出版信息

出版社：科学出版社

ISBN：9787030706041

品牌：科学出版社（SCIENCE PRESS）

出版时间：2022-02-01

页数：387

作者简介

熊明，现任长江水利委员会水文局总工程师，二级正高级工程师，具有注册土木工程师（水利水电工程）、注册测绘师职业资格，长期从事流域水文水资源规划、水情预报、河道演变分析及水库综合调度等方面的科研与生产实践。先后主持完成国家重点研发计划、国家科技支撑计划、水利公益性行业科研专项等多项国家或省部级科研课题。发表论文50余篇；主编或参与编写出版专著9部，获湖北省科技进步奖一等奖2项、湖北省或水利部大禹科技进步奖二等奖6项、长江委科技进步奖2项，2009年获得“长江水利委员会重大成就奖”荣誉称号。

内容简介

本书采用近60年来的系列观测资料，对长江中游江湖水沙过程、江湖关系水沙交换、气候变化、大型水利工程、下荆江裁弯、湖区围垦等自然变化及人类活动导致的水沙过程变异及其对江湖关系的影响等方面开展了较为系统的研究，全面反映20世纪50年代以来长江中游江-河-湖泥沙输移规律、不同时期江湖分汇流变化、河床冲淤与泥沙交换、江湖关系变化及其驱动机制，为长江中下游江湖综合治理与保护、江湖河道整治和三峡工程综合效益的发挥，提供了极为重要的技术支撑。

