长江中游通江湖泊江湖关系演变及环境生态效应与调控

股项目伯名称召：拜长江库中游变通江阳湖泊吐江湖冬关系六演变娘及环葱境生木态效伴应与蜘调控首首席休科学小家：垫杨桂慢山些中国讲科学欠院南考京地衡理与燥湖泊霞研究佳所烟起止怀年限督：柱20税12疏.1饺-2艳01拖6.峰8清依托档部门糊：麻中国罪科学站院晃水片利部一、关键科学问题及研究内容（一）拟解决的关键科学问题及其内涵长江中游通江湖泊江湖水沙交换过程与通量变化是江湖、尤其是湖泊演变的控制因素之一，长江中上游重大水利工程建设运行通过改变坝下河道水文情势和河床形态而对江湖水沙交换关系产生巨大影响。深入揭示江湖关系演变过程及重大水利工程影响机理，阐明重大水利工程影响下江湖关系变化的湖泊水文、水环境和水生态效应，提出江湖两利的江湖关系优化调控的方法与对策是本项研究的三个关键环节。据此，本项研究需要解决的关键科学问题包括：（1）长江中游通江湖泊江湖关系演变过程及重大水利工程影响机理；（2）湖泊水文、水环境和水生态对江湖关系改变的响应机制；（3）江湖关系健康评价与优化调控的原理和方法。1、长江中游通江湖泊江湖关系演变过程及重大水利工程影响机理长江中游通江湖泊江湖关系核心是长江和湖泊之间的水沙交换，包括交换过程与通量，这种水沙交换与长江干流和湖泊水沙输移、河床和湖盆地形演变等要素形成互馈影响关系。河湖整治和利用等重大水利工程建设、气候波动引起的上游来水来沙量变化等，都将对江湖水沙过程和通量产生巨大影响。重大水利工程的建设运行，作为强烈的人类活动之一，其对水文系统的影响及互馈机制是当前国际水文学研究热点和发展趋势，与气候波动性和渐变性影响不同，重大水利工程影响具有趋势性和突变性的特点，其与河湖水文系统的互馈影响机理也十分复杂。本科学问题的主要内涵包括：通江湖泊江湖水沙交换过程与通量的年际变化及年内分布；不同时期江湖关系变化的主要影响因素；长江、鄱阳湖和洞庭湖水沙运动的动力学机制；重大水利工程不同运行方案下泄水沙在江湖水系中的传播与衰减规律；江湖水沙过程与河床、湖盆演变的互馈影响机理；重大水利工程影响下江湖水沙交换过程和通量变化趋势等。2、湖泊水文、水环境和水生态对江湖关系改变的响应机制与长江的水沙交换决定了通江湖泊独特的水文、水环境和水生态格局及其形成机制，江湖关系变化必将导致湖泊水文水动力条件改变，进而影响江湖干旱洪水极端事件和湖泊污染物分布与水环境容量，以及湖泊生态系统结构与洲滩湿地植被群落的演替。本科学问题的主要内涵包括：湖泊水位、水量和流场对江湖关系变化响应的时空分异规律；干旱和洪水过程响应江湖关系变化的演变机制；湖泊水文水动力等条件变化对水环境容量、富营养化及蓝藻水华发生发展趋势的影响；湖泊浮游生物、底栖生物种群、湿地植被群落以及珍稀鸟类栖息地生境对水情变化的响应过程与适应机理等。3、江湖关系健康评价与优化调控的原理与方法长江与通江湖泊江湖关系随长江和湖泊水文情势变化而不断变化，如何评价重大水利工程影响对这种平衡打破的利弊以及采取什么途径和方法调控，实现江湖两利的动态平衡，成为维系长江中游江湖水系水安全的关键。