黃志文，許新發(fā)，王志超，周蘇芬

(江西省水利科學(xué)院防災(zāi)減災(zāi)與水工程安全研究所，江西 南昌 330029)

鄱陽(yáng)湖承納自身流域內(nèi)的贛江、撫河、信江、饒河、修水5河及湖周區(qū)間來水，調(diào)蓄后經(jīng)由湖口入注長(zhǎng)江。近年來，鄱陽(yáng)湖水位不斷跌破歷史最低記錄且其低水位持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)[1]，導(dǎo)致鄱陽(yáng)湖濕地生態(tài)系統(tǒng)遭受嚴(yán)重破壞。入江水道作為鄱陽(yáng)湖出流的唯一通道，其出流水力特征就成為維持鄱陽(yáng)湖水位的關(guān)鍵因素。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從不同角度分析了氣候變化、入湖徑流變化[2-4]和三峽工程運(yùn)行[5-7]等對(duì)鄱陽(yáng)湖水位影響。劉章君等[8]分析了鄱陽(yáng)湖水位受三峽水庫(kù)蓄水的影響大小及空間格局特征；賴錫軍等[9]運(yùn)用長(zhǎng)江中游江湖耦合水動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算了汛末蓄水對(duì)鄱陽(yáng)湖水情的影響分量，水位影響格局呈北高南低。鄔年華等[10]開展物理模型試驗(yàn)探索三峽工程運(yùn)行對(duì)湖區(qū)水位的影響程度。趙軍凱等[11-12]分析了近50年來鄱陽(yáng)湖水位變化階段性和趨勢(shì)性特征，并探討了長(zhǎng)江干流上游水庫(kù)群調(diào)節(jié)和湖區(qū)采砂活動(dòng)對(duì)鄱陽(yáng)湖水位變化的影響機(jī)制。王丹、姚靜等[13-14]分析了鄱陽(yáng)湖不同時(shí)期地形變化對(duì)鄱陽(yáng)湖水位變化影響程度和范圍。

鄱陽(yáng)湖水位變化實(shí)際上與入江水道演變特性存在一定的關(guān)系，本文基于鄱陽(yáng)湖入江水道泄流能力與湖口水位關(guān)系的長(zhǎng)系列變化關(guān)系，分析了入江水道演變過程與鄱陽(yáng)湖湖區(qū)水位變化的相關(guān)關(guān)系，揭示了入江水道演變對(duì)鄱陽(yáng)湖枯水期水位影響機(jī)制。

1 入江水道泄流能力與湖口水位關(guān)系演變

1.1 泄流能力變化與湖口水位關(guān)系

選取1953年～2016年最新長(zhǎng)時(shí)間序列水文數(shù)據(jù)，采用文獻(xiàn)[15]中的以鄱陽(yáng)湖湖口流量作為湖泊總泄流量，湖口水位作為湖泊出口水位，星子站水位代表湖泊水位，鄱陽(yáng)湖泄流能力與湖口水位呈單調(diào)上升的曲線關(guān)系(見圖1)。21世紀(jì)之前，鄱陽(yáng)湖泄流能力與湖口水位關(guān)系較為穩(wěn)定，且湖口水位與泄流能力基本呈一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系(見圖1)。但是2000年后，鄱陽(yáng)湖泄流能力開始發(fā)生調(diào)整。鄱陽(yáng)湖泄流能力與湖口水位的關(guān)系開始逐步偏離原來長(zhǎng)期形成的穩(wěn)定曲線關(guān)系。2000年初是一個(gè)變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從圖1可以明顯看出，2002年～2010年，相同湖口水位條件下鄱陽(yáng)湖泄流能力開始逐年提高；2010年之后，同一湖口水位條件下的泄流能力有了明顯上升，基本上已完全偏離原來的歷史曲線關(guān)系。2010年～2016年間鄱陽(yáng)湖泄流能力有逐步穩(wěn)定的趨勢(shì)。

圖1 鄱陽(yáng)湖入江水道泄流能力與湖口水位關(guān)系及其變化

1.2 鄱陽(yáng)湖入江水道泄流能力與水位變化分析

湖泊泄流能力改變已引起湖泊水位的變化。對(duì)相同的星子站和湖口水位，由于湖泊泄流能力的增強(qiáng)，現(xiàn)在的湖口流量要明顯高于歷史時(shí)期的流量，即湖泊蓄水能力降低，使得湖水快速下泄，湖泊水位降低。從另一個(gè)角度來看，由于湖泊泄流能力顯著增強(qiáng)，維持同等下泄流量所需的星子湖口水位落差要小得多。因此，如若流域來水與過去相同，則湖泊水位(星子站)必然較歷史同期要明顯偏低。

2 鄱陽(yáng)湖入江水道斷面演變對(duì)湖區(qū)水位影響分析

2.1 入江水道河段演變分析

選取入江水道典型斷面進(jìn)行演變分析(見圖2)。由圖2可以看出，與1998年相比，2010年湖口水道星子斷面(RJ5)平均湖底高程下降2.4 m，屏峰斷面(RJ8)平均下降4.15 m。鄱陽(yáng)湖入江水道泄流能力在2000年之前基本趨于一個(gè)穩(wěn)定的關(guān)系，從2000年以后，逐漸開始增大，在2010年之后基本又趨于穩(wěn)定。這主要是由于2000年之前入江水道河段變化不明顯，而2000年后，河床大幅下切，加大了入江水道的泄流能力，2010年后鄱陽(yáng)湖采砂得到有效控制，入江水道斷面變化不明顯。

