《洞庭湖研究专题》PPT课件.ppt
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1、洞庭湖研究专题,1、洞庭湖湿地国际研究中心(亚热带生态所与WWF共建)2、洞庭湖区域发展研究基地(湖南文理学院社科基地)3、湖南省洞庭湖区域经济社会发展研究会 4、中科院洞庭湖湿地生态系统观测站,主要研究机构:,洞庭湖水文气象特征与江湖关系、水质污染与水化学研究,窦鸿身等:,洞庭湖的演变规律、洲滩的结构、动态变化、以及洲滩对洞庭湖功能的影响,李 欣等:,洞庭湖区大洪涝灾害特点与成因,李景保等:,洞庭湖湿地资源功能与可持续利用,董明辉等:,洞庭湖区平垸行洪、退田还湖、移民建镇工程,朱 翔蓝万炼:,洞庭湖区域经济发展模式,王耀中:,湖区农业产业结构调整转换与升级,胡武贤:,主要研究学者:,主要参考
2、资料,(1)窦鸿身,姜加虎等.洞庭湖M.中国科学技术大学出版社,2000(2)袁正科.洞庭湖湿地资源与环境M.湖南师范大学出版社,2008(3)董明辉等.环洞庭湖社会发展研究M.中南大学出版社,2004(4)董明辉等.洞庭湖湿地资源开发利用M.出版社,2000(5)胡武贤.洞庭湖区经济发展研究M.中央编译出版社,2004(6)高吉喜.洪水易损性评价:洞庭湖地区案例研究 M.中国环境科学出版社,2004(7)周震虹.中国农业产业化之路洞庭湖区个案研究M.人民出版社,2006(8)李姣.洞庭湖湿地生态系统价值评估M.湖南师范出版社,2006,第一讲 洞庭湖概述第二讲 洞庭湖演变第三讲 洞庭湖水文第
3、四讲 洞庭湖湿地第五讲 洞庭湖植被第六讲 洞庭湖主要灾害性天气第七讲 洞庭湖村镇体系,洞庭湖研究专题,第一讲 洞庭湖概述,洞庭湖是我国第二大淡水湖,它衔远山,吞长江,浩浩荡荡,横无际涯,朝晖夕阴,气象万千,素以宏伟、富饶、美丽著称于世界,1.1 名 称,因湖泊有洞庭山(君山)而得名,湘妃庙记略称:洞庭盖神仙洞府之一也,以其为洞府之庭,故曰洞庭。,史籍可考地名:,云梦(泽),汉阳志说:“云在江之北,梦在江之南”。合起来统称云梦。战国后期,由于泥沙的沉积,云梦泽分为南北两部,长江以北成为沼泽地带,长江以南还保持一片浩瀚的大湖。自此不再叫云梦,而将这片大湖称之为洞庭湖,九江,九条江:沅、渐、潕、辰、
4、淑、酉、湘、资、澧水经称“九江地在长沙下隽西北”,今 人考证下隽县在今湖南泪罗、岳阳之间的新墙河口,证明九江 即洞庭湖无疑。,五诸,湘 资 沅 澧+荆江,“以湘、资、沅、澧四水自南而入,荆江自北而过,洞庭渚其间,故谓之五诸”,三湖,南青草湖+西赤沙湖+洞庭南连青草、西吞赤沙=水涨三湖混一,重湖(双湖之意,北洞庭南青草),沙洲,即赤沙湖湖滩在枯水季节显露,只认可两湖,1.2 类 型,构造湖+河成湖,距今1亿年前形成洞庭湖盆地,燕山运动的后期在中国东部地壳强烈拉伸而形成的内陆型断陷盆地 距今2500年,洞庭湖的演化进入自然和人为共同作用的格局 洞庭湖是河道型湖泊,属泻湖性质;由于洞庭湖面积日益缩小
5、,目前已成为洪道型湖泊,洞庭湖是长江中游最大的调蓄型湖泊和惟一的洪道型湖泊,1.2.2 大小,五大淡水湖的第二位中国第三大湖,1.2.1成因类型,1.3 功 能,随着洞庭湖生态服务功能的明晰,其物质生产的功能将逐渐弱化,中国第二大淡水湖将在调蓄洪峰、参与大气调节等方面发挥更大作用。主导生态功能“长江流域极重要的调蓄滞洪区”主要辅助功能“长江中游水域生态平衡的重要功能区”、“国际重要湿地和珍稀候鸟越冬栖息地”、“重要的农副渔业生产基地”。(王克林),(1)调节江河径流,(2)沟通航运,(3)繁衍水产,(4)改善生态环境等 调节气候、生态多样性,多年平均总入湖洪峰流量40200 m3/s;多年平均
