洞庭湖演变趋势探讨

收稿日期:2003-05-10;修订日期:2003-10-25基金项目:国家自然科学基金与水利部联合资助重大项目(59890200);国家自然科学基金项目(40271013);教育部博士点基金项目(99000149)资助作者简介:来红州(1975-),男,湖北京山人,2001级在读博士生。专业为地貌与第四纪地质学。洞庭湖演变趋势探讨来红州,莫多闻,苏成(北京大学环境学院,北京100871)摘要:洞庭湖的演变主要受构造沉降、泥沙淤积和人类活动影响三大因素的控制。目前,洞庭湖盆的构造沉降速率虽然较低(3~10mm/a),但构造沉降量仍抵消了部分泥沙淤积量,在一定程度上抑制了洞庭湖日益萎缩的趋势。由于湖盆中泥沙淤积速率大于构造沉降速率,洲滩会继续发育和扩展,洞庭湖仍保持淤高的趋势。在/4350工程0完成和三峡建坝后80年内,湖盆泥沙淤积速率将降低到1179mm/a,洞庭湖不断淤高的趋势将得到减缓。关键词:洞庭盆地;洞庭湖;构造沉降;泥沙淤积;人类活动影响中图分类号:P546;P34313文章编号:1000-0585(2004)01-0078-09洞庭湖是长江中游重要的调蓄洪湖泊,同时洞庭湖区也是我国重要的粮棉基地,由于其独特的地理位置和演化过程,使得洞庭湖区成为我国泥沙淤积和洪涝灾害的高风险区,而对于这一现状及其未来演变趋势的认识,将关系到整个长江中下游防洪规划和洞庭湖区的经济发展。洞庭湖目前面临的两大问题是泥沙淤积和洪涝。由于泥沙淤积,洲滩不断扩展,洞庭湖日益萎缩,泥沙淤积更使湖区水位不断上涨,加重了抗洪救灾的难度。一些学者已经从多学科角度对洞庭湖的演变趋势[1~13]以及防洪策略[14~17]进行了探讨,但在洞庭湖演变趋势这一问题上分歧较大。本文从解析/洞庭湖0空间概念入手,探讨了构造沉降、泥沙淤积和人类活动等三大因素对洞庭湖演变趋势的影响。1/洞庭湖0空间概念解析洞庭盆地位于湖南省的北部,长江中游荆江段的南岸,总面积18780km2[18]。洞庭湖的天然水域主要由东洞庭湖、南洞庭湖和目平湖组成,七里湖已淤高消失。洞庭湖北有松滋、太平、藕池、调弦/四口0与长江相通(调弦口已于1958年堵口,目前只剩下/三口0),分流长江洪水,南、西有湘、资、沅、澧/四水0汇注,湖水由岳阳城陵矶出口泄入长江(图1)。洞庭湖属于浅水型的构造沉降湖,湖泊水位受季节影响很大,具有/高水湖相,低水河相0和/洪水尚成片,枯水几条线0的自然水情景观。洞庭湖的水情大致可以分为三个期,6、7、8、9月为洪水期,4、5、10、11月为平水期,12、1、2、3月为枯水期[18~20]。在洞庭湖未来演变趋势这一问题上,前人的研究成果有截然相反的两种观点。一种观点认为:洞庭盆地作为一个构造沉降区,盆地的沉降量大于泥沙的淤积量,洞庭湖不但不会消亡,反而会逐渐加深扩大[4~8]。另一种观点认为:由于围湖垦殖和泥沙淤积,近一百年以来洞庭湖迅速萎缩,如果洞庭湖区的围垦和泥沙输入得不到控制,洞庭湖不久将淤满第23卷第1期2004年1月地理研究GEOGRAPHICALRESEARCHVol123,No11Jan1,2004图1洞庭盆地地貌图(根据2002年1月TM遥感卫星影像及相关地形图绘制)Fig11ThegeomorphologicalmapoftheDongtingBasin或沼泽化[9~13]。前人之所以对洞庭湖演变趋势存在截然相反的两种观点,很重要一个原因就是在讨论问题时,对/洞庭湖0、/洞庭湖盆0和/洞庭盆地0这些空间概念的理解存在一定的差异。明确这些空间概念,是探讨洞庭湖演变趋势的关键。由于洞庭湖水域面积季节性波动很大,对洞庭湖的定义实际上就是对其湖盆的空间范围进行界定,我们认为,/洞庭湖0目前即指大堤所围限的湖区范围(图1),这是汛期洪水所及的最大区域,大堤以外的部分不包括在内。现在的/洞庭湖0与2000多年前自然状态下演化的/洞庭湖0相比,在空间概念上已有很大差异,/洞庭湖0在很大程度上已经打上了人类影响的烙印。本文中的/洞庭湖0和/洞庭湖盆0在空间上是同一概念,即目前大堤所围限的湖区范围(图1、图2),在平水期和枯水期,区内湖面和洲滩交错分布(图1),在洪水期才完全没于水下。洞庭湖盆主要由湖槽和洲滩组成,洲滩在洪水期接受泥沙沉积得到发育和扩展,在枯水期和平水期出露地表。目前,洞庭湖盆边界为永久性的防洪大堤所围限,其面积接近一常数值。洞庭湖盆边界总长80312km,其中防洪大堤边界长676141km,占边界总长的8412%;湖盆自然岸线长11611km,仅占总长的1415%[21]。洞庭湖受水位季节性波动的影响,湖域面积变化很大,在洪水期,湖盆中的洲滩被淹没,洪水沿着大堤上涨,湖域面积基本为一常数值。据湖南省遥感中心近期的计算结果表明,洪水期城陵矶水位大1期来红州