長江與鄱陽湖水文關(guān)系及其演變的定量分析

胡振鵬，傅 靜

（1.南昌大學(xué)，江西 南昌 330029；2.江西水利職業(yè)學(xué)院，江西 南昌 330013）

1 研究背景

鄱陽湖是我國最大的淡水湖泊，承納贛江、撫河、信江、饒河和修河等五大河來水，調(diào)蓄后由湖口注入長江，是一個過水性、吞吐型和季節(jié)性的湖泊。鄱陽湖水位漲落受五河及長江來水的雙重影響，“高水是湖，低水似河”是鄱陽湖的自然地理特征。豐水季節(jié)呈現(xiàn)湖泊狀態(tài)，星子水位20 m時（85黃?；?，以下相同）水面面積為3572 km2，蓄水量為280.5億m3?？菟竟?jié)呈現(xiàn)河流狀態(tài)，星子水位10 m時水面面積為556.6 km2，蓄水量為9.2億m3。

1980 年代進行鄱陽湖第一次科學(xué)考察發(fā)現(xiàn)，湖盆存在重力型、頂托型和倒灌型等水流狀態(tài)，不同流態(tài)與長江和鄱陽湖不同水文情勢有關(guān)［1］，長江對鄱陽湖的頂托和倒灌作用開始引起重視［2］。劉元波等［3］通過分析水文資料認為，1960年代和1980年代鄱陽湖流域來水較枯，長江對鄱陽湖作用較強；1970年代和1990年代流域產(chǎn)水較豐，鄱陽湖對長江作用較強；其中7—9月是長江對鄱陽湖作用較強的季節(jié)［4-5］。楊沛鈞等［6］和萬榮榮等［7］認為，可以用不同時段鄱陽湖進、出湖平均流量之比來衡量長江對鄱陽湖的頂托作用。胡春宏等［8］對江湖關(guān)系及其演變進行了系統(tǒng)研究。還有一些研究三峽工程運行對鄱陽湖影響［9-10］、鄱陽湖形成演變過程的文獻也涉及到江湖關(guān)系問題［11］。但是到目前為止，鄱陽湖與長江水文關(guān)系、表現(xiàn)形式及其發(fā)生條件的量化研究文獻比較少見。

鄱陽湖具有供水、灌溉、航運、水產(chǎn)品供給等經(jīng)濟功能，同時又是生物多樣性最豐富的天然濕地，提供多方面的生態(tài)服務(wù)功能。定量研究鄱陽湖與長江的水文關(guān)系及其表現(xiàn)形式、各種形式出現(xiàn)的條件，對于湖區(qū)水資源利用和水環(huán)境、水生態(tài)保護，具有非?，F(xiàn)實的意義，對于其他湖泊類似問題研究，在理論和方法上也有一定借鑒作用。

2 鄱陽湖與長江的水文關(guān)系

湖口水文站位于鄱陽湖與長江交匯處，控制了鄱陽湖流域全部集雨面積。距湖口最近的長江干流水文站有漢口和大通站，水位、流量資料系列長、精度高。按多年平均流量統(tǒng)計，漢口流量占大通流量的79.2%，鄱陽湖湖口出流占大通流量的16.8%；漢口至湖口河段（長295.4 km）、湖口至大通河段（長219.0 km）兩岸入流以及太湖流域進入長江流量僅占大通流量的4%［12］。因此，漢口流量基本可以反映湖口河段長江干流狀態(tài)。鄱陽湖湖盆共有9個水文站，過去一直以湖口站水位作為鄱陽湖蓄水狀態(tài)的代表，湖口站直接受長江干流水位、流量影響，代表性較差。2008年對鄱陽湖湖盆水底地形進行測量，研制了1∶10000數(shù)字高程模型（DEM）。2010年開始鄱陽湖第二次科學(xué)考察，把選擇最有代表性、較為準(zhǔn)確反映鄱陽湖水情的水位站作為首要任務(wù)。經(jīng)過3年的研究分析和計算比較，確認星子站水位反映鄱陽湖水面面積和蓄水量的代表性較強，區(qū)分漲水期（3—6月）、湖泊狀態(tài)（7—9月）和枯水期（10—次年2月）分別繪制了星子站水位-鄱陽湖水面面積-蓄水量關(guān)系曲線，供工程技術(shù)界使用；綜合這些成果制作星子水位-面積-蓄水量的綜合曲線。這一成果得到了同行的認可和應(yīng)用［8］。