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及现状 1

1.1.1 研究背景及必要性 1

1.1.2 国内外研究现状 2

1.2 研究区域、数据源及主要方法 10

1.2.1 研究区域 10

1.2.2 数据源 11

1.2.3 主要研究方法 18

1.3 研究思路与主要内容 19

1.3.1 研究思路 19

1.3.2 主要研究内容 20

第2章 长江中游江-河-湖水沙基本特征 22

2.1 江、湖概况 22

2.1.1 长江中下游河道 22

2.1.2 洞庭湖 28

2.1.3 鄱阳湖 32

2.2 江湖径流、泥沙特征 35

2.2.1 径流 35

2.2.2 泥沙 42

2.3 长江中游江-河-湖泥沙通量变化过程 48

2.4 本章小结 52

第3章 长江中游江湖分流分沙关系变化研究 54

3.1 荆江三口分流口门河道演变 54

3.1.1 松滋口口门 54

3.1.2 太平口口门 61

3.1.3 藕池口口门 68

3.2 荆江三口分流洪道冲淤演变 73

3.2.1 河床冲淤变化 73

3.2.2 河床断面形态变化 75

3.3 荆江三口分流分沙变化 83

3.3.1 年际变化 85

3.3.2 年内变化 90

3.3.3 分流能力变化 92

3.3.4 总体变化规律 95

3.4 三口分流分沙变化机理与趋势探讨 97

3.4.1 三口分流分沙变化机理 97

3.4.2 三口分流分沙变化趋势探讨 109

3.5 本章小结 110

第4章 长江中游江湖汇流关系变化研究 112

4.1 长江—洞庭湖汇流河道演变 112

4.1.1 深泓变化 112

4.1.2 深槽变化 114

4.1.3 典型横断面变化 115

4.1.4 河床冲淤变化 117

4.2 长江—鄱阳湖汇流段河道演变 118

4.2.1 深泓变化 118

4.2.2 滩槽变化 120

4.2.3 典型横断面变化 122

4.2.4 河床冲淤变化 124

4.3 长江—洞庭湖顶托关系变化 126

4.3.1 顶托关系变化特征 127

4.3.2 顶托作用大小及范围 135

4.3.3 顶托影响因素 143

4.4 长江—鄱阳湖倒灌关系变化与机理 149

4.4.1 长江倒灌鄱阳湖基本特征 149

4.4.2 倒灌水流平面二维数值模拟 156

4.4.3 长江倒灌鄱阳湖基本条件 168

4.5 本章小结 171

第5章 江湖关系调整期泥沙交换及响应 173

5.1 江湖系统内、外部条件变化 173

5.1.1 水利枢纽工程 174

5.1.2 河(航)道整治工程 176

5.1.3 湖区围垦与治理工程 180

5.2 江湖泥沙交换 182

5.2.1 长江干流沿程泥沙交换 183

5.2.2 长江—洞庭湖泥沙交换 188

5.2.3 长江—鄱阳湖泥沙交换 189

5.3 长江干流河道泥沙冲淤及响应 190

5.3.1 河床冲淤变化 190

5.3.2 河床形态响应特征 191

5.3.3 水位变化 197

5.4 洞庭湖、鄱阳湖泥沙冲淤及响应 200

5.4.1 洞庭湖 200

5.4.2 鄱阳湖 202

5.5 本章小结 204

第6章 江湖关系相对稳定期泥沙交换及响应 206

6.1 江湖系统内、外部条件 206

6.1.1 水利枢纽工程 208

6.1.2 河(航)道整治工程 211

6.1.3 水土保持工程 214

6.1.4 退田还湖、平垸行洪工程 218

6.2 江湖泥沙交换 219

6.2.1 长江干流沿程泥沙交换 220

6.2.2 长江—洞庭湖泥沙交换 222

6.2.3 长江—鄱阳湖泥沙交换 224

6.3 长江干流河道泥沙冲淤响应 224

6.3.1 河床冲淤变化 224

6.3.2 河床形态响应特征 227

6.3.3 水位变化 237

6.4 洞庭湖、鄱阳湖泥沙冲淤响应 239

6.4.1 洞庭湖 239

6.4.2 鄱阳湖 243

6.5 本章小结 247

第7章 新条件下长江中游江湖泥沙交换及响应 248

7.1 江湖系统内外部条件变化 249

7.1.1 河湖系统控制性水库群 250

7.1.2 水土保持工程 255

7.1.3 河(航)道整治工程 256

7.1.4 人工采砂活动 261

7.1.5 地震、泥石流等 262

7.2 江湖泥沙交换 262

7.2.1 长江干流沿程泥沙交换 263

7.2.2 长江—洞庭湖泥沙交换 265

7.2.3 长江—鄱阳湖泥沙交换 266

7.3 长江干流河道泥沙冲淤响应 266

7.3.1 河床冲淤变化 266

7.3.2 河床形态响应特征 270

7.3.3 水位变化 289

7.4 洞庭湖、鄱阳湖泥沙冲淤及响应 291

7.4.1 洞庭湖 291

7.4.2 鄱阳湖 297

7.5 本章小结 303

第8章 长江中游江湖关系自然因素驱动机制 305

8.1 新构造运动 305

8.2 气候(以降水为代表)变化 306

8.2.1 长江上游降水量变化分析 306

8.2.2 长江上游来水与降水关系分析 307

8.2.3 洞庭湖水系水量与降水量关系 309

8.2.4 鄱阳湖水系水量与降水量关系 311

8.3 长江中下游河床自适应调整 312

8.3.1 河床冲淤调整 313

8.3.2 河床粗化调整 315

8.3.3 河床纵剖面调整 318

8.3.4 河床断面形态调整 320

8.3.5 洲滩形态调整 322

8.4 湖泊自然淤积 324

8.4.1 湖泊自然淤积成因分析 324

8.4.2 长江中游湖泊沉积特征 325

8.5 本章小结 326

第9章 人类活动对长江中游江湖关系演变的影响机制研究 328

9.1 湖区围垦与退田还湖 328

9.1.1 湖区围垦 328

9.1.2 退田还湖 332

9.2 下荆江系统裁弯工程 333

9.2.1 对干流河道的影响 333

9.2.2 对长江—洞庭湖关系的影响 339

9.3 水利枢纽工程 344

9.3.1 长江上游水库群的拦沙效应 344

9.3.2 长江中下游河湖的水沙重分配效应 346

9.3.3 长江中下游河湖水沙平衡重建机制 353

9.3.4 长江中下游河湖水情综合效应 361

9.4 水土保持工程 367

9.4.1 长江上游水土保持工程减沙作用 367

9.4.2 两湖水土保持工程减沙作用 369

9.5 河湖采砂活动 373

9.5.1 干流河道及湖泊的采砂活动 373

9.5.2 河床采砂下切的概化模拟 376

9.5.3 河床下切对枯水的影响 377

9.6 本章小结 381

参考文献 384

部分内容展示

第1章 绪 论

1.1 研究背景及现状

1.1.1 研究背景及必要性

历史上，长江沿江两岸通江湖泊星罗棋布，形成了自然的江、河、湖复合水生态系统。长期演变形成的江湖水沙关系错综复杂，其变化历经沧桑，一方面，随着泥沙的逐年淤积，入湖水道淤塞、湖盆逐渐淤高，湖泊调蓄洪水的能力逐渐降低；另一方面，随着沿江两岸人口的快速增长和社会经济的发展，湖泊蓄洪垦殖和围垦活动增多，洞庭湖、鄱阳湖湖面日益分割缩小，洪水溃垸、湖垸互换现象频繁，部分蓄洪垦殖区、围垦区均已发展成为我国重要的商品粮、棉、油、麻基地，仅在江堤内的低洼地区保留着一些内湖作为蓄渍区。至1984年年底，长江中游尚存的大型通江湖泊仅有洞庭湖和鄱阳湖，其他通江湖泊均已建闸控制或垦殖。因此，当前长江中游江湖关系实际是指长江与洞庭湖和鄱阳湖的关系。

