人類活動對洞庭湖區(qū)荊南三河徑流變化的定量影響

張洪波，曹 巍，張雙虎，張艷平

(1.長安大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054； 2.長安大學(xué) 旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應(yīng)教育部重點實驗室，陜西 西安 710054； 3.中國水利水電科學(xué)研究院 水資源研究所，北京 100038)

0 引 言

近年來，受氣候變化和人類活動雙重影響，部分地區(qū)的河流水文過程發(fā)生了顯著變異[1-2]，一系列的非一致性特征對傳統(tǒng)水文學(xué)的應(yīng)用假設(shè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[3]。傳統(tǒng)水文學(xué)認(rèn)為，水文序列是將具有同一統(tǒng)計指標(biāo)的水文參數(shù)值按其發(fā)生的時間先后順序排列而成的數(shù)列，依據(jù)其時間序列特性，可基于已有歷史數(shù)據(jù)對未來的水文變化進(jìn)行預(yù)測；當(dāng)非一致性問題出現(xiàn)時，水文序列的統(tǒng)計特征參數(shù)發(fā)生變化，由歷史數(shù)據(jù)推估未來水文走向的假設(shè)也將不復(fù)存在[4]。從成因角度來看，水文序列主要受確定性因素影響，同時許多隨機和不確定性因素也在擾動徑流過程。因此，水文時間序列常被劃分為確定性成分和隨機性成分。隨機性成分為由隨機和不確定性因素綜合作用引起的不規(guī)則震蕩，往往很難從物理機制角度加以解釋或描述；而確定性成分則基于一定的物理機制形成，如地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)使水文序列包含確定性的(年、月)周期成分，以及氣候變化導(dǎo)致的水文序列在一定時間內(nèi)表現(xiàn)出明顯的趨勢變化等。水文序列的非一致性變化也主要集中在確定性成分上，如氣候的趨勢性變化、下墊面條件的非逆轉(zhuǎn)改變等都會影響流域產(chǎn)匯流過程，進(jìn)而形成差異性的水文序列；此外，人類大規(guī)模的涉水活動也會改變河道內(nèi)原有的水流情勢，使水文序列發(fā)生變異。由于水文序列系多因素綜合驅(qū)動的結(jié)果，故不同因素導(dǎo)致的變異成分在時域上存在疊加問題，很難被肉眼直接觀察到，因此，多需要通過統(tǒng)計學(xué)檢驗方法來識別與診斷[3]。

目前，水文變異識別方法眾多，其中大量的統(tǒng)計學(xué)方法被引入到了水文序列均值變異診斷領(lǐng)域，如累積距平法，(滑動)t檢驗，(滑動)F檢驗，線性回歸法，STARS法[5]，CUSUM、Pettitt、Mann-Whitney U檢驗，Wilcoxon秩和檢驗，Mann-Kendall等非參數(shù)檢驗法和Bayesian變異分析法等。趨勢變異雖被頻繁提及，但因受到統(tǒng)計時段的影響，全局性趨勢和局部性趨勢較難界定，故并未有公認(rèn)的檢驗方法。而水文序列的方差變異雖漸受重視，但識別方法較少，常見的僅有Rodionov法[6]和迭代累積平方和(Iterative Cumulative Sums of Squares,ICSS)法[7]。從以上分析不難發(fā)現(xiàn)，盡管學(xué)術(shù)界對不同水文統(tǒng)計參數(shù)的變異特征均有研究，但對從多參數(shù)進(jìn)行水文序列綜合變異分析極為有限，亟待開展研究。

荊南三河位于洞庭湖口門河系中，長江水通過其分流分沙進(jìn)入洞庭湖，經(jīng)湖泊調(diào)蓄后從城陵磯重匯長江，是連接長江與洞庭湖的紐帶。長江與洞庭湖相互作用、相互影響，形成了獨特的江湖關(guān)系[8-16]。江湖關(guān)系的變化影響著區(qū)域洪澇災(zāi)害防治、水資源開發(fā)利用和濕地生態(tài)環(huán)境保護(hù)等問題，是長江中游和通江湖泊治理的核心問題之一[17]。20世紀(jì)50年代以來，在洞庭湖區(qū)和荊江上下河段發(fā)生了大規(guī)模、高頻次的人類活動，例如攔河建壩、疏河建閘、河道裁彎、修堤筑岸、圍湖造田等，對荊南三河的徑流過程和江湖水沙交換造成了深刻影響[18-21]。本文擬采用STARS法和ICSS法從均值和方差兩個角度識別荊南三河水文變異的類型和時間，并通過梳理與水文變異同期發(fā)生的重大人類活動，揭示引起荊南三河水文變異的物理成因，探求人類活動對江湖演變關(guān)系的定量影響。

