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近20年来长江九江段与鄱阳湖水情的变化

媒体:原创  作者:闵骞 陈家霖
专业号:鄱湖人家 2008/9/6 14:41:23
 
 
近20年来长江九江段与鄱阳湖水情的变化
闵骞1  陈家霖2
(1 江西省鄱阳湖水文局 江西九江 332800;2 江西省水文局 江西南昌 330002)
 
摘  要  分别以九江水文站和星子水文站的水情代表长江九江段和鄱阳湖的水情,通过分析九江站和星子站1988~2007年水情变化,表明无论是长江九江段还是鄱阳湖,2003~2007年的水情,较1988~2002年的水情明显偏枯,最高、最低、平均水位均呈下降变化趋势,最大、平均流量都呈减小变化趋势。总体上说,近20年来长江九江段与鄱阳湖水位呈逐渐下降态势,大洪水减少、严重枯水增多趋势明显,水情朝偏枯方向发展。
 
关键词  水情  变化  长江九江段  鄱阳湖
 
长江干流自西而东,横贯中国中部,流经青海、西藏、四川、云南、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海共11个省、自治区、直辖市,在江西境内西起九江市下属的瑞昌市巢湖,东至九江市彭泽县的牛矶山,全长151.9km,其中伸入鄱阳湖于内河部分9.3km,实际长度142.6km,包括上、中段77.6(为长江中游尾部,湖口以西)和下段65km(为长江下游首部,湖口以东),因全部在九江市辖区内,故称长江九江段。长江九江段在赛城湖以西自西北向东南流,赛城湖以东改由西南向东北流【1】
鄱阳湖位于长江中下游南岸,江西省北部,是目前中国最大的淡水湖。鄱阳湖承纳江西省境内的赣江、抚河、信江、饶河、修河五大江河(简称五河)与各河控制水文站以下区间来水,经湖盆调节后由湖口汇入长江,是一个过水性、吞吐型、季节性湖泊。鄱阳湖流域面积162225km2,约占长江流域总面积的9%,占大通站以上流域面积的9.5%;鄱阳湖多年平均出湖径流量1436×108m3,约占大通站多年平均年径流量的16.5%,表明鄱阳湖流域降水丰沛,水量较多。
本文通过九江水文站和星子水文站1988~2007年水情变化的分析,揭示20年来长江九江段和鄱阳湖水情的变化规律。
1 水情基本特征
1.1长江九江段水情特征
九江水文站位于长江九江段中间偏上游位置,在鄱阳湖出口——湖口以上32km处,本文以九江站为代表,分析长江九江段水情基本特征及其近20年来的变化规律。
九江站历年(19042007年)最高水位23.03m(吴淞基面,下同),出现在1998年8月2日;历年最低水位6.48m,出现在1901年3月11日;水位多年变幅达16.55m。九江站多年平均水位13.76m,月平均水位以7月的18.25m最高,其次是8月的17.68m和9月的17.05m;月平均水位的最低值出现在12月,为8.92m,其次是2月的9.08m;月平均水位自1月至7月逐月升高,7月至12月逐月降低2
九江站19882007年最大流量75000m3/s,出现在1996年7月23日;最小流量5850m3/s,出现在1999年3月11日;多年平均流量23500m3/s,是汉口站同时期平均流量的1.04倍。月平均流量以7月的43300m3/s最大,其次是8月的37900m3/s和9月的34600m3/s,与月平均水位的最高值的出现时间一致。月平均流量的最小值出现在1月,为10250m3/s,其次是2月的11000m3/s,与月最低水位的出现时间也一致。
1.2鄱阳湖水情特征
星子水文站位于鄱阳湖北部湖口水道进口处,离湖口45km,以该站为代表,分析鄱阳湖水情基本特征及其近20年来的变化规律。
星子站历年(1950~2007年)最高水位22.52m,出现在1998年8月2日;历年最低水位7.11m,出现在2004年2月4日;多年水位变幅达15.41m,居长江中下游各大湖泊之首3
星子站多年平均水位13.39m,月平均水位以7月的17.80m最高,其次是8月的16.78m和6月的16.13m;月平均水位最小值出现在1月,为9.03m,其次是2月的9.67m和12月的9.81m;月平均水位1月至7月逐月升高,7月至12月逐月降低,与九江站月平均水位的年内变化趋势大体相同,不同之处在于星子站6月平均水位高于9月平均水位,而九江站则是9月平均水位高于6月平均水位,是江、湖洪水过程时间差异的表现。
