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洞庭湖生态水位及其保障研究

湖泊科学 2020年第5期32卷 1529-1538页

作者：王鸿翔朱永卫查胡飞郭文献华北水利水电大学郑州450045

湖泊生态水位是维持湖泊生态系统健康的重要因素.基于洞庭湖城陵矶、杨柳潭、南咀3个水文站1959-2016年日平均水位序列进行分析,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法综合确定洞庭湖水位变异时间节点,结合生态水位年内展布法以... 详细信息

湖泊生态水位是维持湖泊生态系统健康的重要因素.基于洞庭湖城陵矶、杨柳潭、南咀3个水文站1959-2016年日平均水位序列进行分析,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法综合确定洞庭湖水位变异时间节点,结合生态水位年内展布法以及IHA-RVA法,计算分析湖泊最小和适宜生态水位,并且采用Tennant法进行合理验证,在此基础上对水文变异前、后湖泊生态水位保障度进行研究.研究结果表明:(1)洞庭湖城陵矶和杨柳潭水文站年均水位呈上升趋势,而且城陵矶站水位上升趋势显著,南咀站年均水位呈显著下降趋势.(2)洞庭湖3个典型水文站水位年际变化突变年份为2003年,突变年份基本上与三峡工程蓄水时间相符.(3)城陵矶、南咀和杨柳潭年均最小生态水位分别为21.41、28.95和27.84 m,分别占多年平均水位的86.3%、95.9%和95.7%,城陵矶、南咀和杨柳潭年均适宜生态水位分别为23.29、29.51和28.36 m,分别占多年平均水位的93.9%、97.8%和97.5%,生态水位计算结果考虑了天然湖泊水位年内丰枯变化,满足了湖泊生态目标需求.(4)洞庭湖最低生态水位保障程度较高,基本能达到80%以上,但适宜生态水位保障程度相对较低,其中2003年以后洞庭湖10月和11月生态水位保障程度显著下降,与上游水利工程蓄水有关,建议在此期间采取调度措施适当增加洞庭湖水量,以保障湖泊生态系统的健康与生物多样性.

关键词：水文情势生态水位保障度洞庭湖

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近60年以来洞庭湖水文情势变异及生态效应

应用基础与工程科学学报 2023年第1期31卷 24-37页

作者：郭文献金耀广王鸿翔朱永卫查胡飞华北水利水电大学水资源学院河南郑州450046 华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为了定量评价近60年来洞庭湖水文情势的动态变化,基于洞庭湖城陵矶、南咀和杨柳潭水文站1959~2016年的日平均水位序列,运用M-K法和累积距平法分析了洞庭湖水位的时空变化特征,结合IHA-RVA法综合评估水文变异前后洞庭湖水文指标改变程度... 详细信息

为了定量评价近60年来洞庭湖水文情势的动态变化,基于洞庭湖城陵矶、南咀和杨柳潭水文站1959~2016年的日平均水位序列,运用M-K法和累积距平法分析了洞庭湖水位的时空变化特征,结合IHA-RVA法综合评估水文变异前后洞庭湖水文指标改变程度,并采用累积量斜率变化率法定量评价人类活动和气候变化对洞庭湖水位变化的贡献率.研究结果表明:(1)西洞庭湖南咀站的年均水位呈下降趋势,而东洞庭湖城陵矶站和南洞庭湖杨柳潭站的年均水位呈上升趋势,洞庭湖水位突变年份为1979年和2003年;(2)洞庭湖水文情势以1959~1978年作为水文未受干扰阶段,则水文变异Ⅰ阶段(1979~2002年)城陵矶、南咀和杨柳潭水文站水文改变度分别为39%、26%和27%,洞庭湖整体水文改变程度属于低度改变;水文变异Ⅱ阶段(2003~2016年)城陵矶、南咀和杨柳潭水文站水文改变度分别为60%、41%和31%,洞庭湖整体水文改变程度属于中度改变;总体上,东洞庭湖水文改变程度最大,西洞庭湖和南洞庭湖水文改变程度较小;(3)西洞庭湖和南洞庭湖1979~2002年期间水文情势受人类活动影响较大,2003~2016年受气候降水变化影响较大;东洞庭湖在1979~2002年水文情势受气候降水影响较大,2003~2016年受人类活动(尤其是三峡工程)影响较大;(4)三峡工程蓄水在一定程度上改变了长江与洞庭湖之间的关系,造成了洞庭湖水位情势改变,尤其是东洞庭湖,进而改变了湖泊湿地植被群落演替以及鱼类和鸟类的数量,对湖泊湿地生态系统安全带来不利影响.该研究可为洞庭湖水资源保护以及生态修复提供参考.