1 研究區(qū)概況

1.1 流域水系

荊南三河水系最早被稱為四口河系，其是洞庭湖區(qū)的一部分，范圍包括荊江南岸，洞庭湖北面松滋、太平、藕池、調(diào)弦四口及其分流到洞庭湖的河道(松滋河、虎渡河、藕池河、華容河，也稱荊南四河)所組成的復(fù)雜河網(wǎng)。四口河系龐大，總面積約9 812 km2，約占洞庭湖區(qū)總面積的51%。四口河系地區(qū)是典型的平原水網(wǎng)區(qū)，夾有低山丘陵分布，大致形成北高南低、西高東低的趨勢，地勢上由較高的松滋河、虎渡河、藕池河漸次向最低的華容河出口過渡，受洪水沖決、泥沙淤積、水流沖刷切割的影響，河流總體由北向南流動，并受地形影響相互串流、相互交織。20世紀(jì)50年代以來，為了治理長江水患，四口河系及周邊開展了大規(guī)模的涉水活動，如中子洲裁彎、上車灣裁彎、沙灘子裁彎、三峽水庫建設(shè)與運行等，一系列的水事活動，使得區(qū)域徑流量不斷衰減，河流特征漸弱，平原特征發(fā)育明顯[22-24]。圖1顯示了洞庭湖區(qū)河系范圍及重要水事活動。四口河系之所以現(xiàn)在稱為荊南三河，主要是因為1958年為控制江水入湖、擴大湖區(qū)耕地面積，在調(diào)弦口修建調(diào)弦口閘，同時在湖南境內(nèi)的旗桿嘴興建了六門閘，將其與洞庭湖分離。至此，原洞庭湖荊南四口分流演變?yōu)榍G南三口分流，荊南四河演變?yōu)榍G南三河，包括松滋河、虎渡河和藕池河。

1.2 水文站點分布及數(shù)據(jù)來源

新江口站是荊南三口分流松滋河(西支)的基本控制站，測驗斷面距松滋口42 km，距松滋河?xùn)|、西支分流處12.5 km；沙道觀站是松滋河(東支)的基本控制站，測驗斷面距松滋口47 km，距松滋河?xùn)|、西支分流處17.5 km；彌陀寺站是虎渡河基本控制站，測驗斷面距太平口4.9 km；康家崗站是藕池河(西支)的基本控制站，測驗斷面距藕池口13.9 km，距藕池河?xùn)|、西支分流處3 km；管家鋪站是藕池河(東支)的基本控制站，測驗斷面距藕池口12.5 km，距藕池河?xùn)|、西分流處2.6 km；康家崗站和管家鋪站相距甚近，直線距離不足1 km。5個水文站基本覆蓋了荊南三河所有干支流，且均為國家級水文站。本次主要收集了荊南三河五站(新江口站、沙道觀站、彌陀寺站、管家鋪站和康家崗站)1959～2014年的年徑流數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于湖南水文水資源勘測局和湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院。通過對徑流序列的變異檢驗，本文將重點探討其均值與方差變異特征，并透過歸因分析，定量識別人類活動對荊南三河徑流變化的影響。

2 分析方法

2.1 均值變異檢驗方法——STARS法

STARS法是Rodionov在2004年提出的一種連續(xù)數(shù)據(jù)過程技術(shù)[5-6]。該方法可在連續(xù)分析中采用類似滑窗的方法對序列進(jìn)行均值跳躍變點的檢驗。STARS法的特點是能在最短的延遲期限內(nèi)估計跳躍變異發(fā)生時間，克服了其他方法在時間序列末尾檢驗效能下降的缺點，并能準(zhǔn)確判別零假設(shè)(假設(shè)跳躍變異是存在的)的有效性。

根據(jù)t檢驗確定具有統(tǒng)計意義的兩個相鄰跳躍變異序列均值之間的差異(Ddiff)。其表達(dá)式為

(1)

