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极端气候下洞庭湖河水地下水相互作用:以资江洞庭湖河段为例
1
作者 谌宏伟 朱智超 +4 位作者 李正最 喻娓厚 周慧 于莎莎 彭向训 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期445-455,共11页
以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地... 以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地下水分别为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca与HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,均主要受岩石溶滤控制,且均表现出河水地下水一定程度混合的特征。1月和8月地下水^(222)Rn浓度平均分别是河水的21和23倍,且两类水体均为1月高于8月。1月和8月河水TDS和Cl^(-)沿程均小幅度起伏变化,地下水中则以与河水总体相近的趋势大幅度波动;1月河水和地下水^(222)Rn浓度沿程为总体先升后降的大幅度波动特征,8月则表现为上半河段变化趋势相反、下半河段趋势相近。综合分析认为:1月和8月研究河段上游和下游一定范围内均为地下水补给河水,中部一定范围内补给减弱;1月和8月地下水补给河水的速率分别为0.39×10^(-4)和0.44×10^(-4) m^(3)/(s·m),补给量分别为1.24和1.39 m^(3)/s。2022年的极端气候导致洞庭湖平原区河水和地下水相互作用关系出现异常,研究河段1月地下水补给河水强度增加,8月由通常的河水补给地下水逆转为地下水补给河水。极端气候不仅影响了洞庭湖平原河道水交换模式和强度,还可能导致河道生态系统的物质循环和能量流动功能出现异常。 展开更多
关键词 水化学 氡同位素 河水 地下水 相互作用 极端气候 洞庭湖
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基于氡同位素示踪的洞庭湖区枯水期湖水与地下水交互作用研究 被引量：2
2
作者 谌宏伟 杨瑶 +6 位作者 黄荷 周慧 彭向训 于莎莎 喻娓厚 李正最 王赵国 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期423-434,共12页
洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同... 洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同位素示踪法,定性和定量研究枯水期洞庭湖区地表水与地下水的交互作用关系与交互通量。枯水期洞庭湖区水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,尤以东洞庭湖最为显著。氡箱模型计算结果显示枯水期地下水排泄222 Rn通量为455.09 Bq/(m^(2)·d),占总输入222 Rn通量的60.07%,地下水排泄总量为0.29×10^(8)m^(3)/d,平均排泄速率为56.27 mm/d,地下水排泄对湖水的贡献率为7.04%。敏感性分析表明:风速、地下水和湖水222 Rn浓度以及湖面面积等参数较为敏感,合理布置取样点并提高敏感参数测量准确度能提高模型计算结果的可靠度。氡同位素示踪法物理意义明确、操作过程简便,是研究复杂区域地下水补、径、排特征的有效方法。研究成果一定程度上提供了洞庭湖区水量均衡的更多认识,可为洞庭湖区地下水资源评价和管理提供参考。 展开更多
关键词 地表水地下水交互作用 水位动态 氡同位素 枯水期 洞庭湖区
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人工生态礁体群对非平整岛礁孤立波水动力特性影响的试验研究
3
作者 王超 屈科 +2 位作者 王旭 高榕泽 王傲宇 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第2期30-38,共9页