关键词：洞庭湖水文情势气候变化人类活动水文改变度江湖关系

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东洞庭湖湿地生态水位阈值研究

长江流域资源与环境 2021年第9期30卷 2217-2226页

作者：王鸿翔朱永卫查胡飞郭文献华北水利水电大学河南郑州450045

水位是湖泊湿地水文情势和生态系统健康的关键指标,如何确定适宜生态水位阈值是确保湖泊湿地健康的关键。以东洞庭湖城陵矶站和鹿角站突变前水位过程(1959~1978年逐日水位资料)为基准期,采用RVA法、年内展布法和数理统计的方法建立了东... 详细信息

水位是湖泊湿地水文情势和生态系统健康的关键指标,如何确定适宜生态水位阈值是确保湖泊湿地健康的关键。以东洞庭湖城陵矶站和鹿角站突变前水位过程(1959~1978年逐日水位资料)为基准期,采用RVA法、年内展布法和数理统计的方法建立了东洞庭湖适宜生态水位过程。结果表明:(1)RVA法计算逐月生态水位阈值的波动范围均值是2.18 m,而年内展布法计算逐月生态水位阈值的波动范围均值是5.12 m,水位波动较大,对于东洞庭湖适宜生态水位来说,RVA法计算生态水位的波动范围更有利于维持湿地植物群落健康和生物多样性;(2)受湖底高程影响,鹿角站的高低水位发生时间会比城陵矶站提前15 d左右,而高低水位的历时和波动范围以及动植物敏感期(3~6月)的平均水位变化速率并未有显著差别;(3)水位变异后(2003~2016年),东洞庭湖水位大部时间处于生态水位阈值内,只需要对不满足生态水位的消落期采取调整措施,鹿角站和城陵矶站年均水位差距减少0.46 m,洞庭湖的水动力系统减弱,给洞庭湖生态健康带来了消极的负面影响。研究可为东洞庭湖生态水位和三峡及上游电站联合调度提供依据。

关键词：东洞庭湖 RVA阈值生态水位阈值高低水位历时水文变异

基于IHA-RVA法三峡水库下游河流生态水文情势评价

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长江流域资源与环境 2018年第9期27卷 2014-2021页

作者：郭文献李越王鸿翔查胡飞华北水利水电大学水利学院河南郑州450045

水文情势变化是影响河流生态系统结构功能的主要驱动力。为了定量评价三峡水库下游河流生态水文情势变化,选取三峡水库下游宜昌水文站(1952～2014年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用... 详细信息

水文情势变化是影响河流生态系统结构功能的主要驱动力。为了定量评价三峡水库下游河流生态水文情势变化,选取三峡水库下游宜昌水文站(1952～2014年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了三峡大坝下游宜昌江段生态水文情势变化及其对重要鱼类中华鲟和四大家鱼产卵繁殖影响。结果表明:(1)宜昌站年均流量总体呈现显著性减少趋势,突变年份出现在2003年,表明三峡水库对长江中下游河流水文影响显著;(2)通过对三峡水库蓄水前后宜昌站生态水文指标分析,宜昌水文站整体水文改变度为61%左右,属于中度改变,接近于高度改变;其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)三峡水库蓄水运行在一定程度改变了下游河流生态水文情势,重要鱼类产卵场生境条件发生了改变,导致了长江中下游鱼类生物多样性呈下降趋势。该研究为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供了参考。