与国内外同类河-湖关系相比，自然通江的洞庭湖、鄱阳湖与长江之间形成的江湖水力联系及水沙交换关系极为复杂。洞庭湖接纳长江松滋口、太平口和藕池口(调弦口1958年建闸，以下简称荆江三口)分流及湘江、资水、沅江、澧水(以下简称湖南四水)来水来沙，调蓄后在城陵矶与长江汇流，形成吞吐长江之势；鄱阳湖承接上游赣江、抚河、信江、饶河、修水来水来沙，由湖口北注入长江，与长江相互顶托(长江间或倒灌入湖)，长江水情变化直接影响鄱阳湖的水量变化。长江与洞庭湖、鄱阳湖之间不同的水沙交换特性，形成了各具特色的江湖关系，其规模、复杂性及重要性独一无二。近百年来，在一系列江湖整治工程、水土保持工程、水利枢纽工程等的影响下，江湖关系发生了剧烈调整，与长江中游江湖水系愈演愈烈的洪旱灾害之间的互馈作用备受关注。特别是近年来，三峡工程等上游控制性水利枢纽相继建成运行，强力驱动着江湖关系进入新一轮的调整，三峡工程运用引起的江湖关系改变及其对洞庭湖、鄱阳湖的影响越来越受到学术界的关注，从而大大提升了江湖关系这一概念的关注度，也极大地拓展了江湖关系概念的内涵。因此，从宏观层面了解江湖关系的概念、内涵及其表征，剖析江湖关系变化与水资源季节性短缺、湖泊局部水质下降与富营养化加重以及湖泊和洲滩湿地生态退化等一系列水问题之间错综复杂的关系，客观评价三峡工程蓄水运行的影响，成为政府、社会和学术界共同关注的焦点。

水沙交换关系是江湖关系的核心，也是江湖关系变化的纽带。其变化影响着区域的洪水灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全，是长江中游水问题的重要内容。水交换是江湖关系演变的驱动力，泥沙交换是江湖关系演变的物质基础。同时，水和沙均是营养物质、微量元素、污染物等的载体。江湖之间水沙交换关系变化一方面会带来河湖水资源量和泥沙总量的重分配、河道形态及湖盆形态的冲淤调整等直接效应；另一方面会对河湖调蓄能力、生态环境变化等产生间接效应，这些效应反过来又会影响水沙交换的强度。可见，水沙交换贯穿江湖关系变化的始终，是研究江湖关系的前提和基础。

影响江湖水沙交换关系的驱动因子及其作用机制均十分复杂。国内外有关江湖关系的研究并不少见，但近60年以来的系统研究较少，仅有零星的关于河-湖水量交换变化特征的研究，对于江湖水沙交换的驱动研究也往往是单因子的研究，缺乏多因子的系统集成。纵观长期以来江湖水沙交换格局的演变过程，其驱动因子主要包括以气候变化、湖泊淤积、河床自适应调整为主的自然因子，以及水利枢纽工程、水土保持工程、湖区围垦、河道(航道)整治工程、采砂活动等高强度的人类活动。

在不同时期，不同驱动因子对江湖关系演变过程的作用程度存在差异，特别是近年来以三峡水库为代表的上游大型控制性水利工程建成运用后，江湖关系发生了一些新变化，这些变化带来的影响成为社会各界高度关注的焦点问题。三峡工程对长江中游江湖关系变化的影响不是一个独立的过程，而是在此前下荆江系统裁弯、葛洲坝水库枢纽运行、水土保持工程实施等人类活动影响的基础上的延展或叠加效应，且带来的影响将更加深远。因此，通过对荆江三口及江湖交汇河段水文资料和河道地形资料的整理分析及观测试验研究，探讨近60年来长江中游鄱阳湖和洞庭湖与长江江湖水沙分流与顶托(倒灌)关系形成机制、现状特征、作用强度与范围，以及典型水文年江湖水沙交换通量的时空分布格局，对于深刻认识长江中游江湖水沙交换关系现状及形成机制，科学评估不同驱动因子，特别是三峡工程等重大水利枢纽工程对江湖水沙交换关系的影响，都是十分必要的，也可为提出当前面临的或将来可预见的主要问题的解决方案奠定基础，是实现长江大保护的重要前提，意义非凡。