珊瑚礁特殊的地貌结构会导致大部分的入射波浪在其礁缘处破碎,从而有效降低礁坪上的波浪强度,起到保护海岸区域的作用。然而,岛礁上日益增多的人类活动,例如吹填珊瑚砂和岸防建设等,不但对岛礁原本脆弱的生态系统构成威胁,并且对岛礁复... 珊瑚礁特殊的地貌结构会导致大部分的入射波浪在其礁缘处破碎,从而有效降低礁坪上的波浪强度,起到保护海岸区域的作用。然而,岛礁上日益增多的人类活动,例如吹填珊瑚砂和岸防建设等,不但对岛礁原本脆弱的生态系统构成威胁,并且对岛礁复杂波浪演变特性产生显著影响。目前,岛礁建设面临促进岛礁生态修复和改善岛礁防浪抗浪特性的双重需要。文章基于物理模型试验,系统研究了人工生态礁体群存在时岛礁孤立波水动力的演变特性,并且分析了波高、水深、礁体开孔直径等因素对孤立波水动力特性的影响。试验结果表明,人工生态礁体群的存在会对岛礁孤立波的传播演变特性产生显著影响。入射波浪与人工生态礁体之间存在复杂的相互作用,礁体的存在会降低入射波浪的反射强度。除此之外,人工礁体内部复杂的涡流场会消耗更多的入射波能量,导致入射波浪在礁坪上的透射系数降低,更好地起到保护海岸的作用。 展开更多
关键词 人工生态礁体群 珊瑚礁 非平整岛礁 孤立波 水动力特性
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洞庭湖汛期水位变化特征及其驱动因素分析
4
作者 隆院男 唐颖 +2 位作者 杨家亮 莫军成 宋昕熠 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第12期15-22,共8页
洞庭湖位于长江中游,其水文特征变化对于长江中游具有重要影响。针对变化环境下洞庭湖汛期水位演变特征及驱动因素,通过分析东洞庭湖(城陵矶站)、西洞庭湖(南咀站)、南洞庭湖(杨柳潭站)汛期最低水位、汛期最高水位、汛期平均水位3类水... 洞庭湖位于长江中游,其水文特征变化对于长江中游具有重要影响。针对变化环境下洞庭湖汛期水位演变特征及驱动因素,通过分析东洞庭湖(城陵矶站)、西洞庭湖(南咀站)、南洞庭湖(杨柳潭站)汛期最低水位、汛期最高水位、汛期平均水位3类水位序列,采用Mann-Kendall方法和Pettitt法检验3类水位序列的变异情况,基于GAMLASS模型分析3类水位序列的频率变化特征,并运用累积量斜率变化率法量化气候变化和人类活动的贡献率,以全面分析洞庭湖汛期水位变化的驱动因素。结果表明:同等设计频率下,3类水位序列的设计值均有不同程度的降低。此外,葛洲坝蓄水、下荆江裁弯和降水量增大是A2时期(1978—2002年)洞庭湖水位上升的主要原因;A3时期(2003—2022年),东洞庭湖同时受三峡水库蓄水、长江干流和三口四水来流的影响,出现水位下降趋势。西洞庭湖和南洞庭湖则主要受降水量减少的影响,来水量变小,从而引起水位下降。研究成果可为变化环境下洞庭湖区的防洪安全以及水资源利用提供参考。 展开更多
关键词 汛期最低水位 汛期最高水位 汛期平均水位 变异 气候变化 人类活动 洞庭湖
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基于氢氧同位素的洞庭湖枯水期蒸发研究
5
作者 谌宏伟 张馨妍 +3 位作者 李正最 喻娓厚 于莎莎 周慧 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期32-41,共10页
【目的】通过探讨洞庭湖枯水期不同水体的蒸发特征,揭示湖区水文循环规律,为湖区水资源管理提供参考。【方法】采用氢氧同位素示踪方法比较枯水期湖区河流、湖泊和地下水氢氧同位素组成及蒸发特征,并利用水量平衡方程和同位素质量守恒... 【目的】通过探讨洞庭湖枯水期不同水体的蒸发特征,揭示湖区水文循环规律,为湖区水资源管理提供参考。【方法】采用氢氧同位素示踪方法比较枯水期湖区河流、湖泊和地下水氢氧同位素组成及蒸发特征,并利用水量平衡方程和同位素质量守恒方程初步估算了湖水蒸发量。【结果】河水中湘江氧同位素千分偏差值δ_(^(18)O)和氢同位素千分偏差值δ_(D)平均值最大,松滋河的最小,沅江、资江和澧水的与湘江的差别不大;资水的氘过量参数d_(excess)平均值最大,松滋河的最小,其他河流的相差较小。河水、湖水、地下水的δ_(^(18)O)和δ_(D)变化范围分别为-10.66‰~-2.84‰和-76.27‰~-21.69‰、-6.59‰~-4.66‰和-40.65‰~-28.56‰、-8.33‰~-4.60‰和-57.12‰~-27.50‰。采用最小二乘法拟合的三类水体的蒸发线分别为δ_(D)=8.04δ_(^(18)O)+10.17,δ_(D)=5.02δ_(^(18)O)-6.58和δ_(D)=8.08δ_(^(18)O)+11.32。经比较认为,湖水蒸发作用最强烈,其次为河水蒸发作用和地下水蒸发作用,河水中蒸发作用强度由大到小依次为松滋河、城陵矶、沅江、湘江、澧水、资水。采用水量平衡法和同位素质量守恒法估算湖水枯水期蒸发量为0.173×10^(8)m^(3)/d,占湖水水量损失的4.1%。【结论】枯水期洞庭湖区不同水体、不同河流氢氧同位素组成和蒸发差异是水汽条件、地形和水文特征的差异所致,由蒸发导致的湖水水量损失较小。 展开更多
