长江中游通江湖泊江湖关系演变及其效应与调控

本书是关于长江中游自然通江的洞庭湖、鄱阳湖与长江江湖关系演变及其生态环境效应与调控的研究专著。本书系统揭示了近60年长江与洞庭湖和鄱阳湖江湖关系变化规律、阶段特征及其机制，阐明了三峡水库蓄水运行对长江中游通江湖泊江湖关系变化的影响，明确了江湖关系变化对通江湖泊水文情势与特别干旱事件、湖泊水环境演变与富营养化风险、湖泊水域与洲滩湿地生态演替及候鸟栖息地生境的影响程度，定量评估了近30年长江中游通江湖泊江湖关系健康状态与三峡运行以来的变化特征及其主导驱动因素，提出了三峡与通江湖泊流域水库群联合优化调度方案建议，建立了长江中游江湖水系统水安全预警预测与江湖关系优化调控系统平台。本书可供地理学、水文学、环境学、湖泊学和生态学等学科的科技工作者，以及高等院校相关专业的师生阅读使用。

前言
长江中游水系图
第1章 江湖关系格局与现状态势 1
1.1 江湖关系内涵与表征 1
1.1.1 江湖关系内涵 1
1.1.2 长江中游江湖关系系统表征 2
1.2 洞庭湖江湖关系 7
1.2.1 洞庭湖江湖关系格局形成 7
1.2.2 洞庭湖江湖关系特征 8
1.3 鄱阳湖江湖关系 18
1.3.1 鄱阳湖江湖关系格局形成 18
1.3.2 鄱阳湖江湖关系特征 19
第2章 江湖水沙关系变化过程与阶段 31
2.1 洞庭湖江湖关系变化 31
2.1.1 入出湖径流变化 32
2.1.2 入出湖泥沙变化 36
2.2 鄱阳湖江湖关系变化 39
2.2.1 入出湖径流变化 39
2.2.2 入出湖泥沙变化 42
2.3 江湖关系变化的阶段 43
2.3.1 江平衡、湖淤积阶段(1956～1980年) 44
2.3.2 江、湖同淤积阶段(1981～2002年) 49
2.3.3 江冲刷、湖平衡阶段(2003～2015年) 57
第3章 江湖水沙关系变化驱动机制 66
3.1 影响江湖关系变化主要自然因素 66
3.1.1 气候干湿变化 66
3.1.2 河床自适应调整 75
3.1.3 湖泊沉积 77
3.2 影响江湖关系变化主要人文因素 82
3.2.1 大型水利工程建设 82
3.2.2 长江河道整治 88
3.2.3 湖泊围垦与退田还湖 91
3.2.4 流域水土保持 98
3.3 长江与流域来水变化对江湖关系的影响 101
3.3.1 通江湖泊水量平衡与蓄水量变化 101
3.3.2 长江与流域来水变化对两湖蓄水量的影响 109
第4章 三峡水库蓄水运行背景下江湖关系变化趋势 117
4.1 江湖一体水动力-泥沙数学模型 117
4.1.1 模型原理 117
4.1.2 模型理论与试验算例验证 121
4.1.3 长江中游江湖河一体化模型构建 123
4.1.4 水动力模型率定与验证 124
4.1.5 泥沙输移模拟验证 127
4.2 洞庭湖江湖关系变化趋势 129
4.2.1 三峡工程运行对洞庭湖水情的影响机制 129
4.2.2 三峡工程运行对洞庭湖水量交换的影响 133
4.2.3 三峡工程运行对洞庭湖泥沙交换的影响 134
4.3 鄱阳湖江湖关系变化趋势 137
4.3.1 三峡工程对鄱阳湖水情的影响机制 137
4.3.2 三峡工程运行对鄱阳湖水量交换的影响 140
4.3.3 三峡工程运行对鄱阳湖泥沙交换的影响 142
第5章 江湖关系变化对两湖水文情势的影响 144
5.1 两湖水文水动力变化 144
5.1.1 洞庭湖水文水动力变化 144
5.1.2 鄱阳湖水文水动力变化 148
5.2 两湖水情对江湖关系变化的响应 154
5.2.1 洞庭湖水文情势对江湖关系变化的响应 154
5.2.2 鄱阳湖水文情势对江湖关系变化的响应 159
5.3 两湖特别干旱事件与江湖关系 166
5.3.1 两湖水文干旱变化特征 166
5.3.2 两湖近年来枯季干旱水情及成因 169
5.4 两湖洪水演变与江湖关系 179
5.4.1 洞庭湖历史洪水演变与成因 179
5.4.2 鄱阳湖历史洪水演变与成因 185
第6章 江湖关系变化对两湖水环境的影响 193
6.1 两湖水环境变化与影响因素 193
6.1.1 洞庭湖水环境变化 193
6.1.2 鄱阳湖水环境变化 197
6.1.3 两湖水环境变化与富营养化影响因素 200
