中国湖泊生态环境丛书：鄱阳湖洪泛系统地表-地下水文水动力过程与模拟

什么是洪泛区？

洪泛区，又称洪泛平原，是由河流或者湖泊等地表水体在洪水周期性影响作用下而形成的与之毗邻的地带，这些地带同时也是生物多样性相对丰富的地域空间，往往成为重要的湿地系统。

进一步来说，这里所指的洪泛区主要为河湖水情变化下形成的周边自然滩地或湿地（ floodplain wetland），通常可称之为河流洪泛区（river-floodplain）或湖泊洪泛区（lake-floodplain）等，通常位于江河湖流域的中下游地区。

▲ 河湖洪泛区水情变化特征示意图（修改自 Burnett et al., 2017）

河流与湖泊洪泛区是众多下垫面类型中较为突出的一种，是受洪水干扰而周期性干湿动态变化的特殊系统，也是大气降水、地表水和地下水之间转化的重要界面。随着全球水资源问题的愈发突出，对大江大河大湖的研究更加重视。这些河湖水文的天然变化甚至扰动往往会造就洪泛区的形成及其一系列的生态环境响应，洪泛区的生态水文功能便显得尤为重要和突出。洪泛水文情势促进了洪泛区环境系统之间物质、能量和信息的传递与交换，驱动了物质元素循环和生物生长，使得洪泛湿地生态系统具有丰富的生物多样性。

▲ 洪泛区开发前后示意图

右岸开发后，加大了左岸的洪灾隐患

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊，也是长江中下游极具代表性的洪泛系统。鄱阳湖不仅在长江中下游蓄水、防洪、水资源利用等方面具有重要作用，还提供了完整而独特的洪泛湿地生态系统，是中国生态系统研究网络的典型代表，已被列入国际重要湿地名录，成为全球生命湖泊研究网络的重要研究区。不仅在中国，鄱阳湖洪泛系统在全球生态水文研究中同样具有重要地位和代表性。在洪泛区面积上，仅次于亚马孙河洪泛区和湄公河洪泛区；在形成原因上，由湖泊水文节律变化所形成的鄱阳湖洪泛区系统，其高变幅水位变化与上述两大河流洪泛区不分上下，湖泊型洪泛区位居全球首位。鄱阳湖湿地作为全球越冬候鸟的重要栖息地，支持了世界98%的国际极危物种白鹤、80%以上的国际濒危物种东方白鹳和60%以上的国际易危物种白枕鹤等珍稀种群越冬栖息。

▲ 鄱阳湖及其水文特点的认识与变化

鄱阳湖生态环境问题正面临着新政策、新理念、新形势和新环境下的新特征，涉及的热点问题和区域重大科学问题非常多，现阶段的研究具有一定的要求和挑战。2000年以来，受气候变化和三峡工程等人类活动影响，鄱阳湖干旱事件频发，2020年长江流域发生特大洪水，2022年又发生夏秋季节“汛期反枯”的罕见现象，江湖洪旱极端水文事件愈发频繁，已不可避免地影响了洪泛湿地水文水动力情势，这对适应和依赖于自然洪水状态的湖泊洪泛生态系统产生了一定的威胁和一些负面的影响。鄱阳湖区多年平均水资源总量为234.0亿m3，其中以地表水资源量为主，约为215.5亿m3，占水资源总量的92.1%；地下水资源总量约18.5亿m3，占水资源总量的7.9%。尽管从总量角度看，地下水对湖区水资源的贡献作用有限，但是鄱阳湖水资源时空分配极不均匀，在一些局部地区和典型水文时期，比如枯水期，地下水的水量补充是湖区水资源总量不可或缺的一部分。客观来说，目前对鄱阳湖水文水资源的研究大多集中在河湖等地表水体，仍需深入的动力机制和影响因素研究。而且，鄱阳湖地下水文研究开展得相对较少，对于洪泛区的地表-地下水关系及互馈机制，尚缺乏系统研究，对这方面的认知也相对有限。鄱阳湖洪泛情势的变化已引起公众和国内外学术界的高度关注。

▲ 鄱阳湖洪泛系统水文水动力情势变化的概念示意图

本书的核心内容是基于鄱阳湖洪泛区地表水动力学模型、地下水动力学模型、水文连通性评估模型、水质运移模型、神经网络预测模型和同位素质量守恒模型等，反演复杂下垫面的鄱阳湖洪泛区地表-地下水高度动态的时空变化过程，深入研究变化的江、河、湖关系和强人类干扰对洪泛湖泊地表-地下水文水动力情势的影响。从基于动力机制的角度刻画鄱阳湖洪泛水文水动力时空异质性格局，揭示洪泛水文情势对气候变化和典型人类活动的定量响应关系，弥补或拓展鄱阳湖地下水方面的相关研究，阐明地下水与地表水之间的季节性转化，有利于全面科学地认识鄱阳湖地表-地下水文情势和格局，深入诠释湿地生态水文效应与内涵。本书可为研究鄱阳湖水生态、水环境等问题提供基础数据支撑，也可为鄱阳湖洪泛湿地生态系统的建设和管理提供重要参考。

本文摘编自《鄱阳湖洪泛系统地表-地下水文水动力过程与模拟》一书，有删减，图片来源于本书，标题为编者所加。本书是“中国湖泊生态环境丛书”中的一本。

《鄱阳湖洪泛系统地表-地下水文水动力过程与模拟》

李云良 张 奇 谭志强 姚 静 著

责任编辑：黄 梅

在长江经济带绿色发展、 长江大保护等国家战略引领和推动下， 近些年来鄱阳湖的水文与生态环境变化问题受到高度关注和重视。本书主要围绕全球典型河湖洪泛区的生态水文研究热点， 结合当前鄱阳湖洪泛系统的水文特征现状，以原位观测、统计学模型和数学模型为主要研究方法，从流域到湖泊及湿地等多个尺度，揭示鄱阳湖洪泛系统地表水-地下水的总体变化情势，探明地表水文连通和地下水运动等关键过程对鄱阳湖的影响与贡献， 进一步阐释以水文水动力为基础的湖泊热力学行为和物质输移行为等， 针对未来气候变化及一些典型人类活动影响， 定量评估湖泊洪泛系统地表水动力和地下水文的响应与潜在变化，并对今后鄱阳湖的一些热点和关切问题进行了客观分析和展望，以为河湖系统和洪泛湿地的健康发展提供参考。
本书可供水文学、 地理学、 环境学和湖泊学等学科领域的科研工作者、管理者及高等院校相关专业的师生阅读使用。

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ISBN 978-7-03-070523-5

潘继征 薛 滨 余仕富 等 编著

滇池作为云贵高原上面积最大的高原湖泊，具有独特的地理位置及气候条件，同时作为昆明市最重要的水体，承担了农业灌溉、工业用水、市政生活供水等重要任务。20世纪70年代以来，滇池水质不断恶化，已经由曾经的水体清澈见底、湖底水草丰富，发展为典型的重度富营养湖泊，因此有必要对滇池的整体概况进行了解及分析。本书共9章，以滇池为中心，从湖泊学的角度对滇池的自然地理特征和社会经济进行概述，梳理湖区地质地貌特征及历史演变，围绕滇池的水文与水资源、水化学、沉积物及生物资源特征，对滇池生态系统演变及健康评估进行阐述，对滇池水体富营养化问题及治理进行分析，最后对湖泊-流域综合管理进行介绍。
本书可供从事湖泊科学、环境保护、区域规划和管理等方面的科研、工程技术人员及有关大专院校师生阅读和参考。

（本文编辑：洪弘）

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