采用類似滑窗的連續(xù)過程技術(shù)，計算序列中每個變量與其之前l(fā)個變量均值的差值，若差值的絕對值大于Ddiff，則該點成為可能的跳躍變異點，記其位置為j；進(jìn)一步計算其后l-1個變量與該均值的差值，若所有差值的符號保持一致，則說明位于位置j的變異點是顯著的，若差值的符號不一致，則說明位于位置j的變異點并不顯著，即該點不是變異點，滑窗向前滑動一步，重復(fù)上述步驟，直到序列結(jié)束。

需要說明的是，無論時間序列是高斯、紅噪聲過程，還是由不同統(tǒng)計特性的真實序列片段組成，統(tǒng)計檢測并不能區(qū)分STARS法和其他方法孰優(yōu)孰劣。對該方法取得結(jié)果的正確解釋，需要理解截斷長度l對變異識別結(jié)果的影響。截斷長度l決定片段的最小長度，也正是基于截斷長度l，變異的量級才能保持完整性。對所有發(fā)生一個標(biāo)準(zhǔn)差量級或少于一個標(biāo)準(zhǔn)差量級的跳躍變異，如果持續(xù)時間小于l，則其會被過濾出去；但對于具有兩個標(biāo)準(zhǔn)差量級及以上的跳躍變異，持續(xù)時間少于l的片段也能通過檢測[6]。

2.2 方差變異檢驗方法——ICSS法

ICSS法是一種中心化的累積平方和法[7]，配合迭代算法可實現(xiàn)多方差變異點的識別。

對于只存在一個變異點的情況，Dk曲線能提供一個滿意的結(jié)果；而當(dāng)存在一個以上變異點時，在大多數(shù)情況下，Dk曲線只顯示出了兩個變異點中更顯著的一個。也就是說，當(dāng)Dk函數(shù)被用于有兩個及以上方差變異點的序列時，僅有較顯著的那個很可能會被找到，其他點可能被忽略，即發(fā)生掩蔽效應(yīng)。針對多個方差變異點的情況，Inclan等進(jìn)一步優(yōu)化了ICSS法[7]。其基本思想是對序列片段連續(xù)使用Dk函數(shù)的迭代方法：對整個序列用Dk函數(shù)進(jìn)行檢驗，如果檢測出一個可能的變異點，則把整個序列以變異點為界分為前后兩個序列片段，然后對兩個序列片段分別用Dk函數(shù)進(jìn)行檢驗，如此下去直到所有的序列片段沒有顯著的變異點為止。為了確定變異點的顯著性，將所有可能變異點按升序排列，構(gòu)成變異點序列，計算每個變異點前后相鄰兩個變異點之間序列的Dk函數(shù)，若其最大值越過事先給定的置信邊界，則該最大值位置處的點為新的可能變異點，否則說明該變異點并不顯著，對新的變異點序列重復(fù)該操作直至變異點個數(shù)不再發(fā)生變化為止，即認(rèn)為其收斂，此時的變異點序列即為最終的變異點序列。

圖2 荊南三河五站年徑流序列均值變異檢驗Fig.2 Mean Variation Test Results of Annual Measured Runoff Series at Five Stations of Three Streams in the Southern Jingjiang River

3 結(jié)果分析與討論

3.1 變異檢驗結(jié)果

將洞庭湖區(qū)荊南三河五站的徑流數(shù)據(jù)分別代入STARS法和ICSS法進(jìn)行變異檢驗。由于ICSS法要求序列均值平穩(wěn)，故在計算方差變異前，需應(yīng)用STARS法的均值識別結(jié)果將序列進(jìn)行均值平穩(wěn)化處理。本文中均值變異檢驗和方差變異檢驗的顯著性水平均取0.05，相關(guān)計算結(jié)果見圖2、3。在均值變異上，新江口站、沙道觀站、彌陀寺站、康家崗站和管家鋪站年徑流序列都檢測到了向下的均值跳躍，即徑流在變異點后有所縮減：新江口站于2006年發(fā)生了均值跳躍；沙道觀站分別于1969年和2001年發(fā)生了兩次均值跳躍；彌陀寺站于1969年和2001年發(fā)生兩次均值跳躍；康家崗站于1969年發(fā)生了均值跳躍；管家鋪站于1966年和1971年發(fā)生了向下的均值跳躍，且兩次變異僅相距4年，變化較其他站點更為頻繁、劇烈。方差變異主要發(fā)生于康家崗站，1966年該站實測徑流發(fā)生方差跳躍變異，其后振動幅度明顯減小，是5個站點中唯一的方差變異站。