本文以漢口站作為長江干流代表站、星子站作為鄱陽湖代表站來分析長江與鄱陽湖水文關(guān)系。長江流域水文過程以年為周期，根據(jù)1956—2012年長江漢口站流量、鄱陽湖入湖流量資料，通過回歸分析，得到星子站水位年平均H（黃海高程，m）與漢口站年均流量Q1、鄱陽湖流域入湖年平均流量Q2的關(guān)系為：

復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.9446；在0.001置信水平通過了F檢驗。復(fù)測定系數(shù)為0.8922，表明用自變量Q1、Q2可解釋因變量H變差的89.22%。式（1）說明，鄱陽湖星子站水位與長江干流和本流域入湖流量密切相關(guān)，其關(guān)系表現(xiàn)為3種情況：（1）長江水流對鄱陽湖出流基本無影響；（2）長江對鄱陽湖出流產(chǎn)生頂托；（3）江水倒灌入湖。

2.1 長江低水位對鄱陽湖出流影響甚微 1980年代，鄱陽湖區(qū)結(jié)束了大規(guī)模圍湖造田活動，湖泊水域大致穩(wěn)定。2001年以后，鄱陽湖入湖泥沙少于出湖泥沙量，湖盆總體上處于沖刷狀態(tài)，但沖淤分布不均衡，松門山以南主湖區(qū)呈現(xiàn)淤積狀態(tài)，松門山以北的入江水道處于沖刷狀態(tài)。另外，長江干流全面禁止采沙以后，鄱陽湖采沙問題特別突出。監(jiān)測成果顯示，2010年與1998年相比較，在沖刷與采沙的雙重影響下，入江水道斷面平均下切1.15 m，最大下切深度7.91 m（老爺廟斷面）［13］。入江水道過水?dāng)嗝鏀U大、水面坡降平緩，前者致使入江水道過流能力增大，后者使其減少；但湖口斷面沒有受到?jīng)_刷。為了分析入江水道過水能力變化趨勢，選擇1987—2000年作為1998年斷面測量的代表，2001—2012年作為2010年斷面測量的代表，分別計算兩個時期枯水期（9—次年3月）的日流量平均值，2001—2012年比1987—2000年減少11.3%，其中9、10、1月減少23.5%、17.9%和20.3%，11、12月平均流量增大。分別提取12年枯水期每天的最大日流量作為上包絡(luò)線，除2001—2012年11月比1987—2000年大12.0%以外，其他各月都比1987—2000年小，枯水期平均小27.8%。分別提取12年中最小日流量作為下包絡(luò)線，2001—2012年9、11、1、2月分別比1987—2000年小79%、1.4%、9.6%和26.5%，其余3個月均比1987—2000年大，枯水期平均小13.2%。由此可見，因沖刷與采沙擴大了入江水道過流能力的觀點事實支持不夠，入江水道過流能力沒有明顯的趨勢性改變。2001年以后平均流量、上、下包絡(luò)線減小的原因主要是長江和鄱陽湖水文情勢所致［13］。

長江流域氣候與水文具有10～20年為一周期的特點，20世紀80、90年代屬于一個水量豐沛的完整周期［3，12］，21世紀進入水量偏枯的新周期［12］。分別利用2000—2014年共15年以及1980—1999年共20年漢口站日流量和鄱陽湖星子站當(dāng)天日均水位建立相關(guān)關(guān)系（圖1），回歸方程為：

（1）2000—2014年：

圖1 漢口流量和星子水位關(guān)系

（2）1980—1999年：

式（2）、式（3）在0.05置信水平通過了F檢驗，滿足可靠性要求；且結(jié)構(gòu)一樣，僅參數(shù)有所不同。對式（2）、式（3）分別求導(dǎo)，得：

