水文变异条件下鄱阳湖非一致性生态水位演变规律研究

Ecological water level is meaningful to the healthy and sustainable using of ecological system of lake. The Poyang Lake will be chosen in this project as the study object of ecological water level, to uncover the evolution regularity of inconsistent ecological water level of poyang lake with the condition of hydrological alteration. Firstly, the alteration characteristics and regulations of water level series and the forces associated with it will be analyzed by the Hydrological Alteration Diagnose System, and the attribution analysis method applicable for multi-factor influenced hydrological alteration will be put forward to lock the main inducement of water level alteration; Secondly, based on the inconsistent hydrological frequency calculation principles, the inconsistent hydrological frequency calculation method using the stepwise regression will be put forward, with the ecological water level threshold frequency, the monthly ecological water level of Poyang lake with the condition of hydrological alteration will be analyzed, according to the hydrological alteration time point, the evolution regularity of ecological water level under the past and present scenarios will be concluded. The achievement of this project not only useful in theory to the hydrological engineering analysis and calculation study in the condition of hydrological alteration, but also valuable in practical to the eco-environment protection and disater risk assessment of Poyang Lake.

生态水位对于湖泊湿地生态系统健康和可持续利用具有重要意义。本项目以鄱阳湖生态水位为研究对象，探究水文变异条件下鄱阳湖非一致性生态水位演变规律。首先，运用水文变异诊断系统，分析鄱阳湖水位及其影响因素时间序列的水文变异特征，进而提出适用于多因素共同影响下的水位变异主因分析方法，辨识水位变异的主要影响因子；其次，按照非一致性水文频率计算原理，提出基于逐步回归分析的非一致性水文频率计算方法，结合生态水位上下限阈值频率，计算推导水文变异条件下鄱阳湖逐月生态水位，并以水文变异时间为节点，分析过去和现状条件下生态水位随时间的演变规律。其研究成果不仅对水文变异条件下的工程水文分析与计算方法研究具有积极的意义，而且对于鄱阳湖生态环境保护、灾害风险评估等具有重要的实际应用价值。

随着生态需水概念的提出和推广，支持人类社会可持续发展且保证生态系统不发生严重退化的用水能力，以及维持生态系统健康所需的水量，得到了越来越多学者的关注，生态需水的概念也逐步扩展到河流、沼泽、湖泊等生态系统中。在变化环境的大背景下，鄱阳湖湖区出现了水位异常偏低、洲滩湿地生态退化、鄱阳湖蓄水量大幅减少等水文变异问题，即水文序列的统计规律在整个序列时间范围内发生了显著变化，用于生态水位计算的水位序列失去了一致性，给湖区抗旱应急、水资源配置、生态水位计算等工作带来了新的挑战。如何确定变化环境下鄱阳湖的生态水位，确保发挥鄱阳湖湿地生态系统正常功能，成为维持鄱阳湖生态系统健康和永续利用的基本保证。加之《鄱阳湖生态经济区规划》已由国务院正式批复，湖口建闸已经列入该规划之中，建闸后的鄱阳湖水位如何管理，都是迫切需要解决的问题。.针对变化环境下鄱阳湖生态水位的计算问题，本研究首先确定影响鄱阳湖水位的各项因素，并收集整理相关时间序列资料；再利用水文变异诊断系统，对鄱阳湖水位及其各影响因素的时间序列进行变异分析；并利用变化环境下非一致性水文频率计算原理，提出适用于多种影响因素回归分析的水文频率计算方法，即基于逐步回归分析的鄱阳湖水位非一致性频率分析方法；然后参考水文变化指标法，利用非一致性频率计算确定鄱阳湖生态水位区间；最后结合湖区其他生产、生活需求，对确定的生态水位区间进行修订，即得到变化环境下鄱阳湖的生态水位区间范围。此外，还提出了维持鄱阳湖生态水位的措施，以及需要重点关注的时段，提出了降低水位变异对生态环境、水资源利用带来风险的应对措施，为今后相关成果的应用打下基础。