关键词 洞庭湖 同位素 蒸发 河水 湖水 地下水 枯水期
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基于湖心水库的洞庭湖治理新理念 被引量：2
6
作者 刘虎英 蒋昌波 +4 位作者 杨树清 刘易庄 陈杰 隆院男 邓斌 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2018年第6期19-25,31,共8页
基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心... 基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。 展开更多
关键词 洞庭湖 湖心水库 综合治理 二维水动力模型
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洞庭湖盆地地下水系统与环境研究综述 被引量：1
7
作者 危润初 王吾乡 +3 位作者 彭向训 欧阳琦 金镇涛 柏道远 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第4期76-88,共13页
洞庭湖是长江中游重要的调蓄湖泊,其复杂的地下水系统与突出的地下水环境问题持续受到关注。本文从洞庭湖盆地第四纪构造演化、洞庭湖盆地地下水系统结构及洞庭湖区水循环特征、地下水环境及影响因素等3个方面归纳、总结和讨论了相关研... 洞庭湖是长江中游重要的调蓄湖泊,其复杂的地下水系统与突出的地下水环境问题持续受到关注。本文从洞庭湖盆地第四纪构造演化、洞庭湖盆地地下水系统结构及洞庭湖区水循环特征、地下水环境及影响因素等3个方面归纳、总结和讨论了相关研究成果,并在此基础上对洞庭湖地下水系统与环境的研究前景进行了展望。洞庭湖盆地第四纪构造活动强烈,在此过程中沉积了平均厚度达150 m的第四纪沉积物,塑造了湖区地下水系统的构造与地层格局。区内地下水系统受盆地整体地形、基底构造格局、含水层分布、地表河湖系统等多因素控制,水循环过程非常复杂。受原生地球化学环境、人类活动等的影响,洞庭湖平原大部分区域地下水存在铁、锰、氨氮、硝酸盐等水质因子超标的问题,其中铁、锰与氨氮的含量还呈现出明显的自平原外围向湖盆腹地逐渐增大的空间分布规律。综合已有研究成果及洞庭湖平原在水资源配置、湿地保护、生态环境治理等方面的需求,认为未来洞庭湖地下水系统与环境的研究重点是:1)洞庭湖平原垂向交互带水分交换过程及生物地球化学演替规律;2)复杂河湖系统下洞庭湖地下水系统的尺度分异及地表水-地下水的交互作用;3)洞庭湖平原多要素耦合作用下湖区平原水环境演化机制。 展开更多
关键词 洞庭湖 构造演化 地下水系统 水循环 地下水环境 重金属
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洞庭湖北部枯水位变化及其对闸泵供水影响分析
8
作者 黄草 周楚琪 +3 位作者 杨忆昕 沈宏晖 汤小俊 赵敏 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期1-12,共12页
【目的】明确三峡工程运行后洞庭湖北部枯水期延长和枯水位下降对域内闸泵系统供水效率的不利影响,并评估洞庭湖北部分片补水二期工程建成后闸泵系统供水效率的恢复情况,为提出闸泵系统整改和新建方案,以及优化区域重大水资源配置工程... 【目的】明确三峡工程运行后洞庭湖北部枯水期延长和枯水位下降对域内闸泵系统供水效率的不利影响,并评估洞庭湖北部分片补水二期工程建成后闸泵系统供水效率的恢复情况,为提出闸泵系统整改和新建方案,以及优化区域重大水资源配置工程规划提供决策依据。【方法】基于1988—2017年研究区主要水文/水位站的逐日水位数据,采用聚类分析、趋势检验等方法,研究三峡工程运行前后研究区枯水期持续时长及枯水位的变化趋势,对比分析洞庭湖北部分片补水二期工程建成前后各垸的水源结构、供水方式及闸泵供水效率的差异。【结果】在三峡工程运行后,研究区枯水期整体提前并延长1.4~13.7 d,枯水期平均水位下降约0.30~0.42 m;在分片补水二期工程实施后,不同供水水源的供水量将趋于均衡,平水年、枯水年和特枯年闸群的平均供水效率将分别提高2.8%、2.1%和12.9%,泵群的平均供水效率将分别下降74.2%、45.5%和47.3%。【结论】自三峡工程运行以来,研究区枯水期的水文情势发生了显著变化,分片补水二期工程的实施可较好地缓解区域缺水问题,建议后续可撤销该区域内低效闸泵,同时完善蓄水工程和跨垸调水工程。 展开更多