從荊南三河五站的均值變異檢驗與方差變異檢驗結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，荊南三河在時域上變化較大，不僅河流水量有顯著縮減，其年際特征上也存在一定變化，這種變化可能對洞庭湖區(qū)的江湖水量交換與水安全情勢存在潛在影響，應(yīng)當(dāng)引起相關(guān)水管理部門的充分重視。

圖3 荊南三河五站年徑流序列方差變異檢驗Fig.3 Variance Variation Test Results of Annual Measured Runoff Series at Five Stations of Three Streams in the Southern Jingjiang River

3.2 變異歸因分析

由以上分析可知，荊南三河五站年徑流序列均發(fā)生了不同類型和不同程度的水文變異，且以向下均值跳躍變異為主。這種現(xiàn)象的發(fā)生并非偶然，而是與長江上游及荊南三河地區(qū)發(fā)生的強人類活動密切相關(guān)[25-28]。雖然長江上游的降水量在時域上也存在一定的趨勢變化，但其主要集中在1958年之前和2010年之后[29]，故對本文的分析序列并無大的影響，遂可認(rèn)為研究時域內(nèi)的徑流變異歸因還是以相關(guān)人類活動為主。為了分析引起荊南三河徑流變異的物理成因，將與變異同期發(fā)生的強人類活動統(tǒng)計于表1中(葛洲壩水電站為徑流式電站，其運行期不

改變年際徑流過程，故水電站運行不列入重大人類活動)，各分流口門距三峽大壩和下荊江(藕池口以上為上荊江，以下為下荊江)裁彎處的距離見圖4。

注：“—”表示未發(fā)生變異。

由表1可以看出，變異點主要集中在兩個時段，即1969～1971年和2001～2006年。在1969～1971年，荊南三河地區(qū)大規(guī)模的人類活動主要有3次，即中子洲裁彎、上車灣裁彎和沙灘子裁彎。上車灣裁彎對荊南三河的徑流過程造成極大的影響，引起了松滋河?xùn)|支(沙道觀站)、虎渡河(彌陀寺站)和藕池河西支(康家崗站)3條河流發(fā)生水文變異，致使3條河流的水量急劇減少，這也是對荊南三河的徑流過程影響最為顯著的人類活動。中子洲裁彎影響有限，僅導(dǎo)致管家鋪站徑流序列發(fā)生均值跳躍變異?？导覎徴緩搅餍蛄幸蚴艿街凶又薏脧澓蜕宪嚍巢脧潈纱尾脧澋寞B加影響，于1966年發(fā)生了方差變異，其后振幅減小明顯。此外，管家鋪站在1966年第一次均值變異的4年后，再次發(fā)生均值變異。結(jié)合上游幾個站點的變異情況，綜合考慮認(rèn)為管家鋪站1971年的變異是受上車灣裁彎后形成主航道的影響，而葛洲壩電站的建設(shè)非其主要影響因素。從空間來看，管家鋪站和康家崗站均靠近藕池口，是距離下荊江裁彎最近的站點(圖4)，故其受下荊江裁彎的影響也最大[30-32]，不僅造成管家鋪站、康家崗站的均值跳躍變異，還造成康家崗站的方差跳躍變異，導(dǎo)致藕池河中支和東支的水量大量減少，分流能力持續(xù)減弱。而上游站點與這兩站相比，變異幅度明顯次之(圖2、3)。

2001～2006年，影響荊南三河徑流變化的因素主要是上游三峽水庫蓄水運行。由表1可知，2001年三峽水庫開始蓄水，導(dǎo)致沙道觀站和彌陀寺站年徑

流序列發(fā)生向下的均值跳躍變異，使得松滋河?xùn)|支和虎渡河的水量在1969年發(fā)生大幅減少后，又在2001年進(jìn)一步加劇，分流能力進(jìn)一步減弱。2006年，隨著三峽水庫全面建成并蓄水至156 m，新江口站年徑流序列發(fā)生向下的跳躍變異，松滋河西支的分流能力也被削弱。從空間位置來看，新江口站、沙道觀站和彌陀寺站都位于上荊江水系，靠近上游的三峽水庫，這3站在2001～2006年均發(fā)生一定程度的變異，但受分流影響，不同站點的變化略有不同。

