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水 利 学 报

2021 年 9 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 9 期

文章编号：0559-9350（2021）09-1082-09

鄱阳湖水龄时空特征和影响因素分析

黄爱平，刘晓波，彭文启，董 飞，韩 祯，王伟杰
（中国水利水电科学研究院 水生态环境研究所，北京 100038）

摘要：换水能力是表征湖泊水动力和污染物输移扩散的关键指标，鄱阳湖水文情势波动显著，换水能力时空特征
和影响因素复杂。本文选取水龄描述鄱阳湖换水能力，建立鄱阳湖水龄模型，研究了鄱阳湖水龄的时空特征和影
响因素，分析了水龄对鄱阳湖江湖关系演变的响应规律。结果表明：（1）鄱阳湖水龄具有显著的时空异质性。夏
季和秋季水龄明显大于冬季和春季，碟形湖和湖湾区域水龄明显大于主河道和滩地。（2）湖口水位和流域入流是
影响鄱阳湖水龄的主要因素。湖口水位对鄱阳湖水龄的影响大于流域入流；湖口水位越高则鄱阳湖水龄越大，流
域入流与之相反；鄱阳湖水龄年内显著波动的主要原因是湖口水位的年内显著变化。（3）2003 年后，随着江湖关
系的演变，鄱阳湖水龄有所减小，其中秋季减小最为明显。研究成果能为鄱阳湖水资源保护提供科学支撑，也可
为其他大型湖泊换水能力研究提供参考。
关键词：鄱阳湖；江湖关系；水龄；时空特征；影响因素
中图分类号：TV131 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200807

1 研究背景

［1］
湖泊换水能力可表征湖泊水体交换能力的强弱，是湖泊水动力特性的关键指标 ，也是影响水质
和富营养化的重要因素，低换水能力导致水动力扩散条件不足，进而影响污染物输移扩散，引发造
藻类聚集等问题；反之亦然。湖泊富营养化防治的重要研究内容之一就是分析换水能力对湖泊水质
和富营养化的影响 ［2-3］ 。目前，湖泊换水能力的表示方式有多种，例如换水周期、水龄等 ［4-5］ 。湖泊换
水周期（湖泊蓄水量与出湖流量的比值）物理概念简单且计算方法简便，是当前较为常用的湖泊换水
能力表示方式。但换水周期只能反映整个湖泊的换水时间，无法刻画局部区域的换水能力。对于大
型湖泊，换水能力具有空间异质性，湖湾等换水能力弱于主湖区，也更易于污染物累积。因此对于
湖岸线复杂、微地形多样的湖泊，提出具备空间意义的换水能力表示方式是研究该类湖泊换水能力
的关键。水龄是换水能力的另一重要表示方式，指颗粒物从入口传输到指定点的时间，即空间某点
［6］
［7］
的水龄是指颗粒物从进入研究区域到流经该点所需要的时间 。Deleernijder 等 于 2002 年提出了可溶
性物质平均水龄的通用理论，由于具备时空意义，近年来得到了国内外学者的广泛关注和应用 ［8-12］ 。
鄱阳湖作为我国最大的淡水湖，是长江中下游仅存的两个大型通江湖泊之一，也是国际重要湿
地，拥有丰富的湿地植被，湖内还有众多候鸟，是全球最大的鸟类保护区 ［13］ 。鄱阳湖经济和生态地
位突出，对江西省和长江中下游区域的气候、水环境和水生态等都有重要影响。鄱阳湖南北方向总
长为 173 km，东西方向平均宽度为 17 km，湖岸线总长为 1200 km，广阔的湖区面积造就了鄱阳湖水
文水质的显著空间分布特征。湖岸线复杂多变，西部、东北部有多处湖湾区；微地形错综复杂，分

收稿日期：2020-10-04；网络首发时间：2021-03-08
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210305.1641.002.html
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基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC0407702）；水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07101004-001）；中国水利水
电科学研究院基本科研专项（WE0145B532017，WE0145B592017，WE0145B382019）；国家自然科学基金项目（51809288）
作者简介：黄爱平（1989-），博士，工程师，主要从事水资源保护研究。E-mail：huangaiping321@163.com
通讯作者：刘晓波（1978-），博士，正高级工程师，主要从事水资源保护研究。E-mail：xbliu@iwhr.com
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