 星子站年最高水位16.00~22.52m,其多年平均值19.14m;年最高水位一般出现在5~9月,出现在5月的仅占3.6%,出现在6~7月的占78.2%,以出现在7月的最多,占58.2%,出现在8月和9月的分别为10.9%和7.3%。年最低水位7.11~9.44m,其多年平均值8.04m,一般出现在12月~次年3月,以出现在12次年1月的最多,占70.9%(12月和1月分别为34.5%和36.4%);其次是2月,占23.6%;出现在3月的较少,只占5.5%。
1.3江、湖水情关系
星子站位于湖口水道上侧,距鄱阳湖出口仅45km;九江站位于湖口上游,离湖口仅32km;在江湖水力联系密切的情况下,星子站水情与九江站水情相互影响较大,相互关系较为密切,如两站年最高水位与平均水位的多年变化一致性很强,两站年最高水位、年平均水位的相关关系极为密切。而星子、九江两站年最低水位的多年变化过程的一致性较差,两站年最低水位的相关点据很散乱,表明水位越高,星子站与九江站水情关系越密切;水位越低,星子、九江两站水情之间的变化差异越大。同时又表明鄱阳湖枯水的成因比洪水的成因更为复杂,枯水期江湖水情关系更加紊乱。这与鄱阳湖与长江九江段水位越高水力联系越密切,水位越低江湖水力联系越小是一致的。尤其是中、高水期,鄱阳湖出流与长江九江段湖口以上江水下泄互为顶托,相互影响与制约4,致使星子站水位涨落与九江站水位涨落更加一致。
从水系角度上看,湖口处于江、湖过渡位置,九江、湖口、星子3站水位之间的关系对比情况,可以揭示鄱阳湖与长江九江段不同时期水情的主要决定性因素。3~5月星子站平均水位高于九江站平均水位,并均高于湖口站平均水位,而6~12月和1~2月则转变为九江站平均水位高于星子站平均水位,并且均高于湖口站平均水位,表明在3~5月涨水时期,长江九江段与鄱阳湖的水情主要受鄱阳湖流域内降水与五河来水的控制,其它时期或由长江来水与鄱阳湖来水共同控制,或由长江来水起主要控制作用。
2 近20年来水情变化
2.1 长江九江段水情变化
九江站2003~2007年平均水位12.80m,比1988~2002年平均水位13.95m偏低1.15m,比1988~1992年、1993~1997年和1998~2002年平均水位均低(分别偏低1.14m、0.94m和1.34m),表明2003~2007年是近20年来水位最低的5年(每5年的平均值而言,下同;见表1)。
表1  九江站水位变化统计
年  段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1988-1992
9.22
10.07
12.02
14.29
15.34
16.54
18.70
16.99
16.55
14.96
12.45
10.20
13.94
1993-1997
9.36
9.39
10.30
12.87
14.47
16.72
19.33
18.39
16.28
14.79
12.42
10.92
13.77
1998-2002
9.90
9.78
11.02
12.35
15.05
16.63
19.48
18.53
18.17
15.20
13.07
10.49
14.14
2003-2007
9.11
9.43
11.01
11.50
13.93
15.90
17.26
16.36
15.81
13.31
10.76
9.23
12.80
1988-2002
9.49
9.29
11.11
13.17
14.95
16.25
19.17
17.97
17.00
14.98
12.64
12.54
13.95
1988-2007
9.40
9.66
11.09
12.75
14.70
16.45
18.69
17.57
16.71
14.57
12.17
10.21
13.66
 
与1988~2002年相比,除2月外,2003~2007年各月的平均水位均偏低,以12月偏低幅度最大,达3.31m;其次是7月和11月,分别偏低1.91m和1.88m;偏低幅度最小的是3月,仅偏低0.10m;2月份九江站2003~2007年平均水位较1988~2002年偏高0.14m,与三峡水库在长江上中游干流出现年最低水位最多的时期加大泄水量向长江中下游补水有关。
九江站2003~2007年年最高、最低水位的平均值,均较1988~2002年平均值偏低,分别偏低1.93m和0.73m;与年平均水位相类似,2003~2007年年最高水位的平均值,比1988~1992年、1993~1997年及1998~2002年年最高水位的平均值均偏低,是近20年来年最高水位最低的5年;2003~2007年年最低水位也是近20年来最低的5年(见表2),说明2003~2007年5年,是近20年来较大洪水最少的时期,也是长江九江段枯水最严重的5年。
 