关键词 洞庭湖北部 枯水位变化 水资源配置 闸泵系统 供水效率
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基于水质目标的洞庭湖区堤垸生态需水量研究 被引量：4
9
作者 安秋香 李洪翔 +1 位作者 黄兵 黎昔春 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第9期43-48,共6页
洞庭湖区堤垸众多,垸内水体富营养化严重,水体流通不畅且水文观测资料匮乏,导致垸内生态需水量难以计算。以洞庭湖北部地区25个堤垸为研究对象,以垸内水体3 a后达到Ⅲ类水质为目标,在实地调研和勘查的基础上设置88个地表水水质采样点监... 洞庭湖区堤垸众多,垸内水体富营养化严重,水体流通不畅且水文观测资料匮乏,导致垸内生态需水量难以计算。以洞庭湖北部地区25个堤垸为研究对象,以垸内水体3 a后达到Ⅲ类水质为目标,在实地调研和勘查的基础上设置88个地表水水质采样点监测氨氮污染物浓度。基于环境稀释水量法建立了堤垸生态需水量计算模型,经与换水周期法对比分析,得到补水条件下洞庭湖北部地区堤垸生态需水量为32.161亿m^(3)。研究成果对改善洞庭湖区垸内生态环境具有重要参考价值。 展开更多
关键词 生态需水量 水质目标 环境稀释水量法 堤垸 洞庭湖
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洞庭湖萎缩对湖内洪水影响 被引量：12
10
作者 刘易庄 杨树清 +2 位作者 蒋昌波 隆院男 邓斌 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期485-495,共11页
为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江—洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着... 为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江—洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2670km^2减小至1380km^2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11h,洪峰流量增加约4800m^3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上(面积2670km^2)继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110km(鹿角站附近)河段水面坡降出现大幅增大。 展开更多
关键词 湖泊萎缩 洪水 洞庭湖 荆江 洪峰流量 水面坡降
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洞庭湖区浅层地下水氧化还原分带规律 被引量：6
11
作者 危润初 唐仕明 +2 位作者 吴长山 谌宏伟 盛丰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1715-1722,共8页
在收集洞庭湖区1258个浅层地下水样检测数据的基础上,利用地统计学克里金方法分析Eh的空间分布规律,并基于氧化还原敏感指标的浓度空间数据对湖区地下水系统开展氧化还原分带规律研究.结果表明,受地质构造、地层岩性特征、沼泽湿地与水... 在收集洞庭湖区1258个浅层地下水样检测数据的基础上,利用地统计学克里金方法分析Eh的空间分布规律,并基于氧化还原敏感指标的浓度空间数据对湖区地下水系统开展氧化还原分带规律研究.结果表明,受地质构造、地层岩性特征、沼泽湿地与水稻田等因素的控制,自湖区外围山地和丘陵区至洞庭湖腹地,Eh值呈现逐渐减小的趋势,地下水环境逐渐由外围的氧化环境转为湖区腹地的还原环境;洞庭湖区地下水系统可分为硝酸盐稳定及还原带、锰(Ⅳ)还原带和铁(Ⅲ)还原带等3个氧化还原带.3个分带较好地反映了Eh的空间分布规律,但是在部分区域受含水层介质Mn元素富集的影响,氧化还原分带与Eh的空间分布存在错位现象. 展开更多
关键词 洞庭湖 浅层地下水 氧化还原电位 氧化还原分带
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洞庭湖水沙阶段性演变特征及驱动因素分析 被引量：6
