鄱阳湖环湖区水文气候特征
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鄱阳湖环湖区水文气候特征
胡魁德,何友礼,罗嗣林
(江西省水文局,江西南昌330002)
摘要:本文简介了鄱阳湖环湖区的形态和特征,概括了鄱阳湖环湖区的气候资源、水资源和水环境等水文气象特征,为研究、开发和整治鄱阳湖提供了科学依据。
关键词:鄱阳湖;环湖区;气候资源;水资源;特征值;水环境
1 鄱阳湖环湖区概况
鄱阳湖是目前我国最大的淡水湖泊,位于长江中下游南岸,115°49′~116°46′E、28°24′~29°46′N之间。
流域面积为162225km2,其中156743km2位于江西省境内,占全流域的96.6%;其余5482km2分属闽、浙、皖、湘等省,占全流域的3.4%。
鄱阳湖纳赣江、抚河、信江、饶河和修水五水系以及博阳河、东河和西河诸河来水,经鄱阳湖调蓄后由湖口汇入长江。
五河中赣江最大,外洲水文站集水面积为80948 km2,占鄱阳湖流域面积的49.9%;抚河李家渡水文站集水面积为15811km2,占鄱阳湖流域面积的9.7%;信江梅港水文站集水面积为15535km2,占鄱阳湖流域面积的9.6%;饶河石镇街、古县渡水文(位)站以上集水面积为14218km2,占鄱阳湖流域面积的8.8%;修河永修水位站以上集水面积为14539km2,占鄱阳湖流域面积的9.0%。
根据全国水资源综合规划水资源分区(水利部水利水电规划设计总院,2003年5月)划分,鄱阳湖环湖区(以下简称湖区)范围为:赣江从外洲水文站以下、抚河李家渡水文站以下、信江梅港水文站以下、乐安河石镇街水文站以下、昌江古县渡水文站以下、修水永修水位站以下至湖口县的湖口水文站。
集水面积约占鄱阳湖流域面积的13%,为21174km2。
其中江西省内面积为20190km2,安徽省东至县流入湖区面积为984km2。
共辖有南昌市区(县)、新建、进贤、永修、德安、星子、九江市(县)、湖口、都昌、彭泽、余干、波阳、万年、樟树等县(市)。
素称“鱼米之乡”之称,是江西的粮仓,也是我国重要商品粮基地之一。
鄱阳湖的自然地理特征是高水是湖,低水似河,洪水一片,枯水一线。
汛期五河洪水入湖,湖水漫滩,湖体扩大,水流平缓;冬春季节,湖水落槽,湖滩显露,湖面缩小,比降增大,水流湍急,与河流无异。
因此,洪枯水时,湖面面积相差极大。
高程22m(吴淞基面,下同)时,湖面面积为3993km2,容积为296亿m3。
高程11m时,湖面面积仅340km2,容积仅7亿m3。
湖盆自东、西向中,由南向北倾斜,湖底高程一般由12m降至湖口约1m。
褚溪口,鞋山湖底高程为-1至-3m,在蛤蟆石附近为最深处,高程为-7.5m。
鄱阳湖形似葫芦,以松门山为界,分南、北两部分。
南湖为主湖区,湖面宽广、较浅,北部狭窄、较深,为入江水道区。
全湖南北长173km,东西平均宽16.9km,入江水道最窄处是星子县以下的屏峰卡口,宽仅3km。
湖区地貌由丘陵岗地、圩堤水田、水道、洲滩、岛屿、内湖、汊港组成。
在湖区面积中,丘陵岗地面积占62.2%,多年平均水网及水面面积占23.6%,圩堤面积占14.2%。
赣江在南昌市绕扬子洲分为左右两股汊道。
左股分为西支和北支,其西支也称赣江主支在吴城与修河汇合,至吴城望江亭入湖为湖区西水道;右股分为中支和南支,各支又有分汊注入鄱阳湖。
北、中、南支与抚、信、饶河均先后汇入湖南部,为湖区东水道。
东西水道在褚溪汇合后为入江水道。
洲滩有沙滩、泥滩,草滩三种类型。
沙滩、泥滩统称荒洲,利用价值不大,多在14 m以下。
草滩可利用,但多钉螺,传播血吸虫病,多在14~18m。