式（4）表示星子站水位對漢口流量變化的響應(yīng)，即漢口流量改變一單位，星子水位變化的數(shù)量。為了直觀反映漢口流量增加星子站水位邊際遞減效果，現(xiàn)將漢口不同流量時每增加100 m3/s星子站水位增加值（cm）列在表1中。如表1第3列所示，2000年以后，每減少100 m3/s流量，當(dāng)漢口流量為10 000 m3/s時，星子水位降低6.02 cm；漢口流量為50 000 m3/s時，星子水位僅減少1.20 cm。由表1可見漢口流量小于15 000 m3/s時，對鄱陽湖出流影響較小，對星子水位影響顯著，鄱陽湖基本保持自由出流狀態(tài)；漢口流量大于20 000 m3/s，對星子水位變化影響較小，頂托作用明顯。

表1 2000年前后漢口不同流量改變100m3/s對星子水位影響 （單位：cm）

2.2 長江流量較大時對鄱陽湖出流的頂托作用 所謂頂托是指長江干流流量較大，鄱陽湖水流不能自由流出而滯蓄在湖盆中的現(xiàn)象。假設(shè)長江干流不發(fā)生頂托，鄱陽湖水量平衡方程為：

如果存在頂托現(xiàn)象，湖泊水量平衡方程為：

式中：st、st+1為時段t（在此取1d）初、末湖泊蓄水量；It為時段平均入湖流量；qt、Qt分別為有、無頂托時的湖口出湖流量；?st為t時段因頂托湖盆增加的蓄水量；?t為時段秒數(shù)，在此為86 400 s。

將式（6）代入式（5）得：

定義為時段t的頂托比，表示因頂托滯留在湖盆中水量與沒有頂托自由出流的水量比值，可由式（7）求頂托比α。

qt為湖口實際出流量，有水文監(jiān)測記錄，關(guān)鍵是求得Qt。在長江頂托情況下湖口與鄱陽湖星子站的水位-流量關(guān)系十分紊亂，圖2顯示2005—2011年星子站水位與當(dāng)天湖口流量關(guān)系，左邊負數(shù)是長江倒灌流量。

在現(xiàn)狀情況下，漢口流量小于15 000 m3/s時，長江頂托作用不明顯，鄱陽湖基本上屬于自由出流。為此從1980—2014年的漢口流量資料中選擇日流量小于15 000 m3/s樣本與當(dāng)日星子站日平均水位進行回歸分析，如圖3所示?；貧w方程為：

圖2 星子站水位與當(dāng)天湖口流量關(guān)系（2005—2011年）

圖3 長江不頂托時鄱陽湖星子站與湖口出流量關(guān)系（1980—2014年）

式中：Q為長江不頂托情況下湖口出流量；h為星子站水位（黃海，m）。

樣本數(shù)據(jù)n=1760，相關(guān)系數(shù)R2=0.9008，在0.05置信水平通過了F檢驗。湖口斷面出流Q=Av，其中v為流速，A為過流斷面面積，可用過水深的二次函數(shù)描述。所以，式（8）具有一定的水力學(xué)基礎(chǔ)，由于湖口出流不是恒定流過程，回歸方程點據(jù)不甚集中。

利用2003—2015年湖口平均出湖流量和星子日平均水位資料（不考慮倒灌情況），按照式（8）計算長江不頂托情況下湖口出流量Qt，按照式（7）計算每天的頂托比，然后根據(jù)漢口流量大小進行聚類分析。得到下述結(jié)論：（1）漢口流量16 100～18 000 m3/s，共202 d，頂托比平均值αˉ=0.25，Cv=αˉσ=0.876，α點據(jù)分布離散度較大，頂托作用的一致性較差，在這一范圍內(nèi)從長江影響較小向頂托過渡，表2未列出。（2）漢口流量18 100～22 000 m3/s，共計316 d，頂托比平均值αˉ=0.319，Cv=0.675，α點據(jù)分布較為分散。這一流量范圍內(nèi)，星子水位均在8 m以上（其中8～9 m共12 d，9～10 m共45 d），處于鄱陽湖河相向湖相的過渡狀態(tài)。由此可知，星子水位低于8 m，鄱陽湖河相狀態(tài)不會發(fā)生頂托。（3）漢口流量超過22 000 m3/s，頂托明顯，點據(jù)集中。頂托比大小，與漢口站流量緊密相關(guān)，漢口流量越大，頂托比平均值αˉ越大、Cv越小，α點據(jù)分布越集中。漢口流量不同等級時的頂托比平均值αˉ、離差系數(shù)Cv具體見表2。