6、总出湖洪峰流量28800m3/s;多年平均削减洪峰流量11400 m3/s,以洞庭湖为中心,形成沟通全省、通江达海的航道网,湿地:为众多野生动植物栖息、繁衍提供了基地 水域:湖体水产养殖区、水产品精养区,1.4 位置与湖泊形态,洞庭湖(不包括岗地的纯湖区),1.4.1 经纬度 2844 2935 11153 11305,1.4.2 四至 东滨岳阳、汩罗(岳阳、汩罗湘江东岸)南至湘阴、沅江(湘阴、益阳、沅江丘岗地界)西临汉寿、安乡(澧县、桃源、汉寿西部丘岗岸边)北抵华容、南县(长江中游荆江河南岸),1.4.3 大小 水位 33.50m时(岳阳站,黄海基面)湖长 143m 湖宽 最大30km、平均
7、17.01km 面积 2625km2(1983年)水深 最大23.5m、平均6.39m 蓄水量167108m3,1998年:面积3968平方公里,天然湖面2740平方公里,另有内湖1200平方公里,1.4.4 形态描述 洞庭湖呈现一派水流沼泽、河网平原地貌景观,东、南、西三面环山,北部敞口的马蹄形盆地,西北高,东南低,现湖体已明显地分化为南洞庭湖、东洞庭湖和西洞庭湖三个不同的湖区,以及由200多个大小不等的堤烷相隔而成的纵横交错的河网,1.4.5 三大组成部分,示意位置,(1)西洞庭湖 赤山岛以西 主要由大连湖、沅江入湖洪道、澧水入湖洪道和目平湖组成(主体:目平湖)340 km2,占13%长、
8、沅、澧行洪,出路狭窄,淤泥严重堤垸易溃,水灾为主,西洞庭湖,赤山岛位置,(2)南洞庭湖 赤山岛以东,磊石山以南(不含湘江洪道)主要由东南湖、万子湖、铁尺湖、团林湖、横岭湖、荷叶湖等水域组成(主体:东南湖、万子湖和横岭湖)900km2,占34%沙淤底增,夏秋水涨,汪洋浩渺 冬春水涸,流水回绕于洲滩之间,湖遽支离破碎,南洞庭湖,(3)东洞庭湖 磊石山以北 1300km2,占50%南起湘江洪道,水至城陵矶入江口,湖阔水深,东洞庭湖,磊石山,磊石山,1.5 环洞庭湖地区,以洞庭湖为中心的广大河、湖冲积、淤积平原和环湖丘岗及外围低山区 跨湘鄂两省,又称为:洞庭湖区 洞庭湖平原 洞庭湖滨湖区,湖南境内32
9、064 km2,占85.8%湖区面积占全省14.9%人口22.9%平耕地30%人口密度是全省的1.5倍,土地总面积37360km2 其中:纯湖区(湖泊水网地带)18780 km2 环湖丘岗低山区18580 km2,1、岳阳市:岳阳楼区、云溪区、君山区、肺阳县、临湘市、华容县、汩罗市、湘阴县2、常德市:武陵区、鼎城区、桃源县、澧县、临澧县、安乡县、汉寿县、津市市3、益阳市:赫山区、资阳区、朝阳区、沅江市、南县、桃江县、4、长沙市:望城县、宁乡县。(长沙市区不算)5、湖北省:松滋、石首、公安。(洪湖市在长江以 北,不算)6、湖南省境内15个国有农场:大通湖农场、金盆农场、北洲子农场、千山红农场、南
10、湾湖农场、茶盘洲农场、屈原农场、君山农场、钱粮湖农场、建新农场、黄盖湖农场、西洞庭农场、西湖农场、贺家山农场、涔澹农场,洞庭湖区域范围(县级区域),根据上述资料,划定的环洞庭湖区(湖南境内)的范围有所不同,你同意哪种类型的划分,并试用你所学过的知识分析。,由于区域界线通常具有过渡性和模糊性的特点,加上不同 研究者的出发点、侧重点不同,以及受历史局限性和划区基础 资料的影响,对洞庭湖区曾出现过几种不同划分方法,因各自 所依据的划区因素和指标不同,划分的范围各有差异。例如,1982年以进行农业发展战略研究和环境治理保护为目的所划 分的洞庭湖区,包括19县(市)和境内15个国营农场共 3.16万平方