圖2 入江水道典型斷面變化

天然條件下鄱陽(yáng)湖的湖口水道處既有沖又有淤，沖淤變化不明顯。從2000年以來鄱陽(yáng)湖湖口水道的河道形態(tài)發(fā)生了明顯變化，2010年湖口水道主槽橫向明顯展寬，斷面展寬從幾十米到上千米不等，且有明顯的人工挖掘形成的鋸齒形洲灘邊緣。這說明采砂引起河床下切。由此可推斷，采砂引起的地形顯著變化是的湖口水道的過水能力明顯提高，從而成為枯水期水位下降的主要驅(qū)動(dòng)因子。

2.2 鄱陽(yáng)湖沖淤演變對(duì)湖區(qū)水位影響

為研究鄱陽(yáng)湖的沖淤變化(特別是入江水道段的大幅度下切)對(duì)湖區(qū)水情的影響，采用湖區(qū)實(shí)測(cè)水位數(shù)據(jù)分析湖口與湖區(qū)各站水位的相關(guān)關(guān)系的變化。

2.2.1 湖口站與星子站的落差分析

一般情況下，星子站水位高于湖口站水位，星子站與湖口站日平均水位落差見表1。

表1 星子站與湖口站日平均水位落差分析

表2 2002年、2012年及2017年湖口站與星子站間日平均水位相關(guān)關(guān)系 m

由表1可以看出，2003年～2010年星子與湖口的日平均水位落差比1953年～2002年明顯減小，特別是湖口水位12 m以下時(shí)落差減小更為明顯。這應(yīng)該是入江水道星子站附近河道大幅度下切、枯水河槽斷面面積大幅度增加所造成的；而2011年～2017年來變化不大，這與前面分析的2010年以來入江水道河床斷面變化不明顯也較為吻合。

表3 星子站與都昌站、都昌站與棠蔭站、棠蔭站與康山站日平均水位相關(guān)關(guān)系 m

2.2.2 湖區(qū)各站水位相關(guān)分析

鄱陽(yáng)湖湖區(qū)水位站點(diǎn)分布見圖3。分別以2002年和2012年水位資料建立湖口、星子、都昌、棠蔭與康山站的相關(guān)關(guān)系(見表2，圖4～7)。由圖4～7可以看出，湖區(qū)各站之間相關(guān)關(guān)系與彼此之間距離有關(guān)，距離越近，相關(guān)關(guān)系越好；從上游到下游，湖區(qū)各站之間相關(guān)關(guān)系越來越好，而且越往下游，2002年和2012年各自的點(diǎn)群分開越明顯；從湖口與星子站、星子與都昌站的水位相關(guān)關(guān)系來看，2002年以后星子站和都昌站水位均出現(xiàn)低枯水位有明顯的下降，這說明了湖床下切的影響較為明顯；然而從都昌與棠蔭、棠蔭與康山站的水位相關(guān)關(guān)系來看，棠蔭以上水位基本不受鄱陽(yáng)湖沖淤變化的影響。

圖3 鄱陽(yáng)湖區(qū)主要水位站點(diǎn)分布

圖4 星子與湖口站2002年、2012年、2017年水位相關(guān)

圖5 都昌與星子站2002年、2012年、2018年水位相關(guān)

圖6 棠蔭與都昌站2002年、2012年、2016年水位相關(guān)

圖7 康山與棠蔭站2002年、2012年、2018年水位相關(guān)

3 結(jié) 論

本文研究了鄱陽(yáng)湖入江水道河段的泄流能力特征及其演變過程，分析討論了泄流能力變化對(duì)鄱陽(yáng)湖湖區(qū)水位的影響，以及鄱陽(yáng)湖入江水道斷面變化與湖泊泄流能力的關(guān)聯(lián)性。結(jié)果表明：①20世紀(jì)之前鄱陽(yáng)湖泄流能力基本維持不變，之后鄱陽(yáng)湖泄流能力逐年明顯提高，近年開始趨于穩(wěn)定。②泄流能力的變化改變了鄱陽(yáng)湖與長(zhǎng)江相互作用的水力特性，從而使得鄱陽(yáng)湖水量平衡發(fā)生了變化，加劇了近年的枯水情勢(shì)。③湖區(qū)各站之間相關(guān)關(guān)系與彼此之間距離有關(guān)，距離越近，相關(guān)關(guān)系越好；從上游到下游，湖區(qū)各站之間相關(guān)關(guān)系越來越好，而且越往下游，2002年和2012年各自的點(diǎn)群分開越明顯；從湖口與星子站、星子與都昌站的水位相關(guān)關(guān)系來看，2002年以后星子站和都昌站水位均出現(xiàn)低枯水位有明顯的下降，說明了湖床下切的影響較為明顯；從都昌與棠蔭、棠蔭與康山站的水位相關(guān)關(guān)系來看，棠蔭以上水位受鄱陽(yáng)湖沖淤變化影響不大，都昌以下水位受湖區(qū)尤其是入江水道河床下切影響較大。