表2 長江干流流量對鄱陽湖頂托作用

2.3 倒灌作用 如果長江干流流量增大，干流水位高于鄱陽湖水位，江水流進鄱陽湖，稱為江水倒灌，湖口實測流量為負值。根據(jù)1956—2014年湖口實測資料，統(tǒng)計了歷年倒灌出現(xiàn)首日的星子站水位、一次倒灌持續(xù)天數(shù)（一次倒灌過程中偶然1、2 d未發(fā)生倒灌仍做一次處理）、倒灌水量以及倒灌首日漢口日均流量。各個階段具體情況列在表3中。從表3可見，1956—2014年59年共有48年發(fā)生倒灌，共99次；1972、1977、1992、1993、1995、1997、1998、1999、2001、2006、2010和2011年沒有發(fā)生倒灌。48年發(fā)生倒灌682 d，倒灌水量1280億m3，按發(fā)生年數(shù)平均每年26.67億m3，平均每次2.88億m3。按月統(tǒng)計，倒灌發(fā)生主要發(fā)生在7、8、9、10四個月，6月、11月偶有發(fā)生。按月份統(tǒng)計的倒灌特征如表4所示。

倒灌首日漢口流量大小和星子站水位高低是倒灌發(fā)生與否的重要水文條件。如圖4所示，倒灌首日星子站水位與漢口日均流量正相關(guān)，星子站水位越高，產(chǎn)生倒灌長江所需流量越大。用P-Ⅲ型理論頻率曲線適線法將各次鄱陽湖倒灌首日星子站水位進行頻率分析，均值Xˉ=14.09m，Cv=0.15、Cs=2.5Cv，如圖5所示。從圖4、圖5看出，星子水位低于10.50 m僅5個樣本，水位分別為9.30、9.79、10.30、10.33 m，漢口相應(yīng)日流量為18 000、17 900、20 000、27 700和29 100 m3/s。星子水位高于防汛警戒水位（17.14 m）僅5個樣本，分別為17.43、17.54、17.59、17.62、17.64 m時，漢口相應(yīng)日均流量為45 800、53 900、49 000、48 300、55 900 m3/s。長江對鄱陽湖倒灌特征可以概括為：

表3 1956—2014年長江倒灌情況

表4 不同月份長江倒灌特征統(tǒng)計

（1）星子水位10.5～16.5 m、漢口流量大于20 000 m3/s時，發(fā)生倒灌的可能性最大，這種情況覆蓋P-Ⅲ型曲線理論頻率曲線約89%區(qū)間。在此范圍內(nèi)，如果星子水位低、漢口流量大，倒灌時間長、水量大。如1991年7月3日，星子水位13.69 m、漢口流量50 300 m3/s，連續(xù)倒灌17 d，倒灌水量最大，達107.41億m3；1988年8月22日星子水位12.44 m、漢口流量35 200 m3/s，連續(xù)倒灌時間最長，達27 d，倒灌水量52.16億m3。

圖4 鄱陽湖倒灌初日星子水位與漢口流量關(guān)系

（2）當(dāng)長江干流漢口流量大于18 000 m3/s、鄱陽湖水位處于9～10 m時，長江可能倒灌鄱陽湖，一般倒灌時間不長、入湖水量不多（表5第1種情景），星子水位高于防汛警戒水位17.14 m，長江漢口站流量大于45 000 m3/s，也可能發(fā)生倒灌，倒灌日數(shù)不多、入湖水量也不大（表5第2種情景）。

（3）鄱陽湖主汛期一般不發(fā)生長江倒灌。鄱陽湖主汛期為4—6月，倒灌主要發(fā)生在7—10月，6月偶爾也會發(fā)生倒灌。有監(jiān)測資料以來，6月份發(fā)生3次倒灌，一般均發(fā)生在月末，倒灌時間不長、入湖水量不多（表5第3種情景），發(fā)生在主汛期結(jié)束較早的年份。另外，11月份倒灌發(fā)生2次，星子站水位較低，倒灌時間短、入湖水量也不多（表5第4種情景）。