关键词：三峡水库下游 IHA-RVA法生态水文情势水文改变度生态效应

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近50年来乌江水沙特征变化研究

水力发电 2020年第2期46卷 22-26,60页

作者：郭文献李越查胡飞王鸿翔华北水利水电大学

为了评价乌江流域近50余年来河流径流泥沙变化特征,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验、双累积曲线法和小波分析等方法对武隆水文站长时间实测径流泥沙数据进行探究表明,年径流量无明显下降趋势,而年输沙量下降趋势显著;研究... 详细信息

为了评价乌江流域近50余年来河流径流泥沙变化特征,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验、双累积曲线法和小波分析等方法对武隆水文站长时间实测径流泥沙数据进行探究表明,年径流量无明显下降趋势,而年输沙量下降趋势显著;研究期间内年径流量未发生突变,年输沙量在1992年发生突变;年径流量和年输沙量存在以25~28 a为主周期的变化规律;武隆站年径流量和年输沙量可划分为1956年~1976年,1977年~1993年,1994年~2015年3个阶段,水沙关系在1974年~1993年变化最为明显;水库拦沙是导致年输沙量显著减少的重要原因。

关键词：径流量输沙量变化特征武隆站乌江

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水文变异下洞庭湖四水环境流研究

水生态学杂志 2021年第4期42卷 10-17页

作者：王鸿翔朱永卫查胡飞郭文献华北水利水电大学河南郑州450045

探究水文变异前后环境流组成成分的变化特征,可为洞庭湖四水流域的生态保护与生态修复提供科学依据。基于湘、资、沅、澧四水(湘潭、桃江、桃源、石门)4个水文站1959-2016年逐日流量数据,运用Mann-Kendall法确定长时间序列径流的突变年... 详细信息

探究水文变异前后环境流组成成分的变化特征,可为洞庭湖四水流域的生态保护与生态修复提供科学依据。基于湘、资、沅、澧四水(湘潭、桃江、桃源、石门)4个水文站1959-2016年逐日流量数据,运用Mann-Kendall法确定长时间序列径流的突变年份,并辅以累积距平和滑动T检验法校核检验,将时间径流序列划分为水文变异前后两个阶段,并以IHA软件为平台,分析四水流域在水文变异前后环境流的组成成分变化情况。结果表明,水文变异前后,四水流域各水文站环境流的组成发生了不同程度的改变;在湘潭站环境流组成中,小洪水极大值出现次数的偏移度最大,为77%,其环境流组成呈单一化趋势,整体流量过程逐渐并入到小洪水、高流量脉冲时间和枯水流量这3种事件中,流量事件发生的多样性减少;在桃江站环境流组成中,小洪水极大值出现时间偏移度最大,为150%;在桃源站环境流组成中,大洪水极大值出现次数偏移度最大,为150%;在石门站环境流组成中,特枯流量极小值出现次数偏移度最大,为252%;与水文变异前相比,桃江、桃源和石门站的环境流较为多样化,流量过程年内更加丰富。

关键词：环境流水文变异水文改变指标法洞庭湖流域

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三峡水库对下游河流水沙情势影响评估

中国农村水利水电 2018年第11期 87-92,97页

作者：郭文献李越王鸿翔查胡飞华北水利水电大学郑州450045

为了评价三峡水库蓄水后下游河流水沙情势变化特征及其产生的生态影响,运用双累积曲线法、MannKendall趋势检验法和变动范围法(RVA)对三峡水库下游宜昌站1952-2015年逐日流量和含沙量指标进行探究。分析结果表明:三峡水库下游河流水沙... 详细信息