綜合以上分析可知，荊南三河的河道裁彎和上游三峽水庫蓄水是其徑流發(fā)生變異的主要原因。從空間規(guī)律來看，靠近三峽水庫的上荊江水系新江口站、沙道觀站和彌陀寺站都在2001～2006年發(fā)生了均值變異，康家崗站和管家鋪站因距離三峽水庫較遠(yuǎn)，2001～2006年基本無變異。而靠近下荊江裁彎處較近的管家鋪站、康家崗站、沙道觀站和彌陀寺站受中子洲裁彎和上車灣裁彎取直影響，均在1969～1971年發(fā)生均值變異，康家崗站還伴有方差變異。距離裁彎處較遠(yuǎn)的新江口站則主要響應(yīng)了三峽水庫的蓄變影響，基本未受下荊江裁彎的影響。

3.3 定量影響評估

為了定量識別各站徑流序列對兩大歸因的響應(yīng)，將各站均值和方差的變化幅度統(tǒng)計于表2中。受上車灣裁彎影響的站點包括沙道觀站、彌陀寺站和康家崗站，但裁彎對這3站徑流序列的影響程度卻不盡相同。上車灣裁彎對康家崗站徑流序列的影響最為顯著，均值減小了78.12%，對沙道觀站徑流序列的影響居中，均值減小了43.64%，對彌陀寺站徑流序列的影響最弱，均值減小了34.05%。從變化程度和空間分布看，愈靠近裁彎處，其影響愈劇烈。

表2 變異前后序列均值和方差統(tǒng)計結(jié)果Tab.2 Statistical Results of the Mean and Variance of the Series Before and After Variation

注：“—”表示未發(fā)生變異。

中子洲裁彎主要影響管家鋪站和康家崗站的徑流序列，其中管家鋪站徑流均值減小了24.15%，而康家崗站徑流序列的方差減小了74.23%，導(dǎo)致康家崗站徑流序列的年際波動幅度大幅減小，藕池河西支水量的年際分配更趨于平坦化。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，管家鋪站徑流序列均值在1966年和1971年兩次向下跳躍變異后，徑流量減小了近73%，僅次于所有站點中變化最為劇烈的康家崗站。同時，由圖1可知，康家崗站和管家鋪站同屬藕池河水系，兩站直線距離不足1 km，下荊江裁彎導(dǎo)致整個藕池河的徑流量相比1966年之前減少了469.41×108m3，嚴(yán)重影響洞庭湖區(qū)入湖水量，威脅洞庭湖水安全。

三峽水庫蓄水的影響主要涉及與其距離較近的新江口站、沙道觀站和彌陀寺站。統(tǒng)計結(jié)果顯示，沙道觀站和彌陀寺站的徑流序列均值在2001年前后分別減小了41.68%和36.52%，而新江口站徑流序列則在2006年三峽大壩全線建成后發(fā)生變異，均值減小了27.30%。對比這3站的總體變異特點，發(fā)現(xiàn)荊南三河地區(qū)的河道裁彎和上游三峽水庫蓄水對沙道觀站和彌陀寺站徑流序列所造成的變異幅度基本相當(dāng)，但在絕對量值上，無疑荊南三河地區(qū)的河道裁彎的影響更大。而新江口站因距離裁彎處較遠(yuǎn)，徑流序列只受三峽水庫蓄水影響，雖然其變異程度只有27.30%，但其絕對量值卻是這3站中最大的，應(yīng)引起足夠的重視。

綜合以上分析，荊南三河地區(qū)的河道裁彎影響水系中的沙道觀站、彌陀寺站、康家崗站和管家鋪站，減少流入洞庭湖水量約614×108m3，而上游三峽水庫蓄水影響荊南三河水系新江口站、沙道觀站和彌陀寺站，減少流入洞庭湖水量約174×108m3，兩者合計影響近788×108m3的流入洞庭湖水量，占1966年之前荊南三河入湖水量的59.37%。

4 結(jié) 語

(1)洞庭湖區(qū)荊南三河水系新江口站、沙道觀站、彌陀寺站、康家崗站和管家鋪站均發(fā)生了徑流均值跳躍變異，且變異點主要集中在1969～1971年和2001～2006年兩個時段。此外，只有康家崗站徑流序列于1966年發(fā)生了方差變異。

(2)荊南三河地區(qū)的河道裁彎和上游三峽水庫蓄水是引發(fā)其徑流發(fā)生變異的主要原因。河道裁彎驅(qū)動了1969～1971年沙道觀站、彌陀寺站、康家崗站和管家鋪站的均值跳躍變異和方差變異；三峽水庫蓄水驅(qū)動了2001～2006年新江口站、沙道觀站和彌陀寺站的均值跳躍變異。從空間分布來看，人類活動對徑流序列的影響具有空間規(guī)律性，即人類活動只能影響到距其較近的河流，且隨距離增加，影響趨小，而距其較遠(yuǎn)的河流基本不受影響，但受分流口條件影響，各站點徑流變異略有差異。