12
作者 隆院男 吕倩 +1 位作者 闫世雄 刘易庄 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期55-69,共15页
【目的】通过分析洞庭湖三口年断流天数及同流量水位变化情况,研究其与径流量及输沙量之间的相互关系;结合水利工程建设情况,探究人类活动对洞庭湖水沙变化的影响。【方法】基于洞庭湖出入湖主要控制站1961—2017年实测水沙数据,采用Man... 【目的】通过分析洞庭湖三口年断流天数及同流量水位变化情况,研究其与径流量及输沙量之间的相互关系;结合水利工程建设情况,探究人类活动对洞庭湖水沙变化的影响。【方法】基于洞庭湖出入湖主要控制站1961—2017年实测水沙数据,采用Mann-Kendall检验法及Pettitt突变检验法分时段分析洞庭湖出入湖水沙演变特征。【结果】1)三口年均径流量持续减少,三口年径流量及汛期径流量在1985年左右发生显著突变。三口五站同流量水位抬高明显,三口输沙量随分流量的减少而减少,藕池口的输沙量下降幅度最大,三口总入湖输沙量在1990年发生显著突变;2)四水径流量未发生明显变化,但年输沙量和汛期输沙量均在1985年以后呈显著减少趋势;3)洞庭湖出入湖总径流量呈减少趋势,出入湖年输沙量呈显著减少趋势,出湖年输沙量的减少速度相对较慢,尤其是在2008年以后,出湖输沙量比入湖的多。【结论】下荆江裁弯、葛洲坝枢纽、三峡工程以及四水控制性工程的建设是造成洞庭湖水沙过程发生变化的主要原因。其中,三峡水库的运行使得三口分沙及太平口、藕池口非汛期分流量减少幅度达90.0%以上。四水水沙变化受湖南省大中型水库建设的影响较大。 展开更多
关键词 洞庭湖 径流量 输沙量 演变特征 水利工程
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洞庭湖地形变化对洪水过程的影响研究 被引量：2
13
作者 刘易庄 蒋昌波 +3 位作者 向朝晖 隆院男 邓斌 汤小俊 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期99-106,共8页
为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明:2003—2011年洞庭湖超过40... 为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明:2003—2011年洞庭湖超过40%的区域地形下降值大于0.10 m,特别是湘江洪道,其深泓线地形高程平均下降了5.72 m。通过对2003年洪水过程模拟发现,相比于2003年,在2011年地形情况下,以“四水”来流为主导的洪水过程中,南洞庭湖内洪峰水位下降超过0.40 m,西洞庭湖内洪峰水位下降约0.20 m,东洞庭湖内仅在南部地形变化较大区域的水位变化明显;斗米咀-城陵矶河段水面坡降变缓,南洞庭湖内洪道水面坡降变陡。而对于以长江来流为主导的洪水过程,由于长江洪水位的顶托作用,洞庭湖内洪峰水位下降了0.15 m,斗米咀-城陵矶河段及南洞庭湖内水面坡降下降不明显。因此,2003—2011年洞庭湖地形变化对“四水”来流型洪水影响较大,湖盆下切导致湖容增大,可有效缓解洞庭湖内防洪形势,但对长江来流主导的洪水影响较小。研究结果可为洞庭湖内疏浚扩容等防洪工程的开展提供参考。 展开更多
关键词 地形变化 洪水过程 洪峰水位 湖泊容积 洞庭湖
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湖南省水库与干旱情势空间匹配关系研究 被引量：6
14
作者 危润初 李淑雅 +2 位作者 欧阳琦 龙秋波 樊鸣放 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期27-34,共8页
根据湖南省地质、地形等条件,以县域为单元将湖南省划分为9个区域,对省内14000多座各类型水库开展空间统计,分析了水库空间分布规律,并采用SPI-3指数法计算得到4-9月重旱及以上干旱频率的空间分布,对比研究了水库分布与干旱的空间匹配... 根据湖南省地质、地形等条件,以县域为单元将湖南省划分为9个区域,对省内14000多座各类型水库开展空间统计,分析了水库空间分布规律,并采用SPI-3指数法计算得到4-9月重旱及以上干旱频率的空间分布,对比研究了水库分布与干旱的空间匹配关系。结果表明:湖南省水库分布具有明显的空间分异特征,丘陵区水库数量密度一般要大于山地区,但受大型水库不足的影响,库容密度一般要小于山地区。