本科学问题的主要内涵包括：中游通江湖泊江湖关系健康评价指标体系与标准；长江中游江湖水系重大水利工程一体化优化调度的原理和方法等。（二）主要研究内容围绕上述关键科学问题，本项目拟重点开展以下四个方面的研究。1、长江中游通江湖泊江湖关系演变过程与机制堪以长厌江中酷游通妥江湖搁泊江蛾湖水秆系近晒50锋多年例来长陶序列代实测充水文敬气象缺和河兔床、洲湖盆溜地形扒等数理据为孙基础月，研翻究长可江与鼓通江毯湖泊碰水沙种交换酱关系址变化茧的历强史过戚程，援辨析掀不同私时期至水沙甩交换宵过程左与通宣量时康空分摇布特蚕征；浸建立扒江湖瞧水沙扒交换施与湖备泊流痛域和稍长江第干流咱主要颠气象荐水文周要素孔的统帜计关驼系，横分析撇不同茎时期朗降水演蒸发苦量变乒化、合重大疏水利压工程椅建设败、荆圈江裁棍弯等份河道兆整治保以及爸通江臣湖泊扮湖区助联圩集并垸炉、围芹垦、蛾湖盆兔淤积壮、退摇田还寨湖等剃湖泊胁治理蜘利用栏工程版引起塘的河常床、誉湖盆具冲淤聪变化逼，评灿估这克些变筹化对箩长江俱干流啦河道妈和通解江湖构泊水摘沙输糖移的董影响懒，腊揭示锄不同锅时期秩江湖辰关系刃演变像的主纠要驱赵动机净制，凑评估巴相关单重大可江湖摔整治桑与利俗用工号程对蚁江湖任关系加影响仆的利风弊；舱通过飞洞庭耐湖三煎口、库鄱阳灾湖湖译口及枕江湖住交汇按河段拌水文洁资料汽分析活及观欢测试霜验，渣分析永洞庭滥湖和拌鄱阳冷湖与狮长江慧江湖央分流恩与顶品托倒污灌关席系现别状特助征和却形成纱机制旺。锈2、捆三峡格工程拒对长庄江江妇湖分历汇河促段与秩湖泊固水沙龄交换椒的影妇响葬基于泊水沙双原型雄观测姑资料芝，研柄究长湿江干鞭流河黎道泥来沙运减移和消重点彩河段嘉河床挡演变助规律局，建独立一深维和拴平面群二维纳非恒和定流艘泥沙避数学抽模型痰，模天拟分据析三帆峡工回程对拉干流范河道捆泥沙肉运移的和重组点河除段河魂床冲苍淤演伞变影咸响的反长期茫效应梳；在玩此基未础上劲，膏结合浊三维益紊流斧泥沙诊模型搁，开叔展长骄江干持流荆坊江河辨段、磨城陵授矶河下段、茫荆江与三口菊分流姓洪道颜、九雅江河抢段与佩鄱阳期湖出撤口河酱道等反重点赤江湖利分汇输河段短的水污流结僵构、即悬移耻质泥厅沙输至移的舌精细裤模拟窑，分即析重岭大水委利工寄程对弄江湖俘分汇渐河段角水沙胀输移第和河蔽床冲低淤演键变的状影响凯；研签究通镇江湖陵泊水喘动力报和泥匀沙运左动基犁本规馒律，许构建姓适合品天然船复杂踪水域兔和复爷杂水磁情水瞒沙模纷拟的里湖泊竹二维头水动枝力和某泥沙惧输移丝模型甩，模沉拟分劈析三喝峡工于程对透湖泊拴水沙天运移济和洲诚滩演纵变的平影响喊；未建立窃涵盖疮长江映宜昌生至大润通段呜的长槐江中物游干能流与据洞庭笼湖、你鄱阳顺湖两停大通胀江湖建泊和的主要缴干支跳流尾天闾等圣的大笑型江极湖系泄统水疗动力只-泥馅沙耦样合数拦学模扑型，勤研究衰三峡赤工程短对膝洞庭宫湖三姜口分崇流分织沙、途洞庭此湖与坛鄱阳谨湖两纤湖出麦口水冷、沙戚过程多和通缺量的蒸影响炭，兆阐明唱三峡义工程愚影响胞长江允与洞三庭湖遗、长禾江与跟鄱阳大湖水恭沙交获换的腿方式蜡与机突制，孙基于数不同壤水文忘年和蒸三峡网工程核运行水情景辫组合扩，启预测河分析且三峡杂工程铃对江唇湖水谨沙交烤换过悼程和垒通量婚影响与的长蒸期效恒应。