的变化趋势、周期及突变特征基础上,重点研究2000年以来鄱阳湖水文情势所发生的变化,模拟分析长江和流域来水变化对鄱阳湖水文情势的作用形式、影响范围和程度。以2011年春季和秋季同年发生枯水事件的极端枯水年为例,模拟分析长江和流域的不同影响作用,以揭示季节性极端枯水事件成因机制。论文中将定性与定量分析方法的有机结合,不仅拓展了对2000年以来鄱阳湖水文情势新转变的认识,而且在一定程度上定量分辨了长江和流域对鄱阳湖水文情势的影响空间范围和程度,加深了对通江湖泊河湖水系统的认识。 主要结论如下: (1)近60年来鄱阳湖水情年代际间丰枯波动更趋剧烈,1990s水情显著偏丰,2000年以来水情显著偏枯。2004-2012年鄱阳湖正处于主周期(18a)丰枯循环过程中的枯水周期,次周期(6a)丰枯交替循环特征不明显,整体偏枯。鄱阳湖水位、水面积和蓄水量在2000年前后存在明显的突变特性,2000年以来鄱阳湖水文情势发生明显改变,秋季尤为突出。从空间上来看,鄱阳湖北部湖区(下游)水文情势转变程度相对较强,南部湖区(上游)相对较弱。 (2)长江和流域不同来水条件(多年平均意义)下的模拟结果表明,长江对2000年以来鄱阳湖水文情势变化影响占60%以上,流域占40%以下,长江来水偏少是鄱阳湖水文情势偏枯的主要原因。同时,长江和流域对鄱阳湖水文情势的影响范围和程度呈现出明显的时空差异。长江来水对鄱阳湖退水期影响突出,10月长江来水减少26%,使鄱阳湖平均水位下降了3.6m、水面积缩小了577km2(约占鄱阳湖总面积的18%)、蓄水量减少了47%;流域对鄱阳湖涨水期影响相对明显,4月流域入流减少9%,全湖平均水位下降0.5m左右、水面积缩小近100km2(约占鄱阳湖总面积的3%)。此外,长江对鄱阳湖影响程度在空间上呈现出自北向南递减的特征,流域则反之。 (3)针对典型的极端枯水年2011年,长江和流域对该年水文情势影响基本相当。长江来水偏少依然是秋季水位偏低的主要原因。8~10月长江来水减少36.6%,使全湖平均水位降幅超过5m,尽管此时流域来水急剧减少,仍对鄱阳湖秋季水文情势未有显著影响。值得提及的是,长江和流域来水同期偏少导致2011年春季低水。总体面言,长江和流域对2011年鄱阳湖水文情势的影响规律与多年平均状态一致,但春季流域入湖水量异常偏少也会对湖泊水文产生显著影响。