6.2 江湖关系变化对两湖氮磷输移转化的影响 203
6.2.1 模拟实验方法 203
6.2.2 水位和流速变化对沉积物氮输移转化的影响 204
6.2.3 水位和流速变化对沉积物磷输移转化的影响 209
6.2.4 水位和流速对两湖沉积物-水界面氮磷迁移、转化的影响 213
6.3 江湖关系变化对两湖水环境容量的影响 214
6.3.1 模拟方法 214
6.3.2 三峡工程运行对两湖水环境容量的影响 215
6.4 江湖关系变化对两湖富营养化的影响 219
6.4.1 三峡工程运行对两湖水质的影响 219
6.4.2 三峡工程运行对两湖富营养化的影响 224
6.4.3 江湖关系变化对两湖水华发生风险的影响 233
第7章 江湖关系变化对两湖水生态的影响 239
7.1 两湖水生态系统结构及影响机制 239
7.1.1 通江湖泊水生态系统特征与结构 239
7.1.2 通江湖泊生态系统对水情变化的响应 247
7.2 两湖浮游藻类群落结构对水情变化的响应 252
7.2.1 两湖浮游藻类群落结构时空变化特征 252
7.2.2 两湖浮游藻类生长影响因素及对水情变化的响应 254
7.2.3 江湖关系改变对浮游藻类群落结构与时空演变的影响 257
7.3 两湖浮游甲壳动物群落结构对水情变化的响应 261
7.3.1 两湖浮游甲壳动物群落结构时空分布特征 261
7.3.2 两湖浮游甲壳动物时空分布的影响因素分析 269
7.3.3 江湖关系改变对两湖浮游甲壳动物群落结构与演变的影响 270
7.4 两湖底栖动物群落结构对水情变化的响应 271
7.4.1 两湖底栖动物时空格局 271
7.4.2 两湖底栖动物演变特征及驱动因素 277
7.4.3 两湖底栖动物影响因素及对水文条件的响应 279
第8章 江湖关系变化对两湖湿地生态的影响 282
8.1 洲滩湿地分布格局对江湖关系变化的响应 282
8.1.1 洞庭湖湿地格局变化及对江湖关系变化的响应 282
8.1.2 鄱阳湖湿地格局变化及对江湖关系变化的响应 289
8.2 江湖关系变化对珍稀候鸟栖息地生境的影响 298
8.2.1 两湖湿地候鸟栖息地现状及典型珍稀候鸟生境需求分析 298
8.2.2 珍稀候鸟适宜栖息地与水文情势的关系 302
8.2.3 不同江湖关系与水文情景下候鸟栖息地生境的响应 306
第9章 保障湖泊水安全的江湖关系健康评价 314
9.1 江湖关系指数与变化 314
9.1.1 江湖关系指数 314
9.1.2 江湖关系年际与季节变化 315
9.2 湖泊水安全评价 318
9.2.1 湖泊供水与防洪安全 318
9.2.2 湖泊水环境安全 326
9.2.3 湖泊水域生态安全 329
9.2.4 湖泊湿地生态安全 340
9.3 湖泊水安全与江湖水情要素变化的关系 345
9.3.1 湖泊水安全综合评价 345
9.3.2 湖泊水安全指数与水情要素关系 348
9.4 江湖关系健康评价 356
9.4.1 评价方法与江湖关系健康阈值 356
9.4.2 鄱阳湖江湖关系健康评价 357
9.4.3 洞庭湖江湖关系健康评价 358
第10章 江湖关系优化调控路径与总体策略 359
10.1有利于改善江湖关系的水库群联合优化调度 359
10.1.1 调控对象的选取与概化 359
10.1.2 三峡与两湖流域水库群联合优化调度模型构建 361
10.1.3 情景、工况与调度时段设置 364
10.1.4 有利于改善洞庭湖江湖关系的优化调度方案 366
10.1.5 有利于改善鄱阳湖江湖关系的优化调度方案 380
10.2洞庭湖城陵矶和鄱阳湖湖口建闸 394
10.2.1 洞庭湖城陵矶建闸 394
10.2.2 鄱阳湖湖口建闸 398
10.3江湖关系优化调控系统构建 408
10.3.1 系统平台研发 408
10.3.2 系统模拟设置 411
10.3.3 江湖关系调控决策 412
10.4江湖关系调控的总体策略 414
10.4.1 优化长江和两湖干支流水库群联合调度 415
10.4.2 审慎对待洞庭湖城陵矶和鄱阳湖湖口水利枢纽工程建设 417
10.4.3 疏浚洞庭湖荆江三口和增加鄱阳湖碟形湖建议调控枯水期水量 420
10.4.4 加大湖区综合管理力度 422
主要参考文献 424