康3、田江湖馅关系若变化混的湖性泊水璃文、谦水环顺境和杠水生薄态效挎应份研究修三峡钱工程醉影响熔下江鸦湖关霜系变偶化对斥鄱阳薄湖、遭洞庭私湖水佣位、捷水量剑和水阅动力还场的泊影响剩，预掠测湖村泊水悉位、侧水量妇和流潜场变园化趋胖势及永其对规长江拜干流歇河道凤水文李过程量的反冒馈作冻用，核分析接干旱涨和洪休水过抄程响房应江刘湖关赌系变距化的虚演变站机制乐和规厦律；贞研究抖不同渐水情览条件拍下洞寨庭湖席、鄱揉阳湖设氮磷效等污顾染物般时空妈分布灰特征免，揭欺示江航湖关墨系变滩化引葛起的良湖泊惑水文咸水动网力条这件改巾变对旬氮磷呢等污屿染物饲输移铃、转愉化与而降解纷等过荡程及续其赋涛存形绢态及讽时空票分布别的影起响机例理，吃分析毯湖边挂污染抖带扩翅散范举围与醋规模主，构驳建湖品泊水克动力冬水质较模型避，店模拟吃预测蚀湖泊疼水文像、水态动力班条件厨变化炕对湖刊泊水刷环境领容量稀的影够响，脖分析邻江湖乳关系千变化备影响命下湖拾泊富说营养姓化及亲藻类稀水华听演变重趋势镇；夜研究时江湖收关系廊变化次对通捆江湖爬泊生沫态系研统关号键要作素的僵影响谋，分破析湖明泊浮碑游生淋物、券底栖雄生物按种群以结构野及沉盘水植姐被群渣落演斯变对贺江湖揉关系除变化镜响应停的情吸景；纯研究拐江湖爬关系绪变化膀对通舟江湖芝泊湿晕地分冲布格厦局的赠影响让，建春立却洲滩传湿地干水文拆生态糖模型顺，探浊明净洲滩赌植被应群落斯演替寸对水芝情变溜化的鸡响应多过程怒与适农应机毒理，守分析检不同宇江湖嘉关系逐变化理情景隙下珍旱稀候辣鸟栖兴息地吧生境画及分咽布变领化情怒景。麻4、剂长江根中游绢江湖猾关系减优化雹调控衫的原生理与吓对策门遴选赏江湖愉关系拔变化电敏感傅因子方，研哥究建胖立江眠湖两陆利的蝇江湖朋关系妹健康破评价僵指标神体系阔，研派究基施于多图种需念水（趣湖泊唐环境祸、生此态与舰生产山生活乖）和芹安全拳蓄水意的江吗湖水谁量交炮换动插力过邪程与隙临界拴通量倍，确梳定江炒湖关瞧系健弄康指削标标舱准；鼠研究向有利耽于改铁善江给湖关悄系的蜜长江展中游棵江湖穿水系耕重大膨水利似工程叛一体型化优惭化调燥度的段原理锄，提握出江垦湖两岛利的原长江伞中游盐江湖训水系钟水库畏群联寻合优帆化调鼻度方狭案建倒议；需构建被长江书中游屠江湖忠系统盘水信荒息数谈据库副，集翠成长托江干察流一唯维与暴重点馒河段册及湖遥泊二除维水蔽动力敏模型代、湖祖泊水姥动力芹水质柜模型毅和水灶库群尼联合乘调度刮模型脚等，扇建立须江湖职两利寺的湖栋泊水洽安全效预测穿预警泥与江差湖关楼系优用化调童控系街统，逃开展恢不同备水文紧年湖四泊多统种需跪水与逐安全己蓄水劲情景仆及其圾江湖虑关系底优化滨调控百保障赞的预洗测预辉警研揪究，蜜提出按健康串江湖轰关系炸维护米的对荡策和驾建议胆。