11、公里的范围。1986年由湖南省 科学技术咨询中心等单位组织的洞庭湖区整治开发规划研究 时,所划的湖区范围又增加了宁乡县,湖区面积3.50万平方 公里的面积。湖南省水利水电厅1996年编 印的(洞庭湖治水简介)认为,洞庭湖区总面积为18780平方 公里,包括天然水面面积3998平方公里,受堤防保护的面积 11094平方公里,其中耕地面积约1000万亩,人口 1008万人(1993年)。1997年9月编制的湖南省洞庭湖区防汛调度指 挥决策系统总体方案与可行性研究报告,为了有利于防汛信 息系统建设,该报告指的洞庭湖区包括长沙、岳阳、株洲、湘 潭、益阳、常德等6市的五个县(市、区)。水利部长江水利 委
12、员会1997年9月制定的洞庭湖区综合治理近期规划认 定的湖泊总面积为2625平方公里,其中七里湖75平方公里,目平湖332平方公里,南洞庭湖905平方公里,东洞庭湖 1313平方公里,洪道面积1418平方公里,受堤防保护面积 14641平方公里。,作业:,第二讲 洞庭湖的历史演变,2.1 洞庭湖的形成,根据洞庭湖区的地质地貌、环境变迁、人类活动等的综合研究分析,洞庭湖不是单因素成因的湖泊,而是由构造运动奠定基本格局,又叠加了江河作用以及人类活动等多因素的混成湖,基本格局:由构造运动奠定 叠加因素:江河作用 人类活动,在燕山运动早期(强烈的地壳运动)受 平行的北东-南西向断裂 平行的北西-南东向
13、断裂 地块的下沉 洞庭湖区第一次成为一个断陷盆地 断陷盆地内还形成了一系列次级凹陷和凸起。四周形成 东部的幕阜隆起(与鄱阳湖水系分开)西部的武陵隆起(与清江乌江水系分开)南部的雪峰隆起(与珠江水系分开)北部的华容隆起(与江汉平原分开),切割,“无洼地无以蓄水不成湖”,喜马拉雅运动 使第三纪岩层发生断裂、拗陷,盆地扩大,湘江、资、沅、澧四水形成,流注湖盆,形成湖泊群,“有洼地无水以蓄则也不成湖”,2.2 洞庭湖的演变,(1)春秋战国时期 洞庭湖为君山附近的小块水体,“方圆260里”,以圆计面积不超过1500km2,以正方形计面积不超过1200km2,其北边为方圆900里,面积可能超过20000k
14、m2的云梦泽,西、南、东为广裹低平的湘、资、沅、澧四水的河口冲积平原。,云梦泽解体为大小不一的湖群,荆江河段水位抬升,江水倒灌入洞庭湖,使洞庭湖与南面的青草湖相连,由过支的方圆260里扩大到方圆500里,(2)汉晋南朝时期,先秦汉晋时(距今2200-1600年),洞庭湖北部下沉稍有扩大,澧水一支入江、一支入湖,南朝时期(距今1600-1400年),地壳沉降湖区扩展不仅四水入湖,且长江水南注入湖,洞庭湖迅速扩大,湘、资、沅、澧分别流注湖中,以维持其不断缓慢萎缩的演变过程,(3)唐宋时期,云梦泽不复存在荆江统一河床形成顶托、决口湖面扩张,西吞赤沙,南连青草持续的地壳下沉,洞庭湖的深度增大“八百里洞
15、庭”首见诗文中,“洞庭秋正阔”受长江夏秋影响加大,四水为“桃花汛”,(4)明清时期,水面面积继续增大,但趋势明显放缓,后期面积相对平稳,大体都在6000km2以内 洞庭湖其实在不断地淤浅抬高,人湖关系开始紧张,清代初期(17世纪50年代后)鼓励围湖造田,湖区人口快速增长,围垦出现高潮,雍正、乾隆时期(18世纪20年代后:1723-1795)湖区围垦几乎“无土不辟”,道光年间(19世纪30年代后:1821-1850)围垦达到顶峰,“向日受水之区,十去其七八矣”,明嘉靖(1552-1566)年间,“舍南保北”,荆江北岸穴口尽堵,南岸留太平、调弦二口,1852年荆江泛滥冲开藕池口 1860年冲成藕池
