文档介绍：项目名称：
长江中游通江湖泊江湖关系演变及环境生态效应和调控
首席科学家：
杨桂山 中国科学院南京地理和湖泊研究所
起止年限：
.1- .8
依靠部门：
中国科学院 水利部
一、关键科学问题及研究内容
（一）拟处理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和通量改变是江湖、尤其是湖泊演变控制原因之一，长江中上游重大水利工程建设运行经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，说明重大水利工程影响下江湖关系改变湖泊水文、水环境和水生态效应，提出江湖两利江湖关系优化调控方法和对策是本项研究三个关键步骤。据此，本项研究需要处理关键科学问题包含：（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响应机制；（3）江湖关系健康评价和优化调控原理和方法。
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关键是长江和湖泊之间水沙交换，包含交换过程和通量，这种水沙交换和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。河湖整改和利用等重大水利工程建设、气候波动引发上游来水来沙量改变等，全部将对江湖水沙过程和通量产生巨大影响。重大水利工程建设运行，作为强烈人类活动之一，其对水文系统影响及互馈机制是目前国际水文学研究热点和发展趋势，和气候波动性和渐变性影响不一样，重大水利工程影响含有趋势性和突变性特点，其和河湖水文系统互馈影响机理也十分复杂。本科学问题关键内涵包含：通江湖泊江湖水沙交换过程和通量年际改变及年内分布；不一样时期江湖关系改变关键影响原因；长江、鄱阳湖和洞庭湖水沙运动动力学机制；重大水利工程不一样运行方案下泄水沙在江湖水系中传输和衰减规律；江湖水沙过程和河床、湖盆演变互馈影响机理；重大水利工程影响下江湖水沙交换过程和通量改变趋势等。
2、湖泊水文、水环境和水生态对江湖关系改变响应机制
和长江水沙交换决定了通江湖泊独特水文、水环境和水生态格局及其形成机制，江湖关系改变必将造成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和水环境容量，和湖泊生态系统结构和洲滩湿地植被群落演替。本科学问题关键内涵包含：湖泊水位、水量和流场对江湖关系改变响应时空分异规律；干旱和洪水过程响应江湖关系改变演变机制；湖泊水文水动力等条件改变对水环境容量、富营养化及蓝藻水华发生发展趋势影响；湖泊浮游生物、底栖生物种群、湿地植被群落和珍稀鸟类栖息地生境对水情改变响应过程和适应机理等。
3、江湖关系健康评价和优化调控原理和方法
长江和通江湖泊江湖关系随长江和湖泊水文情势改变而不停改变，怎样评价重大水利工程影响对这种平衡打破利弊和采取什么路径和方法调控，实现江湖两利动态平衡，成为维系长江中游江湖水系水安全关键。本科学问题关键内涵包含：中游通江湖泊江湖关系健康评价指标体系和标准；长江中游江湖水系重大水利工程一体化优化调度原理和方法等。
（二）关键研究内容
围绕上述关键科学问题，本项目拟关键开展以下四个方面研究。
1、长江中游通江湖泊江湖关系演变过程和机制
以长江中游通江湖泊江湖水系近50多年来长序列实测水文气象和河床、湖盆地形等数据为基础，研究长江和通江湖泊水沙交换关系改变历史过程，辨析不一样时期水沙交换过程和通量时空分布特征；建立江湖水沙交换和湖泊流域和长江干流关键气象水文要素统计关系，分析不一样时期降水蒸发量改变、重大水利工程建设、荆江裁弯等河道整改和通江湖泊湖区联圩并垸、围垦、湖盆淤积、退田还湖等湖泊治理利用工程引发河床、湖盆冲淤改变，评定这些改变对长江干流河道和通江湖泊水沙输移影响，揭示不一样时期江湖关系演变关键驱动机制，评定相关重大江湖整改和利用工程对江湖关系影响利弊；
经过洞庭湖三口、鄱阳湖湖口及江湖交汇河段水文资料分析及观察试验，分析洞庭湖和鄱阳湖和长江江湖分流和顶托倒灌关系现实状况特征和形成机制。
2、三峡工程对长江江湖分汇河段和湖泊水沙交换影响
基于水沙原型观察资料，研究长江干流河道泥沙运移和关键河段河床演变规律，建立一维和平面二维非恒定流泥沙数学模型，模拟分析三峡工程对干流河道泥沙运移和关键河段河床冲淤演变影响长久效应；在此基础上，结合三维紊流泥沙模型，开展长江干流荆江河段、城陵矶河段、荆江三口分流洪道、九江河段和鄱阳湖出口河道等关键江湖分汇河段水流结构、悬移质泥沙输移精细模拟，分析重大水利工程对江湖分汇河段水沙输移和河床冲淤演变影响；研究通江湖泊水动力和泥沙运动基础规律，构建适合天然复杂水域和复杂水情水沙模拟湖泊二维水动力和泥沙输移模型，模拟分析三峡工程对湖泊水沙运移和洲滩演变