洞庭湖平原腹地水库密度极低,而外围岗地区则拥有全省最大的水库分布密度。不同分区水库供水能力与人口、耕地的匹配关系也有很大差异。湘东南罗霄-南岭山地区单位面积兴利库容和人均兴利库容最大分别可达54397.32 m^(3)/hm^(2)和3286.53 m^(3),而在湘中南岩溶丘陵区、洞庭湖区等地区则分别不大于3450 m^(3)/hm^(2)和210 m^(3)。湖南省水库的空间分异特征主要受地质、地形等地理条件控制,山地区水库规模大、数量少,而丘陵区水库小、数量多。总体上看,湖南省水库供水能力与干旱的空间分布存在明显的失衡错位,如衡邵盆地不仅年均降雨量少、重旱频率高,而且水库供水能力也处于全省较低水平,再加上岩溶区“保水难”的特性,该区成为省内干旱情势最为严重的地区。 展开更多
关键词 水库分布特征 空间分布 供水能力 干旱情势 匹配关系
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基于改进三维生态足迹模型的洞庭湖区生态可持续时空演化研究 被引量：12
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作者 熊鹰 艾赣雄 +2 位作者 周晨 姚颖 谢庆 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1165-1179,共15页
洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,也是中国重要的农产品主产区。科学评估洞庭湖区生态可持续状态,揭示其时空演化特征,对探究其生态可持续影响因素与作用机理,降低生态赤字具有重要意义。基于碳足迹与生态足迹理论构建了改进的三维生态... 洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,也是中国重要的农产品主产区。科学评估洞庭湖区生态可持续状态,揭示其时空演化特征,对探究其生态可持续影响因素与作用机理,降低生态赤字具有重要意义。基于碳足迹与生态足迹理论构建了改进的三维生态足迹模型,填补了化石能源无法核算生态承载力的问题,同时调整了不同土地利用类型的参数因子。在对洞庭湖区25个区县进行可持续发展的动态评价分析中,计算了2000-2019年生态赤字、足迹广度与深度的时空分布特征。研究结果表明:(1)近20年来洞庭湖区的人均生态足迹增长速度远高于人均生态承载力,致使人均生态赤字在时间维度上不断增大,空间维度上呈湖滨向周边地区扩散的趋势;(2)洞庭湖区除林地之外的土地利用类型均存在自然资本存量的消耗,且表现为高生态赤字;(3)三次产业结构的分配、土地利用的变化、居民对生活质量的提高以及生态保护政策的有效实施等均会对洞庭湖区的可持续发展产生较大影响;(4)改进后的化石能源账户相较于传统账户的计算方法更能反映真实的碳排量与碳吸收量。研究以期为洞庭湖区土地利用、生态保护以及促进社会经济可持续发展提供科学参考。 展开更多
关键词 洞庭湖区 三维生态足迹模型 碳足迹 时空分布 自然资本存量
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基于eDNA技术的湘江长沙段丰水期鱼类物种多样性研究
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作者 赵文玉 刘梦月 +2 位作者 林本平 郭珊 刘祯 《水生态学杂志》 北大核心 2025年第2期134-143,共10页
基于高通量测序技术对湘江长沙段表层水及底泥样品中鱼类DNA片段测序,可补充湘江长沙段鱼类资源调查数据,并验证eDNA技术用于鱼类资源调查的可行性。2021年8月14日沿湘江长沙段流向采集表层水与底泥样品各18份,采用E.Z.N.A.®土壤DN... 基于高通量测序技术对湘江长沙段表层水及底泥样品中鱼类DNA片段测序,可补充湘江长沙段鱼类资源调查数据,并验证eDNA技术用于鱼类资源调查的可行性。2021年8月14日沿湘江长沙段流向采集表层水与底泥样品各18份,采用E.Z.N.A.®土壤DNA提取试剂盒,以线粒体基因的12S rRNA为靶点,采用鱼类特异性引物Tele 02进行PCR扩增,与MitoFish和NCBI核酸数据库比对并经人工核实。