鄱阳湖水流特性与水环境特征研究

发布时间：2020-10-16 15:40

　　 鄱阳湖是位于长江中下游的我国最大的大型动态浅水湖泊,具有水位变化幅度大、湖底地形复杂、水草茂盛等特点。掌握其水流运动、水环境演变、江湖水文关系等自然规律,是加强鄱阳湖湿地生态系统的保护、科学合理地开发利用湖区资源的重要前提与基础。本文对鄱阳湖的水流特性和水环境特征进行了深入研究,主要工作和结论： (1)为研究水流特性,根据鄱阳湖“高水成湖、低水似河,,的水流特性,建立了适用于鄱阳湖的水流特性研究的理论数值模型。针对鄱阳湖空间尺度计算域的复杂性,为了较好的概化湖域内具有深水河道和滩地的地形特征,采用自适应结构化网格剖分计算域,有效地提高了模型的计算效率和精细度。此外,基于湖区定断面、定水位的湖流-水质监测系统,拟定了5个特征形态典型水位下的水流数值模拟方案。每个方案模拟历时两天,模拟结果包括深水河槽、浅水洲滩、碟形湖等不同湖底地形单元网格的水位、水深、流速和流量。对特征形态典型水位下的水位、水深、流速、局部区域(碟形湖蚌湖、松门山、东北湖汊群水域、赣江南、中、北三支河口三角洲前缘)的形态规律及其影响规律进行了分析与总结。 (2)为阐明水环境特征,将(?)理论引入到湖泊生态系统水环境特征研究中,建立了湖泊品量(?)模型。基于Szargut模型,将纯水作为参考环境RE,以鄱阳湖水质保护目标(《国家地表水环境质量标准》下的湖泊Ⅲ类水标准)作为对照基准,通过单因素及综合环境品量(?)对鄱阳湖水环境特征进行现状评价和预测。 (3)综合鄱阳湖水流特性和水环境特征研究,得出结论如下： 1)低枯水位情况下,东水道航道可能会出现碍航现象。 2)湖相涨水期流场结构比河相涨水期和退水期、以及湖相退水期复杂。 3)松门山两侧水流在湖相涨水期间流速差异明显,其周边湖面出现顺时针方向环流(在湖相和河相的退水情形下,环流方向为逆时针)。 4)湖相涨水情形下,主湖区的水流向东北湖汊群水域倒灌,流速极小,不利于污染物质扩散和消减。 5)鄱阳湖湖相涨水期,赣江南、中、北三支河口三角洲前缘水域受到抚河、信江入湖水流顶托,流速小,流向指向赣江入湖河口,对污染物消散、降解极为不利。 6)高锰酸盐、氨氮指标以优的环境品量总体上湖相比河相好；在湖相下,退水状态劣于涨水状态；在河相下,退水状态好于涨水状态。总磷和总氮以劣的环境品量总体上湖相比河相差；在湖相和河相下,总磷的环境品量在退水状态下均劣于涨水状态,总氮的环境品量在退水状态均好于涨水状态。随水位增加,湖泊(?)总量呈增长趋势,水位12m是一个分界线,低于12m增势较缓,高于12m增势较快。 7)过去认为鄱阳湖水体主要污染物是总磷和氨氮,研究结果表明,鄱阳湖水体达不到地表水Ⅲ类(湖泊)标准的主要污染物是总磷、总氮,其次是氨氮。 8)鄱阳湖入湖污染负荷,除了赣、抚、信、饶、修等五河携带的生活污水、工业废水等规则性排放污染物以外,降水后径流携带的面源污染物是鄱阳湖水质超过地表水Ⅲ类(湖泊)标准的重要因素。 9)流向流速分布直接影响氮磷等污染物质扩散能力及其分布。研究表明,湖相状态仅体现为达标水体面积比河相状态大些；高水位时(湖相)赣江南支、乐安河、信江西支等入湖处及附近水域以及共青城南湖水域容易出现总氮、总磷超标；低水位时(河相)入江水道容易出现总氮、总磷超标,有时甚至扩展到松门山附近水域；由于水产养殖投放饲料肥料,撮箕湖等东北湖汊群水域几乎常年氮磷超标。
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X524;X143
【部分图文】：

地一种捕鱼方式，名曰“斩湖”。这样，经过人工改造形成了现在的季节性碟形湖。湖盆内共有2km2以上季节性碟形湖70个（图2.2)，总面积达600 km2以上。其中鄱阳湖国家级保护区内有9个，南肌山国家级自然保护区内有23个，面积较大的有大汊湖、妹湖、林充湖、蚕豆湖、神塘湖等。季节性碟形湖具有特殊的地貌和水文条件，生物多样性丰富，在鄱阳湖湿地生态系统中发挥着独特的作用。碟形湖湖底平坦，湖底高程多在11?13m之间，南部碟形湖要略高于北部。枯水季节与通江水体分离，存在一定的水位差，最大水位差可达6m。碟形湖多有排水沟和排水闹与周边水体相连

进入春讯（又叫“桃花讯”)，5、6月为主讯期，称为夏讯，7月中下旬到8月上旬往往出现伏旱期，8月中旬至9月出现秋讯，图2.3中2012年水位过程中，3月出现一个小峰（春讯)，5、6月出现第二个峰（夏讯)，8月出现第三个峰；2012年降水比较均勾，没有出现伏旱。鄱阳湖水位不仅受流域内河流来水影响，还受长江干流水位制约。五河主讯期4?6月，长江主讯期7?8月。如果五河洪水推迟与长江洪水遭遇，鄱阳湖就会出现特大洪水，1998年均属于这种情况（见图2.3)。1998年鄱阳湖流域全年平均降雨量2033mm

湖区水道具有一定的水位降幅，星子站水位越低，水位降幅越陆。湖区各站水位差别越大（图2.4)。一般情况下，星子站水位上涨时，与上游水文站落差较大；水位下降时落差较小（图2.4)，符合非恒定流绳套状规律。—雜站:i -,z/ / —都H站水位（m) , y— 星子站, / 湖口站 VI ?? 吴城站 、I71 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份图2.4翻阳湖各水文站；]甲?均水位变化比较2.1.4.2鄱阳湖与长江干流水文关系鄱阳湖水位变化受五河和长江来水的双重影响，讯期长达半年之久（4?9月）。其中4?6月为五河主讯期，7?8月为长江主讯期，湖区水位受长江洪水顶托或倒灌影响而壅高，水位长期维持高水位，湖面年最高水位一般出现在7?25
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本文编号：2843447