表5 不同情境下長江倒灌概況

3 2000年以后長江與鄱陽湖水文關(guān)系變化

3.1 長江水文情勢發(fā)生變化 1949年以來，鄱陽湖流域面雨量、進出湖徑流量沒有趨勢性變化，2000年以后（2000—2012年）比2000年以前（1953—1999年），流域面雨量減少2.61%，贛江等五河平均入湖流量減少3.45%，湖口進入長江平均流量僅減少1.76%。降水、入湖和出湖徑流年內(nèi)分布有所變化，豐水期降水量、入湖流量略微減少，枯水期有所增加，詳細分析參見文獻［13］。

但是，長江水文情勢發(fā)生變化。統(tǒng)計了漢口站1949—2002年、2003—2014年的月平均流量過程，如圖6所示。1949—2002年平均流量為22 809 m3/s，2003—2014年平均流量為21 231 m3/s，平均減少的1578 m3/s，主要由氣候變化所致。9、10、11月流量減少，分別為3637、7687和2343 m3/s，10月份減少幅度最大；1、2、3月份有所增加，分別增加2018、1975和2222 m3/s。同樣統(tǒng)計了鄱陽湖星子站1956—2002年、2003—2015年的旬平均水位過程如圖7所示。星子站2003—2015年比1956—2002年平均水位低0.98 m。其中豐水期降低0.95m；枯水期降低1 m，10月上、中、下旬分別下降2.58、2.38和3.06 m，11月上旬下降2.74 m。根據(jù)星子水位-水面面積關(guān)系可知，2003年以后鄱陽湖豐水期水面面積比2003年以前減少470 km2，枯水期則減少120 km2。

3.2 長江對鄱陽湖出流影響弱化 對比圖1和表1，2000年以后長江對鄱陽湖出流的影響比2000年以前減弱，星子水位變化幅度大些，當(dāng)漢口流量為10 000 m3/s時，每減少100 m3/s，2000年以前星子水位降低5.16 cm，2000年以后降低6.02 cm；當(dāng)漢口流量為15 000 m3/s時，每減少100 m3/s，2000年前后星子水位分別降低3.44和4.01cm。表明2000年以后鄱陽湖自由出流更順暢，長江對鄱陽湖出流的頂托作用減弱。其原因主要是長江干流河床因沖刷受到侵蝕刷深等。監(jiān)測顯示，九江—湖口河段31 km長江干流2001—2012年泥沙沖刷量達2.11億m3，干流河槽下切。長江頂托鄱陽湖出流的直接因素是長江干流，河道受到?jīng)_刷，長江同樣流量的來水，其水位降低了，對鄱陽湖影響隨之減小。

3.3 鄱陽湖水位持續(xù)低枯 長江頂托作用弱化，出湖水量更快更多，導(dǎo)致鄱陽湖水位低枯，秋冬季尤甚。具體表現(xiàn)低枯水位出現(xiàn)時間提前、枯水期延長、極端枯水位屢創(chuàng)新低。

圖6 1949—2002、2003—2014年漢口月均流量過程

圖7 1956—2002、2003—2015年鄱陽湖星子站旬平均過程

（1）低枯水位出現(xiàn)時間提前，枯水期延長。分別統(tǒng)計星子站每個水文年各級別枯水位出現(xiàn)時間和持續(xù)天數(shù)。按照20世紀60年代、70年代、……、21世紀（2003—2012年）和全系列（1956—2012年）口徑計算，星子站枯水（水位10 m以下）和嚴重枯水（水位8 m以下）、特別枯水（6 m以下）出現(xiàn)時間、持續(xù)時間等特征值，然后計算每個年代的平均值，結(jié)果表明，鄱陽湖枯水期提前，枯水期時間延長。具體結(jié)果見表6。

表6 星子站不同等級枯水位平均每年出現(xiàn)天數(shù)及時間

枯水位出現(xiàn)時間提前，2003年以前星子站枯水位10 m初現(xiàn)時間在9月1日—11月17日之間，2003年以后提前到8月22日，提前了9 d。2003年以前嚴重枯水位8 m初現(xiàn)時間在10月24日—11月25日之間，2003年以后提前到9月28日，提前了26 d。

星子站1956—2002年系列10 m以下枯水位平均每年124 d，嚴重枯水位8 m以下時間共68 d，特別枯水6 m時間平均僅為9 d；而2003—2012年這三個特征枯水位以下平均天數(shù)分別增加到175 d、106 d和20 d。特別是2006年10 m和8 m以下持續(xù)時間分別達到277 d和156 d，2010年10 m和8 m以下持續(xù)時間分別達到216 d和166 d，在57年整個系列中枯水時間最長的前兩位。