16、河 1870年淞滋口溃口 1873年冲成淞滋河 长江四口水系分流入湖大局形成 在19世纪的最后30年:水量的增加(水面扩大)水域扩大 泥沙的增多(湖盆淤浅)抬高水位 湖泊面积达到5400km2左右,(5)民国时期,1918-1931年间,大约修筑垸田26.7万hm2,相当于1998年洞庭湖洪水期的全部天然湖面积,北岸堤垸不断向南发展,逐渐与赤山接近,洞庭湖再次被分割为东、西两部分,北岸沙洲在向东南方向发展的过程中,受四水水流交汇的影响,逆时针转向正东方向后又折向东北,这样从东洞庭湖中分割、包围出一个大通湖,原在沅江境内的万子湖和湘阴县境内的横岭湖因垸田的溃废而扩大、连通,而形成南洞庭湖,荆江四
17、口和四水带来的洪水经常冲溃垸田使洞庭湖发生局部扩大,湖垸互换,到1949年,洞庭湖的湖泊面积尚余4350km2,2030年代至50年代中期,七里湖、目平湖和南洞庭湖都有所扩大,(6)建国以来,影响洞庭湖演变的主要事件有:围垦 调弦口封堵 下荆江裁弯工程 荆江大堤的加固 长江中游葛洲坝水利枢纽工程,单位:km2、108m3,1949年后洞庭湖面积和容积具体变化情况,围垦,湖区进行了3次大的围垦:(1)50年代后期,是围垦外湖最快时期,围垦面积达600多km2,水面面积3750 km2(2)60年代和70年代有两次大的围垦,围垦面积达1000余km2,到1978年水面为2691km2,人工围垦的结
18、果:侵占了水面,降低了防洪蓄洪的能力,导致水灾频繁发生,调弦口封堵,1958年调弦口被封堵,四口减少为三口荆江入湖水量及沙量都有相应减少(19591966年年均入湖沙量较之19511958年年均减少11.1%)出湖沙量也减(同期:出湖沙量也减少了13.7%),下荆江裁弯工程,1967年对长江中洲子实施人工裁弯1969年对上车湾实施人工裁弯1972年沙滩洲发生自然裁弯,作用:荆江河床与水流处于重新自动调整状况,荆江长度缩短,比降加大,过水与输沙能力加强,效果:(1)上游河床冲刷,同流量下相对水位降低,三口口门高程相对抬高,三口分流入洞庭湖的水沙量减少(2)下游河床发生淤积,同流量下相对水位增高,
19、城陵矶口门高度增高,河段发生淤积,不利于泥沙出湖,荆江大堤的加固,1973年以后,荆江大堤被进一步加固,荆江河道被固定,长江四口(松滋口、太平口、藕池口和已堵的调弦口)向洞庭湖分流逐年减少,对荆江大堤的威胁,也就不断增加,长江中游葛洲坝水利枢纽工程,1998年大洪水以后,相关部分加快了三峡水利枢纽的建设,并开始实施江湖联通,退田还湖等措施。1998年以后,长江流域年均降水开始逐年减少,并于2006-2007年达到谷底。,1932-1981年洞庭湖的演变,2.3 洞庭湖演变的驱动因子及特点,驱动因子,自然驱动因子,社会驱动因子(人类活动),地质构造活动,全球气候变化,江湖作用,主导演变方向,一过
20、性的因子:全球气候变化 地质构造活动 累积性的因子:江湖作用 人类活动,(1)地质构造,洞庭湖盆地属于典型的构造沉陷洼地,洞庭湖盆地沉降始于中生代,早期是断陷沉降洼地,后期是拗陷沉降洼地,构造沉降的范围原本比现在的湖区更大一些。,广州地震大队于1958年、1972年在长沙-益阳-常德-桃源热水坑一线的两次水准测量结果表明,14年地壳垂直变形的总趋势是缓慢上升,其中以西部相对上升较强。,(2)江湖作用,(1)四口分流以前,洞庭湖的泥沙沉积主要来源是四水,四水尾闾是主要的沉积区 四水含沙量小,沉积不明显,甚至还有冲刷,叠加构造沉降的作用,东洞庭湖在不断加深。,江湖关系的变化,四口分流以前荆江大堤建