结果显示,调查共获得淡水鱼8目13科32属39种;鲤形目(Cypriniformes)最多,共计27种,OTU相对丰度占比最高为48.56%;其次是鲇形目(Siluriformes)占22.87%,胡瓜鱼目(Osmeriformes)占17.65%,鰕鯱目(Gobiiformes)占8.48%,鳉形目(Cyprinodontiformes)占1.48%,鲈形目(Perciformes)占0.83%,鲟形目(Acipenseriformes)占0.08%,攀鲈目(Anabantiformes)占0.05%;属分类水平下,草鱼属(Ctenopharyngodon)、银鱼属(Salanx)、拟鲿属(Pseudobagrus)、䱗属(Hemiculter)、鲤属(Cyprinus)和吻鰕鯱属(Rhinogobius)为优势属。表层水与底泥中的Alpha多样性指数分布较为均匀,且中下游鱼类多样性水平稍高于上游,可能与水源地保护措施改善了水生态质量及禁渔政策有关。研究表明,eDNA技术可作为鱼类生物多样性监测和大数据统计的重要手段,与传统调查方法结合,可用于快速监测流域鱼类资源变化情况。 展开更多
关键词 环境DNA 鱼类多样性 丰水期 湘江长沙段
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洞庭湖区南汉垸水体浮游植物群落结构特征及其影响因素 被引量：17
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作者 杨毓鑫 杜春艳 +4 位作者 钱湛 蒋昌波 陈宏 余关龙 李亚杰 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期147-154,共8页
环境要素的变化对浮游植物的群落结构和功能具有重要影响.为揭示洞庭湖南汉垸湖区浮游植物群落结构特征及其影响因素,分别于2017年11月(关泵封水期)和2018年6月(开泵放水期)在洞庭湖区典型堤垸——南汉垸进行了采样调查,并对调查区域内... 环境要素的变化对浮游植物的群落结构和功能具有重要影响.为揭示洞庭湖南汉垸湖区浮游植物群落结构特征及其影响因素,分别于2017年11月(关泵封水期)和2018年6月(开泵放水期)在洞庭湖区典型堤垸——南汉垸进行了采样调查,并对调查区域内的浮游植物及主要水环境因子进行了系统监测和分析.结果表明:①调查期间共检出浮游植物8门62属,主要隶属于绿藻门(Chlorophyta)、硅藻门(Bacillariophyta)和蓝藻门(Cyanophyta),浮游植物分布表现出较为显著的时间差异性,11月浮游植物的丰度为8. 34×10^6~3. 02×10^8L^-1,6月为1. 13×10^6~2. 04×10^7L^-1.②Shannon-Wiener多样性指数(H')介于1. 10~3. 24之间,Margalef丰富度指数(d)介于1. 42~6. 40之间,Pielou均匀度指数(J)介于0. 48~0. 87之间,多样性评价表明,南汉垸整体上介于轻污染与β-中污染之间,局部采样点为α-中污染.③PCA(主成分分析)结果表明,ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(NH^+4-N)为南汉垸水体的主要污染因子.④RDA(冗余分析)结果表明,南汉垸浮游植物群落结构分布与pH、ρ(NH^+4-N)及ρ(TN)呈正相关,与WT(水温)呈负相关.研究显示,南汉垸水体介于轻污染与β-中污染之间,营养状态及浮游植物群落结构在时间上差异较大. 展开更多
关键词 洞庭湖 南汉垸 浮游植物 群落结构 水环境因子
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洞庭湖区景观生态风险评价及其时空演化 被引量：38
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作者 熊鹰 汪敏 +2 位作者 袁海平 杜春艳 武海鹏 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2020年第7期1292-1301,共10页
洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、... 洞庭湖是长江流域重要的调蓄湖泊,该区生态系统服务极为重要,也是中国重要的农产品提供区域。科学评估洞庭湖区景观生态风险,揭示其时空演化特征,对探究其生态格局形成过程与机理,降低生态风险胁迫具有重要意义。利用1990、2000、2010、2015年4期Landsat TM多光谱遥感影像,分析了1990—2015年洞庭湖区土地利用演变特征;基于景观生态学理论引入景观生态风险评价模型,将研究区划分为1165个生态风险评价单元,基于GIS和地统计学,构建景观生态风险指数模型,对洞庭湖区土地利用动态变化下的景观生态风险时空分布特征及空间关联格局进行了研究。