为了评价三峡水库蓄水后下游河流水沙情势变化特征及其产生的生态影响,运用双累积曲线法、MannKendall趋势检验法和变动范围法(RVA)对三峡水库下游宜昌站1952-2015年逐日流量和含沙量指标进行探究。分析结果表明:三峡水库下游河流水沙特性在2003年发生明显转折,年均流量和含沙量均显著下降;月均流量在丰水期增加,枯水期减少,月均含沙量年内大幅下降;年最小1、3、7、30、90日流量发生高度改变,而年极值含沙量各指标改变度均达到100%;流量脉冲基本属于低度改变,含沙量高脉冲改变度达到100%;流量的逆转次数,含沙量的上升率、下降率和逆转次数均发生高度改变;通过对河流水沙情势改变度评价,其流量属于中度改变,含沙量属于高度改变。三峡水库蓄水后在一定程度上改变了下游河流的水沙情势,对河流生态系统健康带来一定影响。研究结果可为三峡水库下游河流生态保护提供参考。

关键词：三峡水库下游水沙指标改变度 RVA

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基于生态水文学法的湘江生态流量研究

人民长江 2019年第8期50卷 70-73页

作者：王鸿翔桑明崎查胡飞郭文献华北水利水电大学水利学院

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要条件。选取湘江(湘潭)作为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法计算河道最小和适宜生态流量,并以Tennant法进行合理性验证。结果表明:最小生态流量为639.6 m^3/s,占多年平均天然流量... 详细信息

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要条件。选取湘江(湘潭)作为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法计算河道最小和适宜生态流量,并以Tennant法进行合理性验证。结果表明:最小生态流量为639.6 m^3/s,占多年平均天然流量的32.2%;适宜生态流量为983.4 m^3/s,占多年平均天然流量的49.5%。该方法计算的生态流量结果能够满足河流生态目标的需求,与天然河流年内丰枯变化状态相吻合,计算结果较为合理。研究可为湘江湘潭的水资源管理以及生态系统的保护和恢复提供科学依据。

关键词：生态流量生态水文学法最小生态流量适宜生态流量平均流量湘江

基于IHA-RVA法四水流域水文情势变化评估

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中国水利水电科学研究院学报 2019年第3期17卷 169-177页

作者：王鸿翔查胡飞卓志宇钱湛郭文献华北水利水电大学河南郑州450011 湖南省水利水电勘测设计研究总院湖南长沙410007

为了分析湘江、资江、沅水、澧水流域的水文情势变化情况,选取了湘潭、桃江、桃源和石门4个代表性水文站1959 2016年历史流量资料,应用Mann-Kendall法、累积距平法检验以及滑动T检验法分析湘、资、沅、澧四水的水文特征与水文突变点,并... 详细信息

为了分析湘江、资江、沅水、澧水流域的水文情势变化情况,选取了湘潭、桃江、桃源和石门4个代表性水文站1959 2016年历史流量资料,应用Mann-Kendall法、累积距平法检验以及滑动T检验法分析湘、资、沅、澧四水的水文特征与水文突变点,并应用水文指标变动范围法(IHA-RVA)和水文改变度法综合评估了四水各站点突变前后水文指标改变程度。研究结果表明:(1) 1959-2016年四水流域的湘潭、桃江、桃源站年均流量均呈不同程度的增长趋势,石门站呈降低趋势;湘潭、桃江、桃源、石门站各水文站年均流量变化的突变年份分别为1991、1987、1989和1973年。(2)通过对水文突变前后各水系的水文情势的大小、频率、历时、发生时间和变化率5组水文指标以及变化程度分析,4个站点水文整体改变度分别为36%、22%、35%和42%,其中只有桃江站改变度为低度改变其余3站都处于中度改变。该研究成果可为四水流域水文情势影响评价以及流域水生生态安全提供技术支撑。

关键词：四水流域水文情势变动范围法水文改变度