(3)上車灣裁彎影響站點包括沙道觀站、彌陀寺站和康家崗站，影響程度(徑流均值變化幅度減少量)分別為43.64%、34.05%和78.12%；中子洲裁彎主要影響管家鋪站和康家崗站，其中管家鋪站徑流均值減小24.15%，康家崗站徑流序列方差減小74.23%；管家鋪站徑流序列經(jīng)1966年和1971年兩次跳躍變異后，徑流量減小了近73%；三峽水庫蓄水的影響主要涉及新江口站、沙道觀站和彌陀寺站，影響程度分別為27.30%、41.68%和36.52%。

(4)對比沙道觀站和彌陀寺站的徑流變異特點，發(fā)現(xiàn)荊南三河地區(qū)的河道裁彎和上游三峽水庫蓄水對這兩站徑流序列所造成的變異幅度基本相當(dāng)，但在絕對量值上，荊南三河地區(qū)河道裁彎的影響更大。

(5)荊南三河地區(qū)的河道裁彎影響沙道觀站、彌陀寺站、康家崗站和管家鋪站，減少流入洞庭湖水量約614×108m3，而上游三峽水庫蓄水影響荊南三河新江口站、沙道觀站和彌陀寺站，減少流入洞庭湖水量約174×108m3，兩者合計約788×108m3，占1966年之前荊南三河流入湖水量的59.37%。

[1] MILLY P C D,BETANCOURT J L,FALKENMARK M,et al.On Critiques of “Stationarity Is Dead: Whither Water Management?”[J].Water Resources Research,2015,51(9):7785-7789.

[2] ZHANG H B,HUANG Q,ZHANG Q,et al.Changes in the Long-term Hydrological Regimes and the Impacts of Human Activities in the Main Wei River,China[J].Hydrological Sciences Journal,2016,61(6):1054-1068.

[3] 張洪波,余熒皓,南政年,等.基于TFPW-BS-Pettitt法的水文序列多點均值跳躍變異識別[J].水力發(fā)電學(xué)報,2017,36(7):14-22. ZHANG Hong-bo,YU Ying-hao,NAN Zheng-nian,et al.TFPW-BS-Pettitt Method for Detection of Multiple Change-points in the Mean of Hydrological Series[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2017,36(7):14-22.

[4] 張洪波,張姝琪,李吉程,等.基于TFPW-DT-ICSS法的渭河水文序列方差變異識別與診斷[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2017,38(4):47-53. ZHANG Hong-bo,ZHANG Shu-qi,LI Ji-cheng,et al.Detection and Diagnosis of the Change Points in Variance of Hydrological Time Series in the Weihe River Basin Based on TFPW-DT-ICSS Method[J].Journal of North China University of Water Resources and Electric Power:Natural Science Edition,2017,38(4):47-53.

[5] RODIONOV S N.A Sequential Algorithm for Testing Climate Regime Shifts[J].Geophysical Research Letters,2004,31(9):111-142.

[6] RODIONOV S N.A Sequential Method for Detecting Regime Shifts in the Mean and Variance[C]∥VELIKOVA V,CHIPEV N.Large-scale Disturbances (Regime Shifts) and Recovery in Aquatic Ecosystems:Challenges for Management Toward Sustainability.Varna:UNESCO-ROSTE/BAS,2005:68-72.

[7] INCLAN C,TIAO G C.Use of Cumulative Sums of Squares for Retrospective Detection of Changes of Variance[J].Journal of the American Statistical Association,1994,89:913-923.

[8] 仲志余,胡維忠.試論江湖關(guān)系[J].人民長江,2008,39(1):20-22. ZHONG Zhi-yu,HU Wei-zhong.On Relation of River and Lake[J].Yangtze River,2008,39(1):20-22.

[9] 萬榮榮,楊桂山,王曉龍,等.長江中游通江湖泊江湖關(guān)系研究進(jìn)展[J].湖泊科學(xué),2014,26(1):1-8. WAN Rong-rong,YANG Gui-shan,WANG Xiao-long,et al.Progress of Research on the Relationship Between the Yangtze River and Its Connected Lakes in the Middle Reaches[J].Journal of Lake Sciences,2014,26(1):1-8.