（2）極端枯水位屢創(chuàng)新低。表7歸納了鄱陽湖各水位站最枯水位。除湖口站外，湖區(qū)各個主要監(jiān)測站實測最低水位均發(fā)生在2003年以后。從表7可以看出，星子、康山站均在2004年出現(xiàn)歷史最低水位；都昌站2007年出現(xiàn)歷史最低水位6.53 m以后，2008、2009年屢創(chuàng)新低，2012年最新歷史最低水位記錄為6.27 m。棠蔭站在2007年出現(xiàn)歷史最低水位。湖口站水位受長江、鄱陽湖雙重影響，歷史最低水位出現(xiàn)在1963年（4.02 m），2004年出現(xiàn)歷史第二低枯水位4.74 m。2003年以后，除湖口站外，湖區(qū)所有水位站均出現(xiàn)有實測資料以來的最低水位。

表7 鄱陽湖各水位監(jiān)測站最枯水位（黃海高程，m）

2007 年以來都昌水位持續(xù)下降，與入江水道老爺廟斷面下切密切相關(guān)。鄱陽湖湖盆沖淤分布不均衡，都昌水域處于淤積與沖刷的過渡帶，旁邊的松門山水域采沙活動最集中，上游的棠蔭水域持續(xù)2001年以前狀態(tài)，繼續(xù)淤積，淤積發(fā)生在高程16 m以下的主河槽，致使枯水期水道水流受阻，船只航行困難。下游老爺廟斷面原來是一道大沙埂，受沖刷與采沙影響，斷面逐年下切，2010年與1998年相比，過水?dāng)嗝鏀U大3.24萬m2，致使都昌水域水位逐年下降［13］，枯水期與棠蔭水位懸殊越來越大，隨著老爺廟斷面不斷下切，都昌水位屢創(chuàng)新低。

（3）湖區(qū)主要水位站枯水期水位全面降低。 圖8顯示，星子站2003—2015年比1956—2002年平均水位低0.98 m，其中10月下旬下降幅度達3.06 m。分析了湖區(qū)湖口、星子、都昌、棠蔭和康山等主要水位站監(jiān)測站9月—次年3月各月水位變化，將2003—2012年系列月平均值減去1956—2002年系列月平均值，結(jié)果見表8。從表8可以看出，鄱陽湖主要水位站水位降低從9月開始水位降低，最大降幅出現(xiàn)在10月，然后降幅逐步減小，一直持續(xù)到次年3月。就空間分布而言，都昌站降幅最大，星子次之，都昌站上游的棠陰、康山減少較小。湖口站直接受長江和鄱陽湖水位影響，在三峽工程補水期1—3月水位逐步提升。

表8 鄱陽湖各站9月—次年3月平均水位變化差值 （單位：m）

3.4 湖水位漲落幅度增大 利用1980—1999年、2000—2015年星子站日水位變化過程資料，計算了日平均水位上漲和下落幅度變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鄱陽湖水位日漲落幅度增大。

（1）2000年以后平均日上漲和下降幅度比以前增大。分別計算1980—1999年、2000—2015年星子站日水位每天上漲或下降幅度，統(tǒng)計兩個時期每個月的平均值，結(jié)果如圖8所示。

圖8 鄱陽湖星子站1980—1999年、2000—2015年日漲落幅度變化

從圖8可知，2000—2015年平均每年共151 d上漲，每天平均上漲13.3 cm；1980—1999年平均每年共152.5 d上漲，每天平均上漲12.8 cm；其中2000—2015年11月平均上漲幅度16.7 cm，1980—1999年僅6.9 cm。2000—2015年平均每年共184 d下降，每天平均下降9.8 cm；1980—1999年平均每年共185.6 d水位下降，每天平均下降8.6 cm。2000年以后漲幅、降幅有所增加。

（2）急漲、急落時間與頻次增多。以每日上漲幅度超過30 cm、下降幅度超過20 cm作為急漲、急落標(biāo)準(zhǔn)，分別統(tǒng)計1980—1999年、2000—2015年平均每月急漲、急落天數(shù)，如圖9所示。2000—2015年上漲超過30 cm天數(shù)增加最多的是3、5月，分別由2000年以前的2.24、2.33 d增加到2000年以后的2.94和2.63 d。2000—2015年日下降幅度超20 cm天數(shù)增加最多的是8、9、10月，分別由2000年以前的2.30、2.10、2.00 d增加到2000年以后的2.41、3.06、6.53 d，下降幅度最大值由2000年以前的39 cm增加到現(xiàn)在的43 cm。