21、成以后四口分流格局形成以后三峡蓄水以后,江湖关系的变化使洞庭湖的原先的相对平衡状态被打破,江湖关系将进入一个调整的过程,(3)四口分流格局形成以后,四口连通洞庭湖分流,洞庭湖区可以看长江干流的一个洪道,与荆江分流。洞庭湖的泥沙沉积一直大于输出,洞庭湖的面积与容积都在日益减小,(2)荆江大堤建成以后,荆江河床开始抬升,荆江对于洞庭湖的顶托作用开始显现,此时洞庭湖的面积扩大并达到极盛。,(4)上游大量泥沙提前在水库沉积,冲刷将主要发生在荆江河道,洞庭湖的淤积将会大大减少。洞庭湖的冲刷加强,洞庭湖有望再次扩大,(3)全球气候变化,全球气候变化一直呈波浪式发展,冷暖干湿相互交替。气候变化可以是周期性的
22、,也可以是非周期性的。,全球气候变暖,导致海洋与陆地水体蒸发和大部分海洋及陆地降水增加,河川径流量增大,洪涝灾害加剧 全球变暖背景下,洞庭湖流域气温明显升高;尤其是20世纪90年代的突变式增温,驱动水循环急剧加快;夏季降水尤其是暴雨明显增多,而蒸发能力不断减弱,增大了洪水风险,1990a以来夏季降水较之前30a增加了60mm,个别年份甚至达到200mm。,(4)人类活动,历史上,出于人口增加的压力,加上低洼的洞庭湖平原土地比较肥沃,人们不断地向其周围迁移,于是,修建堤防,围烷开荒等与湖泊争地的活动不断开展,1949年,洞庭湖堤烷数达993个。此后,1950年代-1960年代开垦的堤垸面积超过明
23、清时期总和;洞庭湖面积由4350平方公里骤减至2691km2,围湖造田和垦殖的力度直到1985年才得到遏制,江湖关系的调整也是受人类活动所影响,并在80年代基本达到冲淤平衡,19491978年期间,围湖造田面积1933.7km2;同期,洞庭湖湖域由4350km,缩减为2691km,减少了1659km2;湖容由293亿m3降低到174亿m3,减少了119亿m3,(1)民主阳城垸,主要堤垸,鼎城区(原常德县)民主阳城垸位于渲水尾间北岸,距城 东北58公里,北临澧水 垸内 一般地面高程3133米;最低地面28米 垸内有中河 口、蒿子港、十美堂、黑山嘴、黄株洲及黑山嘴农场、蒿子港 镇、西洞庭湖农场与西
24、湖农场的部分分场 1954冬围垦,总面积315.5km2,解放前已有207.6km2,解放后实际围垦143.9km2,(2)大通湖农场,西、北三面俱已围垦成田,东部出口与洞庭东湖相连,但口门 已逐年淤高 1949冬围垦,总面积421.8km2,解放前已有108.4km2,解放后实际围垦313.4km2,(3)北洲子农场,北面与南县新安、华容县隆西相接,西及西南与大通湖农场交界,东南为金盆农场,东西濒临流湖 1958冬围垦,总面积41.5km2,皆为解放后围垦,(4)茶盘洲农场,位于南洞庭湖与东洞庭湖相接的玩 江市境,东与屈原农场隔湖相望,南畔横岭湖遥对湘阴湘滨 境,北濒赤磊洪道与南大垸隔河相望
25、,西与沉江双华垸相接 1958冬围垦,总面积52.57km2,皆为解放后围垦,(5)君山农场,北靠长江,南临洞庭,东与岳阳 楼隔湖相望,西与建新农场相连 1958冬围垦,总面积88.8km2,解放前已有8.5km2,解放后实际围垦80.3km2,总结:,是自然与人类活动共同影响并造就了洞庭湖今天的格局 洞庭湖形成后很长一段时间,其演变的驱动因子主要为地质构造活动和全球变化两大自然因素,这两个自然因素在时间尺度上都很长,所以除形成初期,洞庭湖的演变速率一直很慢。(1)由于气候和构造活动变化的时间尺度大,在比较长的时间内相对稳定(2)全球变化影响是不可忽略的因素,全球变化的周期很长,变化相对缓慢在
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