[10] 韓其為.江湖關(guān)系變化的內(nèi)在機理[J].長江科學(xué)院院報,2014,31(6):104-112. HAN Qi-wei.Variation Mechanism of the Relation Between Jingjiang River and Dongting Lake[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2014,31(6):104-112.

[11] 劉曉群,戴斌祥.三峽水庫運行以來洞庭湖水文條件變化與對策[J].水利水電科技進(jìn)展,2017,37(6):25-31. LIU Xiao-qun,DAI Bin-xiang.Variation of Hydrological Conditions of Dongting Lake and Corresponding Countermeasure Analysis After Operation of the Three Gorges Reservoir[J].Advances in Science and Technology of Water Resources,2017,37(6):25-31.

[12] 程俊翔,徐力剛,王 青,等.洞庭湖近30 a水位時空演變特征及驅(qū)動因素分析[J].湖泊科學(xué),2017,29(4):974-983. CHENG Jun-xiang,XU Li-gang,WANG Qing,et al.Temporal and Spatial Variations of Water Level and Its Driving Forces in Lake Dongting over the Last Three Decades[J].Journal of Lake Sciences,2017,29(4):974-983.

[13] 程俊翔,徐力剛,姜加虎,等.洞庭湖流域徑流量對氣候變化和人類活動的響應(yīng)研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016,35(11):2146-2153. CHENG Jun-xiang,XU Li-gang,JIANG Jia-hu,et al. The Research of Runoff Responses to Climate Change and Human Activities in the Dongting Lake Catchment[J].Journal of Agro-environment Science,2016,35(11):2146-2153.

[14] 謝 平,孫思瑞,趙江艷,等.變化環(huán)境下洞庭湖洪水變異規(guī)律及防洪安全評價研究展望[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2017,38(3):1-8. XIE Ping,SUN Si-rui,ZHAO Jiang-yan,et al.Perspective of Research on the Alteration Regulations and Security Evaluation of Floods Control Under Changing Environments in the Dongting Lake Region[J].Journal of North China University of Water Resources and Electric Power:Natural Science Edition,2017,38(3):1-8.

[15] 孫昭華,李 奇,嚴(yán) 鑫,等.洞庭湖區(qū)與城陵磯水位關(guān)聯(lián)性的臨界特征分析[J].水科學(xué)進(jìn)展,2017,28(4):496-506. SUN Zhao-hua,LI Qi,YAN Xin,et al.Analysis of the Critical Relationship Between the Water Levels of Dongting Lake and Chenglingji Station[J].Advances in Water Science,2017,28(4):496-506.

[16] 周 蕾,李景保,湯祥明,等.近60 a來洞庭湖水位演變特征及其影響因素[J].冰川凍土,2017,39(3):660-671. ZHOU Lei,LI Jing-bao,TANG Xiang-ming,et al. Dynamics of Water Level of Lake Dongting During the Past 60 Years and the Associated Driving Factor[J].Journal of Glaciology and Geocryology,2017,39(3):660-671.

[17] 楊桂山.長江水問題基本態(tài)勢及其形成原因與防控策略[J].長江流域資源與環(huán)境,2012,21(7):821-830. YANG Gui-shan.Water Issues in the Yangtze River and Its Formation Causes and Controlling Strategies[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2012,21(7):821-830.

[18] 王 程,徐 剛,向友國.長江葛洲壩水利樞紐下游河勢調(diào)整工程[J].湖北水力發(fā)電,2006(3):36-39. WANG Cheng,XU Gang,XIANG You-guo.River Regime Regulating Works at Lower Reach of Gezhouba Hydroproject[J].Hubei Water Power,2006(3):36-39.

[19] 蔡文君,殷峻暹,王 浩.三峽水庫運行對長江中下游水文情勢的影響[J].人民長江,2012,43(5):22-25. CAI Wen-jun,YIN Jun-xian,WANG Hao.Influence of Operation of Three Gorges Reservoir on Flow Regime in Mid-lower Reaches of Yangtze River[J].Yang- tze River,2012,43(5):22-25.

[20] 鈕新強.洞庭湖綜合治理方案探討[J].水力發(fā)電學(xué)報,2016,35(1):1-7. NIU Xin-qiang.Integrated Management Strategies for Dongting Lake[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2016,35(1):1-7.