圖9 鄱陽湖星子站1980—1999年、2000—2015年月平均急漲急落天數(shù)

兩方面的因素促使湖水位漲落幅度增大。（1）鄱陽湖流域降水變化趨勢性不明顯，但2002年以來每年降水日數(shù)明顯減少，流域降水集中度增加［14］。（2）湖盆長期低水位，同樣的入湖、出湖流量，比高水位時的漲落幅度增大。水位漲落幅度增大，對于水生動植物正常生長特別不利，4—5月水位急劇上漲30 cm以上，對于正在萌芽、成長的沉水植物影響顯著，植物生長速度趕不上水位上漲速度將會死亡。一天水位下降超過20 cm，對底棲動物特別不利，棲息在巖石、淺灘的底棲動物爬行轉(zhuǎn)移速度趕不上水位下降速度，也會脫水死亡。

4 討論與結(jié)語

本文根據(jù)長江漢口站和鄱陽湖1980年代湖泊水面基本穩(wěn)定后的水文監(jiān)測資料（倒灌使用了1980年以前資料），利用數(shù)理統(tǒng)計方法，研究分析了長江與鄱陽湖水文關(guān)系以及近些年來發(fā)生的變化。

長江與鄱陽湖水文關(guān)系可以簡要地歸納為：星子站水位變化受流域來水和長江干流流量雙重影響。2000年以后，當(dāng)漢口流量從8000 m3/s增加到15 000 m3/s時，邊際遞減率從7.53 cm/（100 m3/s）減少到4.01 cm/（100 m3/s），長江干流低水位對鄱陽湖出流影響很小，鄱陽湖出流基本上可以自由流淌，水位變化幅度較大。15 000～18 000 m3/s是影響較小向產(chǎn)生頂托的過渡區(qū)。漢口水位超過18 000 m3/s時，長江水流對鄱陽湖有較明顯的頂托作用，漢口流量越大，頂托越顯著。漢口流量從超過18 000 m3/s增加到45 000 m3/s時，因頂托不能順利出流而滯蓄在湖盆中的水量比達到31.9%～81.4%。在發(fā)生頂托前提下，長江水流是否倒灌進鄱陽湖，則取決于星子站水位，星子水位低于8 m或鄱陽湖主汛期一般不會發(fā)生倒灌，星子水位10.5～16.5 m且漢口流量大于20 000 m3/s最容易發(fā)生倒灌，持續(xù)時間較長、入湖水量較多；星子站水位9～10.5 m且漢口相應(yīng)日流量大于18 000 m3/s、星子水位高于防汛警戒水位（17.14 m）且長江漢口站流量大于45 000 m3/s，也有發(fā)生倒灌的可能，但倒灌入湖的水量不多、時間較短。坐標(biāo)系以星子站水位為縱軸、漢口流量為橫軸，這些關(guān)系如圖10所示。

圖10 長江與鄱陽湖水文關(guān)系

鄱陽湖與長江水文關(guān)系的定量化分析，對于鄱陽湖水資源利用、水環(huán)境和水生態(tài)保護具有重要價值。鄱陽湖同樣的入湖水量，長江頂托不頂托，不僅湖水位有所不同，湖區(qū)流場也不相同；同樣的入湖污染負荷，長江頂托不頂托，湖泊水體污染物濃度分布完全不同，湖泊中污染物總量也不相同。

2000 年以后鄱陽湖與長江水文關(guān)系發(fā)生了一些變化，主要表現(xiàn)在長江對鄱陽湖頂托作用弱化，鄱陽湖出流更為自由，湖區(qū)出現(xiàn)枯水期提前并延長，枯水期湖水位普遍降低，日漲落幅度增大等情況。這些變化對于湖區(qū)水資源利用、水環(huán)境保護和水生態(tài)健康的維持產(chǎn)生了一些不利影響。加強生態(tài)文明建設(shè)及鄱陽湖的綜合管理顯得非常必要和緊迫。

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