表2  九江站水位、流量极值变化统计
项  目
水 位 极 值 (m)
流 量 极 值 (m3/s)
年  段
最高
水位
均值
21m
以上年数
最低
水位
均值
8m
以下
年数
最大
流量
均值
65000m3/s
以上
年数
最小
流量
均值
8000m3/s以下
年数
1988-1992
20.53
0
8.35
0
60700
1
7570
4
1993-1997
20.84
2
8.35
2
57300
1
7510
2
1998-2002
20.51
2
8.50
1
61600
3
8480
1
2003-2007
18.70
0
7.67
1
54400
0
8730
0
1988-2002
20.63
4
8.40
3
59900
5
7850
7
1988-2007
20.14
4
8.22
4
58500
5
8070
7
 
九江站2003~2007年平均流量21800m3/s,较1988~2002年平均流量24000m3/s偏小2200m3/s,偏小幅度为9.2%。月平均流量2003~2007年较1988~2002年偏少的是4~12月;1~2月为相反情况,2003~2007年的月平均流量大于1988~2002年同月的平均流量;3月份后5年(2003~2007年)的月平均流量与前15年(1988~2002年)相同(见表3)。后5年平均水位比前15年平均水位偏低的幅度与程度,均远大于后5年平均流量比前15年平均流量偏小程度,可能与近10年来长江航道整治力度逐年加大等人为因素有关5
九江站2003~2007年年最大流量的平均值为54400m3/s,较1988~2002年年最大流量的平均值59900m3/s偏小5500m3/s,偏小程度与年平均流量一致,也是偏小9.2%;且分别较1988~1992年、1993~1997年和1998~2002年最大流量的平均值偏少6200m3/s、2900m3/s和7200m3/s,分别偏小10.4%、5.1%和11.7%,是近20年来最小时期(见表2)。
 
 
表3   九江站流量变化统计
年  段
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1988-1992
9800
12900
16600
22300
27500
35400
36800
31800
34000
22400
15200
9810
23500
1993-1997
9580
9580
11300
17400
22000
30800
45400
39600
30800
26000
18000
12800
22800
1998-2002
11300
10500
13700
16800
27600
32500
50800
45600
40000
27200
20100
13000
25700
2003-2007
10340
11100
14800
15200
23100
30600
40300
34800
33700
22200
14900
10800
21800
1988-2002
10200
11000
14800
18800
25700
32900
44300
39000
34900
25200
17800
11900
24000
1988-2007
10300
11000
14090
18000
25052
32328
43303
38000
34600
24400
17100
11800
23500
 
值得注意的是,2003~2007年年最小流量8730m3/s,不仅比1988~2002年年最小流量7850 m3/s偏大880m3/s,偏大程度为11.2%,而且分别比1988~1992年、1993~1997年和1998~2002年最小流量的平均值分别偏大1160m3/s、1220m3/s和250m3/s,偏大程度分别为15.3%、16.2%和2.9%,是近20年来年最小流量最大的时期,与近20年来九江站年最低水位的变化正好相反,进一步说明近5年来长江九江段水位偏低,极可能与非自然因素有关6
2.2 鄱阳湖水情变化
鄱阳湖星子站2003~2007年平均水位12.50m,较1988~2002年平均水位13.97m偏低1.29m,偏低幅度较长江九江站大0.14m。2003~2007年各月平均水位均低于1988~2002年同月平均水位(见表4),以7月平均水位偏低2.14m幅度最大,其次是11月的2.11m和4月份的2.01m;月平均水位偏低最小的月份是3月,仅偏低0.13m,其次是6月的0.74m。除9月份外,其它11个月的月平均水位均为近20年来最低时期(以每5年的平均值为对比指标,下同),2003~2007年9月的月平均水位15.28m,仅高于1988~1992年9月的平均水位15.05m,分别较1993~1997年、1998~2002年同月平均水位偏低1.02m和2.42m。
表4  星子站水位变化统计
年段
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
1988-1992
9.83
10.94
10.91
14.46
15.40
16.53
18.60
16.50
15.05
14.03
11.78
9.83
13.65
1993-1997
9.32
9.51
11.64
13.61
14.13
16.02
18.88
18.13
16.30
14.25
12.26
10.56
13.72
1998-2002
10.10
10.35
11.08
12.93
14.84
16.28
18.99
18.00
17.70
14.71
12.64
10.37
14.00
2003-2007
8.86
9.33
11.08
11.60
13.70
15.54
16.68
15.89
15.28
12.74
10.12
9.24
12.50
1988-2002
9.75
10.27
11.21
13.67
14.79
16.28
18.82
17.54
16.35
14.33
12.23
10.25
13.79
1988-2007
9.03
9.67
11.13
12.96
14.79
16.13
17.80
16.78
16.03
14.50
12.09
9.81
13.39
 
