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与调控首席科学家:杨桂山中国科学院南京地理与湖泊研究所起止年限:2012.1-2016.8依托部门:中国科学院水利部一、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...