鄱阳湖地图与枯水干涸原因
鄱阳湖是中国第一大淡水湖,也是长江流域最重要的吞吐型湖泊,在过去日常水位的时候,面积可达3000平方公里,而洪水期甚至可以超过4400平方公里,比青海湖还大。但是当枯水的时候,鄱阳湖面积不足500平方公里,而且被日益加深的河道切割,完全成了河道。我们今天来欣赏鄱阳湖地区的地图,并探究鄱阳湖枯水干涸的原因。
No1:鄱阳湖区地图欣赏
鄱阳湖和江西省关系密切,江西省几乎是中国唯一一个流域完美的省,全省界限和鄱阳湖流域界限高度契合。
上图是鄱阳湖流域和省界示意图,江西省和鄱阳湖大约提供了长江16%的径流量,如果将鄱阳湖水系算成一个支流的话,这是长江径流量最大的支流。
No2:鄱阳湖干涸现状
江西省水利厅7月20日下午发布消息称,当日11时,鄱阳湖代表站星子站水位退至11.99米,为1951年有纪录以来同期最低水位,鄱阳湖提前进入枯水期,2023年成为有纪录以来最早进入枯水期的年份。
No3:鄱阳湖枯水干涸原因
鄱阳湖为什么会枯水干涸,首先要明确,江西不是干旱区,历年降水比较稳定,不存在显著变化,因而干涸原因并不是罗布泊干旱地区蒸发耗散式干涸。一般所说的鄱阳湖干涸,是湖面退化成像一条河那样,并非完全没水。那么鄱阳湖是怎么干的?
太长不看版
长江来沙锐减导致中下游河槽持续下切加深,泄水加快
鄱阳湖流域非法采挖河沙(最直接原因)
鄱阳湖周围子湖修坝束水导致湖区进一步侵蚀成河槽
人类活动影响和气候变化
原因1:长江来沙锐减
简单来说,河流流水有两个重要的过程,侵蚀和沉积。侵蚀主要由水流流量和动能决定,而沉积则是由河流中携带的泥沙等物质决定的。稳定的河流中,侵蚀沉积往往是一个动态平衡。当河流携沙量发生显著变化时,这种平衡就会被打破。例如明清时候,黄河中上游植被破坏严重,导致河流含沙量陡增,浊浪滚滚,从而导致河床侵蚀和沉积的平衡被打破,河床持续抬高从而形成地上河。另一方面,如果含沙量骤减水沙锐减,那平衡将会朝着另一个方向,即河槽侵蚀下切方向演化。
鄱阳湖水位下降和长江河槽下切有着直接关系。2003年随着三峡大坝落成,长江中下游开始持续冲刷过程,我们通过下表统计数据可以分析得出,三峡运用之后,输沙量显著下降。
三峡运用前后的各站输沙量变化
输沙量下降的最直接后果就是长江水位下降,特别是枯水水位。
各站枯水水位变化
鄱阳湖作为重要的吞吐型湖泊,其水位变化受长江水位密切影响。由于长江枯水水位逐年降低,鄱阳湖枯水也日益加深。
原因2:鄱阳湖区非法采砂
结合气象数据来,1960-2020年,鄱阳湖地区降水量并没有显著波动,因而鄱阳湖枯水干涸的主要因素并非气候变化,鄱阳湖区域采砂活动是造成水位下降的最直接原因。2000年前后,长江干流禁止挖沙船挖沙,大量挖沙船进入鄱阳湖挖沙。根据测算,1999 年、2000 年湖区没有大规模采砂时,出湖泥沙量仅500多万吨,而2001—2005年采砂活跃,出湖泥沙达1080~1550万吨;远大于入湖泥沙量,2008 年停采整顿,出湖泥沙量下降到741万吨;但是2010 年采砂再掀高潮,出湖泥沙量达1590万吨,2017 年严厉整顿湖区采砂、2018 年以后湖区采砂活动全面停止,出湖泥沙量下降到300万吨左右。近两年虽然采砂停止,但是采砂带来的影响远没有消除。大规模的采砂活动彻底改变了鄱阳湖湖底构造,湖北侧入江通道持续加深加宽,据测算,低水位时候,鄱阳湖水排泄速度为采砂前的1.5-2倍。鄱阳湖天然顶托机制消失,是枯水期低水位的最根本原因。
简单来说,挖沙就相当于增大了水池的出水阀门,水池里水因此更快流走。
河床断面侵蚀量由水沙运动产生的自然冲刷和挖沙两部分组成。从断面侵蚀形态可以判断哪些是自然冲刷,哪些存在采砂挖掘损失。我们以大规模采砂之前的断面为基准,这里基本上是自然冲刷的结果,而这之后的的额外变化,就是挖沙影响。如下图。
入江水道冲刷深度计算
入江水道典型侵蚀过程
原因3:鄱阳湖子湖围湖束水
鄱阳湖自身入湖五大水系是鄱阳湖主要的水沙来源。从长期气候规律看,主要变化是沙源减少。这首先要归功于退耕还林等生态涵养工程,这是有利的一面,但是另一方面,水库等工程措施的修建,又将本就稀少的沙子拦截,鄱阳湖来沙减少。
仔细看枯水期卫星图,我们可以发现,主湖部门基本消失,但是一些湖湾由于水坝束水,并没有太多变化。这样子看起来没什么影响,反而增加了水面,让湖泊周围湖湾不会一起消失。但是实际上这样只是饮鸩止渴,围湖束水和围湖造田一样危害巨大。
原因4:人为活动和气候变化
最后一个原因是系列人为活动导致湖泊退化。随着人地矛盾加剧,围湖造田在江南一带非常普遍。但是围湖造田并非完全是人为造陆的行为,实际上人们选择围垦的湖面,都是因为泥沙淤积本身就已经消亡的湖面,主要是湖西赣江入湖三角洲所在区域。不过这一现象在洞庭湖区表现的更加明显。1820年洞庭湖面积约6020平方公里,但是咸丰年间,随着松滋,藕池,太平等地决口,形成江水入湖局面,大量泥沙涌入湖泊并且无法排出,这导致洞庭湖迅速淤积瓦解,大量湖床出露。露出来的湖底,自然会被周围村民蜂拥而至,开垦成田。由于洞庭湖开垦更加剧烈,导致洞庭湖面积逐渐小于鄱阳湖,鄱阳湖也就成为中国第一大淡水湖(以全境在国内核算。国界处的兴凯湖实际上比鄱阳湖还要大)。而传统时代的不合理开垦导致水土流失,也使得湖泊逐渐走向衰亡。
截至今日(7月26日)长江2023年主要站点流量图
写在最后:鄱阳湖水利工程
鄱阳湖未来怎么办,是任由其继续消亡吗?当下批复了一项重要的工程,也就是鄱阳湖水利枢纽。因为鄱阳湖消亡最直接原因是出湖河槽冲淤平衡被打破,枯水期过分泄水。那么,目前唯一可行的解决方法,就是在湖口修建闸门,人为阻止泄水,从而减缓枯水期泄水。工程示意图如下。
鄱阳湖枢纽闸示意图
工程效果图
工程施工布置图
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