除1998年平均水位异常偏高外,近20年来其它各年的年平均水位构成的时间序列,具有显著的总体下降趋势。表明在1988~2007年20年内,长江九江段与鄱阳湖水位呈下降变化趋势,水情朝偏枯方向发展。
2003~2007年的年最高水位平均值为18.22m,较1988~2002年年最高水位的平均值20.20m偏低1.98m,是近20年来年最高水位平均值最低的5年(见表5),分别较1988~1992年、1993~1997年和1998~2002年年最高水位平均值偏低1.86m、2.31m和1.78m;与近20年来年平均水位的总体变化趋势类似,年最高水位在近20年中也呈明显的降低趋势。同样,年最低水位的5年平均值也在2003~2007年出现最小值,分别比1988~1992年、1993~1997年和1998~2002年偏低0.68m、0.68m和0.83m,比1988~2002年年最低水位平均值偏小0.73m。
表5  星子站水位极值变化统计
项  目
最 高 水 位
最 低 水 位
年  段
平均值
21m以
上年数
20m以
上年数
平均值
8m以
下年数
7.5m以
下年数
1988-1992
20.08
0
3
8.35
0
0
1993-1997
20.53
2
3
8.35
0
0
1998-2002
20.00
2
3
8.50
1
0
2003-2007
18.22
0
0
7.67
4
3
1988-2002
20.20
4
9
8.40
1
0
1988-2007
19.71
4
9
8.22
5
3
 
2.3 20062007年枯水特征
长江九江段与鄱阳湖在2006~2007年出现了连年严重干旱,年最高、平均、最低水位均为近20年来连年最低值,尤其是九江站和星子站12m、10m以下枯水的出现时间远比正常年份偏早,持续时间较正常年份显著偏长(见表6),且2006年创造了枯水出现时间最早、枯水持续时间最长的历史记录。
由表6可见,2006年鄱阳湖流域内的降水量仅比1988~2007年平均值偏少1.9%,但2006年长江上中游来水量(九江站年径流量)则较1988~2007年平均来水量偏少18.1%,表明长江九江段与鄱阳湖2006年严重枯水主要由于长江上中游来水量严重偏少造成。2007年长江上中游来水量比1988~2007年平均值偏少11.1%,偏少幅度明显小于2006年,但2007年鄱阳湖流域降水量较1988~2007年平均值偏少24.5%,且主要偏少时间在秋冬季。在长江上中游来水偏少与鄱阳湖流域降水偏少共同作用下,2007年鄱阳湖再次出现严重枯水,九江站与星子站年最低水位较2006年更低,尤其是鄱阳湖都昌以上南部湖区,出现了自1950年以来的最低水位。
表6  九江、星子站2006、2007年水情特征
年份
九江平
均流量
九   江   水   文   站
最 高
水 位
最 低
水 位
平均
水位
12m以
下初日
12m以
下天数
10m以
下初日
10m以
下天数
2006年
16900
16.89
8.09
11.80
09.11
237
11.09
114
2007年
20900
19.00
8.02
12.21
10.20
175
11.12
130
多年平均
23500
20.13
8.46
13.71
11.17
135
12.17
68
年份
江西省
降水量
星   子   水   文   站
最 高
水 位
最 低
水 位
平均
水位
12m以
下初日
12m以
下天数
10m以
下初日
10m以
下天数
2006年
1633
16.73
7.80
11.57
08.21
258
9.27
158
2007年
1257
18.49
7.29
11.83
10.22
176
10.31
145
多年平均
1664
20.61
8.67
14.16
11.17
130
12.11
73
 