全湖现有岛屿共41个,面积最大的莲湖山有近42km2,此外,较大的岛屿还有鞋山、长山、棠荫、泗山、三山、南山、矶山和松门山等,类型有岩岛、沙岛。
内湖出现在枯水期,主要分布在东、南、西部,中高水联成一片。
汊港多分布于入江水道东岸和主湖区北岸及东北,东南湖隅,全湖主要汊港共约20处。
2 鄱阳湖湖区气候资源
鄱阳湖属亚热带湿润季风型气候。
冬春常受西伯利亚冷气流影响,多寒潮,盛行偏北风,气温低;夏季冷暖气流交错,潮湿多雨,为“梅雨季节”;秋季为太平洋副热带高压控制,晴热干旱,盛行偏南风,偶有台风侵袭。
据1956~2000年资料统计,年平均气温在17℃左右。
7月最高,月平均约30℃,极温44.9℃;1月最低,月平均约4.4℃,极温-18.9℃。
南部高于北部0.5~1.0℃。
年平均日照达1800~2100h,平均太阳总幅射量为444~477×103j/cm2。
雨量丰沛,单站年降水量最小值为653.0mm(棠荫1978年),最大值为3034.8mm(庐山1975年),多年平均为1500mm左右。
年内分配极不均匀,4~6月降水约占全年的48%,6月最大占全年17%,12月最小只占3%。
年平均蒸发量为1200mm左右,蒸发量在面上分布是湖中大,湖周小;在时间上7~9月最大,占全年45%,1月最小仅为3%。
鄱阳湖年最多风向为偏北风,只有7~8月间在太平洋副高控制下才多刮偏南风。
根据1964~1985年资料统计,年平均风速在3.5m/s以上。
日平均风速≥5m/s 的天数达99.4d,按国家风能资源等级标准,鄱阳湖区属风能资源丰富的地区。
湖区的自然地理特点,使湖区成为大风集中区域。
鄱阳湖主要有冷空气大风,锋面雷雨大风和湖区出现的风向不定、风速变化大、时间短促的“飑线”大风。
星子老爷庙一带多年平均大风日数为30.5d。
棠荫站曾实测到31.0m/s的最大风速(相当于浦氏风力11级)。
3 鄱阳湖湖区水资源
3.1 水量
根据江西省水资源综合规划水资源调查评价1956~2000年资料统计,由湖口注入长江的年平均水量为1427亿m3,大于黄河、淮河、海河三大河流入海水量的总和;入江水量占长江平均年径流量的15.5%;赣、抚、信、饶、修五河1956~2000年平均入湖水量为1278亿m3,占湖口入江总量的89.6%,湖区产水量1956~2000年平均为149亿m3,占流域水量的10.4%。
入湖水量的年内变化很大。
江西4月进入汛期,暴雨频繁,洪水不断,入湖水量主要集中于4~7月,占年总量的61.4%。
其中,5~6两个月占年总量的36.3%,达464.1亿m3;7月雨季结束,转入干旱季节,入湖水量急剧减少,9~2月各月占年总量的比重在3~5%左右。
最大入湖水量出现在6月,占全年19.2%,水量达246.0亿m3;最小出现在12月,只占2.9%,水量仅为37.37亿m3。
1998年鄱阳湖最大入湖流量为68900 m3/s,最大出湖流量为31900 m3/s;经计算,最大7、15、30和45d鄱阳湖调蓄洪量分别为113.0、264.3、235.6和277.8亿m3,以上各历时的最大调蓄水量均列有记录以来的第一位。
据资料统计,除个别年份外,江水都倒灌入鄱阳湖。
倒灌最早始于6月,最晚终于11月。
平均每年倒灌2.5次,历时14d,倒灌水量24.9亿m3。
年倒灌次数,以1963年7次为最多,历时39d;年倒灌水量,以1958年93.8亿m3为最大,历时47d为最长;倒灌时流量以1952年9月8日9450 m/s为最大。
其特征值详见表1。
表1 1956-2000年五河六口及湖口站水资源特征统计表
3.2 水位