今二、闻预期圣目标捎（一歼）总茎体目么标满揭示色长江烈中游叫通江菊湖泊晴江湖控水沙岛交换耳关系程的演气变过土程及唯其与压江湖采水沙粱运移火、地约形演金变互页馈影右响的杜机理筝，阐动明重凳大水禽利工绘程影新响下吗江湖票关系国变化酬及其韵对湖岁泊生上态系贱统影箱响的帝机制兆，创啦建江负湖关维系健祥康评辜价与家优化都调控狭的原饿理与盛方法艺；建毒立长偷江和素两湖李水沙饰耦合塞以及宾基于娇过程钻的湖献泊水信文水蓄动力午、水赏环境原容量爽和湿热地水抗文生款态模由型，鼻预测怎三峡锹工程播影响乖下江牵湖水灰沙交贵换过娱程与陡通量授变化劝情景祸及其污湖泊牲水文撤、水艳环境尝与水佳生态揪演变捕趋势愈；构亡建湖乎泊水涂安全突预测芳预警赌与江估湖关枝系优扬化调迅控系梢统，标寻求坛优化貌江湖谁关系协的悬长江琴中游通江湖苏水系挑重大俯水利暴工程舌一体炊化调彻度桌方案骗和健少康江雀湖关宝系维树护的恰对策轨与建询议，套创建归重大平水利劳工程稀与大跃型河刑湖系朵统相效互作贡用过伏程与茧动力禾学机跌制理党论，各为客逼观认杠识重训大水区利工终程建培设对减中游借江湖柳系统笔生态熟环境故影响诊和江渴湖水撇系水称量优宰化调也控提殃供理猪论依置据和费科学障支撑述，也眨为国方内外凉大型舅河湖丰水系斜一体扰化管傅理提钥供理露论指吩导。佳凝聚年和培喘养一玻批中队青年锋学科瞒带头辜人，悠完善凶野外原观测报研究序站和兰数据齐分析色与模迟拟平透台，叹推动负我国午湖泊哨与河伶流等粪相关输学科淘发展觉。率（二帜）五辅年阶枕段目吴标拼1、帽建立扎长江右和鄱活阳湖借、洞象庭湖点江湖烤水沙桃交换萌与主疏要气修象水侍文要元素的孔统计壶学关厅系，武辨识窝不同捧时期喷江湖粪地形茄演变离和重类大整鹊治与臣利用塔工程形的影歇响，埋揭示语江湖装水沙触交换项过程盟和通兰量的孔变化背规律僻，阐拉明近气50著年来奏江湖艘关系觉演变胶的过探程和厉驱动链机制跨。肿2、违构建说不同皇尺度厚多维圆度水腔沙输炉移模彩型，逗模拟音分析咬三峡晒工程残运行寄对长辨江干艺流江吃湖分天汇河链段和轮湖泊太水沙纯运移顽影响覆及其旱河床卷与湖诊盆演绕变响怀应；锣预测票三峡择工程姿不同定运行答方案姜与江切湖水先文情执势组羞合情助景下墓长江立与鄱垃阳湖之、洞裁庭湖盈江湖妨水沙虑交换亏过程舟与通傍量变歇化。因3、镰阐明凳三峡辅工程丈影响珍下江吊湖关土系改秋变对查湖泊须水位鞠、水狭量平廉衡、量水动绿力场咸等水功情要纷素及淹典型嫩干旱纽与洪楚水事滨件过但程的居影响唐；构鸟建基叉于过矩程的葬湖泊晶水动眨力水迁质和耕湿地穷水文冲生态属模型裳，模蕉拟预书测湖扁泊水山质、上水环包境容慨量以廉及湖曾泊生赏态结蛋构与天洲滩洪湿地竹植被亿群落牛对水圈情变弟化的寺响应祖趋势算。夜4、肥确定胡江湖恨关系培健康民评价宪标准炮和重卵大水来利工王程联方合优瞧化调兽度规得则，派获取经实现功江湖月两利丽的江虾湖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