总的来说,鄱阳湖2006年枯水出现时间之早与持续时间之长创历史新记录,而2007年枯水位创历史最低新记录,类似与2006~2007年的连年干旱,近100年来仅出现了4次,其它3次分别为1963~1964年、1956~1957年和1978~1979年,平均25年一遇。
3 水情变化原因分析
以上分析表明,无论是长江九江段(九江站),还是鄱阳湖(星子站),2003~2007年的水情,较1988~2002年的水情明显偏枯,最高、最低、平均水位均呈下降变化趋势,最大、平均流量都呈减小变化趋势。总体上说,近20年来长江九江段与鄱阳湖水位呈逐渐下降态势,大洪水减少、严重枯水增多趋势明显。
造成长江九江段与鄱阳湖水情朝偏枯方向发展的原因,一般认为在于长江上中游地区与鄱阳湖流域降水变化和三峡工程运行及江、湖底床变化3个方面7,其中江、湖底床变化因缺乏江、湖水下地形测量资料而无从论证,大多数专家认为在三峡工程运行的前30年内,由工程对水量调节造成的对江、湖底床的影响程度不大,不会对洪、枯水情变化起重大作用;而主要是人为活动造成的江、湖底床变化对水情演变的作用,而且主要是对枯水的影响,对中高水的影响较小,因而江、湖底床变化不会成为影响长江九江段与鄱阳湖水情变化的关键因素。下面着重分析三峡工程运行对长江九江段与鄱阳湖2003~2007年水位的影响,以有利于对水情演变成因的初步了解与认识。
三峡工程于2003年5月5日实现第一次蓄水,6月11日蓄至库水位135m;2006年9月20日进行第二次蓄水,10月28日蓄至库水位156m,标志着三峡工程进入运行初期,目前仍处于初期运行阶段。根据三峡工程2003~2007年逐日入、出库流量过程,利用基于马斯京根法的河道分段连续流量演算公式,计算长江九江站与鄱阳湖星子站受三峡工程运行影响的水位变化量,结果表明,三峡工程蓄水期运行对长江九江段与鄱阳湖水情的影响,列预泄期、拦洪期、蓄水期及补水期4个阶段之首,且正值长江九江段与鄱阳湖水位快速下退期,如遇干旱年份,极易造成长江九江段与鄱阳湖严重枯水,对长江九江段与鄱阳湖周围抗旱取水影响极大,且容易引发生态缺水与生态干旱。例如2006年三峡工程蓄水期运行造成九江站与星子站水位最大降低量分别达2.27m和2.20m(10月15日),占当时星子站实测水位较正常年同期水位偏低6.03m值的36.5%,表明2006年10月长江九江段与鄱阳湖严重枯水的出现,三峡工程蓄水虽然起了重要作用,但仍不是最重要的作用,起主导作用的因素依然是长江上中游来水严重偏少与鄱阳湖降水偏少、五河来水偏少等自然水文、气候因素。这也即是造成近20年来长江九江段与鄱阳湖水位呈逐渐下降趋势、大洪水明显减少、严重枯水显著增多的根本原因。
4 结语
长江九江段和鄱阳湖是江西省最重要的水系,而且两者水情关系密切。长江九江段与鄱阳湖水情变化,对江西省北部防汛抗旱及其水情预报影响极大。
本文通过统计与计算,表明近20年来长江九江段与鄱阳湖最高、平均、最低水位均呈显著的下降趋势,长江九江段最大、平均流量均呈明显的减小趋势,其原因主要在于长江上中游来水减少、鄱阳湖流域降水与江西五河来水减少,三峡工程10月份蓄水对于降低长江九江段与鄱阳湖10~11月水位的作用显著,在一定程度上加剧了长江九江段与鄱阳湖10~11月枯水。为此,建议有关部门调整三峡工程蓄水时间,通过适当提前蓄水时间、延长蓄水期,降低工程蓄水对长江九江段与鄱阳湖枯水的不利影响。
 
参考文献
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7 朱宏富,金锋,李荣坊。鄱阳湖调蓄功能与防灾综合治理研究。北京:气象出版社,2002年。
 
本文为江西省水利厅科技课题《三峡工程运行前、后长江九江段与鄱阳湖水情的研究》(合同编号200708)中的部分成果。
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