[21] 李景保,周永強,歐朝敏,等.洞庭湖與長江水體交換能力演變及對三峽水庫運行的響應(yīng)[J].地理學(xué)報,2013,68(1):108-117. LI Jing-bao,ZHOU Yong-qiang,OU Chao-min,et al.Evolution of Water Exchange Ability Between Dongting Lake and Yangtze River and Its Response to the Operation of the Three Gorges Reservoir[J].Acta Geographica Sinica,2013,68(1):108-117.

[22] 許全喜,胡功宇,袁 晶.近50年來荊江三口分流分沙變化研究[J].泥沙研究,2009(5):1-8. XU Quan-xi,HU Gong-yu,YUAN Jing.Research on the Flow and Sediment Diversion in the Three Outlets Along Jingjiang River in Recent 50 Years[J].Journal of Sediment Research,2009(5):1-8.

[23] 帥 紅,李景保,何 霞,等.環(huán)境變化下長江荊南三口徑流變化特征檢測與歸因分析[J].水土保持學(xué)報,2016,30(1):83-88. SHUAI Hong,LI Jing-bao,HE Xia,et al.Feature Detection and Attribution Analysis of Runoff Variation in the Three Outlets of Southern Jingjiang River Under Environmental Changes[J].Journal of Soil and Water Conservation,2016,30(1):83-88.

[24] 方春明,曹文洪,魯 文,等.荊江裁彎造成藕池河急劇淤積與分流分沙減少分析[J].泥沙研究,2002(2):40-45. FANG Chun-ming,CAO Wen-hong,LU Wen,et al.The Analysis of Ouchi River’s Heavy Deposit and Rapid Reduction of Discharge and Sediment Caused by Jingjiang Truncation[J].Journal of Sediment Research,2002(2):40-45.

[25] 郭小虎,朱勇輝,渠 庚.三峽水庫蓄水后江湖關(guān)系的研究[J].水電能源科學(xué),2010,28(12):33-35,132. GUO Xiao-hu,ZHU Yong-hui,QU Geng.Research Progress on Relationship Between the Yangtze River and Dongting Lake After the Three Gorges Reservoir Regulating[J].Water Resources and Power,2010,28(12):33-35,132.

[26] 唐日長.下荊江裁彎對荊江洞庭湖影響分析[J].人民長江,1999,30(4):20-23,48. TANG Ri-chang.Impact of River Bend Cut off of Lower Jingjiang River on the River and Dongting Lake[J].Yangtze River,1999,30(4):20-23,48.

[27] 陳啟慧,郝振純,夏自強,等.葛洲壩對長江徑流過程的影響[J].長江流域資源與環(huán)境,2006,15(4):522-526. CHEN Qi-hui,HAO Zhen-chun,XIA Zi-qiang,et al.Effects of Gezhou Dam on the Hydrologic Regimes in Yangtze River[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2006,15(4):522-526.

[28] 師 哲,龍超平.葛洲壩樞紐下游河段河床演變分析[J].長江科學(xué)院院報,2000,17(1):13-16. SHI Zhe,LONG Chao-ping.Analysis on Fluvial Process of Downstrean Reaches of Gezhouba Project[J].Journal of Yangtze River Scientific Research Institute,2000,17(1):13-16.

[29] 李春龍,張方偉,訾 麗,等.長江流域降水多年變化特征分析[J].人民長江,2013,44(15):11-13,18. LI Chun-long,ZHANG Fang-wei,ZI Li,et al.Analysis on Variation Features of Multi-years Precipitation in Yangtze River Basin[J].Yangtze River,2013,44(15):11-13,18.

[30] 盧金友.荊江三口分流分沙變化規(guī)律研究[J].泥沙研究,1996(4):54-61. LU Jin-you.Study on Laws of Runoff and Sediment Diverted from Three Outfalls on the Jingjiang Reach of the Yangtze River[J].Journal of Sediment Research,1996(4):54-61.

[31] 熊 明.洞庭湖四口分流河道尾閭泄洪能力變化分析[J].人民長江,2004,35(1):4-6. XIONG Ming.Analysis of the Discharge Capacity Variation of Lower Reaches of Four River-inlets Distributary Channel from Yangtze River to Dongting Lake[J].Yangtze River,2004,35(1):4-6.

[32] 姚仕明,張玉琴,王興奎.荊南河網(wǎng)衰退機理研究[J].水力發(fā)電學(xué)報,2008,27(4):54-59. YAO Shi-ming,ZHANG Yu-qin,WANG Xing-kui.Research on the Decline Mechanism of River Networks on South Bank of Jingjiang River Reach[J].Journal of Hydroelectric Engineering,2008,27(4):54-59.