结果表明:(1)1990—2015年,洞庭湖区各土地利用类型均发生了显著变化,其中建设用地面积增加较大,年均增幅达3.61%,主要由林地和耕地的转入;(2)1990—2015年,洞庭湖区的景观生态风险状况以较低生态风险、中等生态风险为主,其面积占景观总面积的70%以上。但高生态风险区域呈增加趋势,面积占比由1990年的4.95%,增加到2015年的8.70%;与2010年相比,中等风险区面积由46.09%降到2015年的34%,这期间低生态风险区和较低生态风险区的面积明显增加;(3)研究区各时期景观生态风险呈现正的空间相关性,且在空间上趋于集聚。景观生态风险分布与区域地理环境具有较高的耦合性,人类活动的集聚程度与风险的空间集聚程度是对应的。以湖滨地带为核心区和远离湖滨区为两大群体,高值-高值(H-H)风险聚集区主要分布湖滨周边,低值-低值(L-L)风险聚集区主要分布于远离湿地核心区的县市区域。研究结论以期为洞庭湖区生态保护与环境整治,调控生态风险提供参考。 展开更多
关键词 土地利用 景观生态风险 空间特征 时空演化 洞庭湖区
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洞庭湖北部地区多闸泵系统水资源优化配置模型及应用研究 被引量：9
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作者 黄草 刘启 +2 位作者 付蔷 汤小俊 赵敏 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第2期37-48,共12页
【目的】研究洞庭湖北部地区科学合理的水资源优化配置方案,以期缓解该地区季节性和区域性缺水问题,提高区域水资源开发利用效率以及供水安全保障能力。【方法】以区域综合缺水率最小为目标,以垸和片区为基本配水单元,构建基于0-1规划... 【目的】研究洞庭湖北部地区科学合理的水资源优化配置方案,以期缓解该地区季节性和区域性缺水问题,提高区域水资源开发利用效率以及供水安全保障能力。【方法】以区域综合缺水率最小为目标,以垸和片区为基本配水单元,构建基于0-1规划的洞庭湖北部地区多闸泵系统水资源优化配置模型,模拟不同工况下区域水资源的供需关系,分析区域水资源优化配置方案及缺水时空特征。【结果】模型模拟结果表明:洞庭湖北部地区总缺水量较小,但存在明显的时空差异;安化垸、南鼎垸、集成垸、育乐垸以及和康垸缺水最为严重,现状条件下,特枯年(来水频率P=90%)的缺水率分别为70%、29%、29%、27%和20%;缺水时段主要为灌溉初期(4-5月)和灌溉末期(10月);考虑近期和远期的补水工程后,区域缺水范围大幅缩小,缺水时间大幅缩短,补水工程效益显著。合理性分析结果表明:各优化供水方案的供水总量均满足研究区域用水红线要求。【结论】现状条件下,洞庭湖北部地区季节性、区域性缺水严重,考虑近期和远期补水工程后,区域供需水矛盾得到缓解,基本实现水资源供需平衡。 展开更多
关键词 水资源配置 闸泵系统 洞庭湖北部地区 优化模型 补水工程
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近40年洞庭湖澧水洪道冲淤演变分析 被引量：4
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作者 贺方舟 黎昔春 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第4期139-144,共6页
基于澧水洪道实测水文资料、不同年代水下地形资料、断面测绘资料及现有相关研究成果,系统分析研究了澧水洪道及七里湖槽蓄量变化、洪道重点部位冲淤变化特征、纵断面及典型横断面冲淤演变规律等。结果表明1995年来澧水洪道平面调整不大... 基于澧水洪道实测水文资料、不同年代水下地形资料、断面测绘资料及现有相关研究成果,系统分析研究了澧水洪道及七里湖槽蓄量变化、洪道重点部位冲淤变化特征、纵断面及典型横断面冲淤演变规律等。结果表明1995年来澧水洪道平面调整不大,但河槽冲刷较明显,滩地存在淤积,洪道整体表现为冲刷。七里湖槽蓄量1995-2003年间略有减小,2003-2011年槽蓄量增长较快。随着上游水库的运用,2003年后河道深泓下切速率加快,洲滩普遍存在泥沙淤积,新河口、柳林咀河段存在较强的演变趋势,需要加强观测并采取必要的稳定河势措施。 展开更多
关键词 洞庭湖 澧水 七里湖 河道演变 冲淤分析 GIS
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