据湖口、星子、都昌和康山四站1956~2000年资料分析,历年年平均水位为12.8~15.2m,历年年最高水位为22.41~22.59m,历年年最低水位为5.90~12.09m。
湖区各站年最高水位发生在6~7月份的占75%,枯水期一般在10~3月,年最低水位发生在12~1月占72%。
据资料分析,鄱阳湖的水位特点是:
①、受五河、长江洪水双重影响,高水位持续时间长。
4~6月五河洪水入湖,水位上涨。
7~9月,受长江洪水顶托或倒灌影响,维持高水位,10月以后才稳定退水。
②、各年洪水过程,概括为单峰和双峰两种类型。
当五河洪水推迟,长江洪水提前,且两者相遇;或两者不相遇,但五河洪水大,长江洪水小的情况下一般为单峰型。
当五河洪水较早,长江洪水较迟,两者虽互有影响,但不相遇,一般为双峰型。
③、水位在年内变幅较大,年内变幅大小取决于五河入湖水量在年内的变化,也影响湖面面积、容积和水深在年内的变化。
湖口、星子、都昌、和康山四个代表站的水位变幅,下游站大于上游站,年水位变幅最大为8.91~14.04m,年水位变幅最小为3.54~9.59m。
④、湖水水面落差,洪枯水时相差较大,鄱阳湖高水时期,湖面宽广,水面起伏不定。
星子和康山直线距离110km,高水位时最大落差仅0.33m,而枯水位时,最大落差达5.45m。
⑤、江水倒灌时,湖口水位一般都在18.0m以下,占81.3%;18.0~18.99m 占12.5%;19.0m以上占6.3%。
表2 1956~2000年湖区代表站水位统计表
单位:m;基面:冻结基面
3.3 泥沙
鄱阳湖泥沙主要来源于赣江、抚河、信江、饶河、修水五大河流。
五大河流设有七个控制站,赣江为外洲站,抚河为李家渡站,信江为梅港站,饶河由昌江的渡峰坑和乐安河的虎山两站控制,修水由虬津和潦河的万家埠两站控制,以上七站也称五河七口。
目前除修水虬津站无沙量资料外,其它六站均有沙量(悬移质,下同)资料,五河六口控制面积为127229km2,占鄱阳湖水系总面积的78.4%。
根据1956年~2000年资料统计,五河六口平均年输沙量为1497亿m3,其中赣江外洲站为976亿m3,占65.2%;抚河李家渡站为148亿m3,占9.9%;信江梅港站为227亿m3,占15.2%,饶河昌江的渡峰坑站为45.0亿m3,占3.0%;饶河乐安河的虎山站为61.3亿m3,占4.1%;修水潦河的万家埠站为39.3亿m3,占2.6%。
五河中,多年平均含沙量以饶河0.081kg/m3为最小,赣江0.144 kg/m3为最大。
4 鄱阳湖湖区水环境
鄱阳湖的污染物主要是来自五河,由于流域内的生活用水、工业废水大部分未经处理就直接排入江河而汇集于鄱阳湖。
因为鄱阳湖水量多、湖体大、换水周期短,湖水的自净稀释能力强,故流域内虽有污、废水入湖,但总的来说鄱阳湖的水质还是比较好的。
据2000年监测,鄱阳湖全年水质优于Ⅲ类水占89.1%,达到Ⅲ类水占10.9%,4~9月富营养化评分值为40,属中营养。
1979年,我们在环鄱阳湖四周及湖内增设了19个水质监测采样点。
根据监测分析全湖水质多年均值为:PH 值为7.2;溶解氧为8.2mg/L;游离二氧化碳为3.7mg/L;化学耗氧量为1.5mg/L;阳离子总量为22.2mg/L;阴离子总量60.6 mg/L;总铁为0.7 mg/L;总磷为0.1mg/L;总氮为0.9mg/L;生化需氧量为2.1mg/L。
各种污染物全年入湖总量为:硝酸盐氮22900 t/a;亚硝酸盐氮5000 t/a;氨氮22000 t/a;化学耗氧量213000 t/a;酚550 t/a;氰化物1160 t/a;砷430 t/a;铜900 t/a;锌40400 t/a;铅760 t/a;镉75 t/a。