钱 湛，王维俊，黎昔春，宋 平

(1.湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南 长沙 410007；2.湖南省洞庭湖研究中心，湖南 长沙 410007)

洞庭湖汇集湘、资、沅、澧四水及湖周中小河流，承接经松滋、太平、藕池三口分流。松滋口，太平口，藕池口统称为荆南三口。荆南三口控制站有新江口、沙道观、弥陀寺、管家铺、康家岗。其中新江口水文站位于松滋西支，于1955年1月设立；沙道观水文站位于松滋东支于1951年2月设立；弥陀寺水文站位于虎渡河，于1952年6月设立；管家铺水文站位于藕池东支，于1952年6月设立；康家岗水文站位于藕池西支，于1952年6月设立。

荆南三口分流长江上游来水入湖是洞庭湖来水量的一个重要组成部分。长江上游来量、来水过程和荆南三口分流能力是影响荆南三口分流量的主要因素[1]。而荆南三口分流能力又受江湖关系自然演变、下荆江系统裁弯、三峡和葛洲坝运用等强人类活动影响[2]。在自然演变和强人类活动影响下，荆南三口分流能力显著降低、三口分流量呈减少态势，导致湖区季节性、工程型水资源供需矛盾凸显；水生态功能呈退化态势，湿地萎缩，生物多样性降低；水质下降，水污染防治压力加剧[3]。

为保障湖区水资源及水生态环境安全，本文所有数据均采用长江委水文局所保存的相关资料，进行洞庭湖区三口入湖水量趋势性分析，研究成果最终为实现洞庭湖区水文条件急剧变化情况下的科学治水，以及类似区域河流及湖泊水生态安全科学调控提供科学参考。

1 三口年入湖水量分析

1.1 三口年入湖水量变化

为便于分析研究三口分流量变化的趋势及成因，以重大水利工程建设为节点，将1959-2013年划分为5个时间段[4]。第一阶段：下荆江裁弯以前(1959-1966年)；第二阶段：下荆江裁弯期(1967-1972年)；第三阶段：裁弯后至葛洲坝截流之前(1973-1980年)；第四阶段：葛洲坝运用影响期到三峡水库蓄水前(1981-2002年)；第五阶段：三峡工程运用后(2003-2013年)。

1959-2013年荆南三口实测多年平均入湖水量798 亿m3，占同期总入湖水量的28%。其中松滋河西支和东支、虎渡河、藕池河东支和西支实测多年平均径流量分别为293.9 亿m3、94.1 亿m3、145.6 亿m3、248.9 亿m3和15.5 亿m3，见图1及表1。

图1 枝城径流量、三口径流量、三口分流量逐年变化情况Fig. 1 Change of the runoff of Zhicheng and three outfalls and the flux of three outfalls

(1)1959-2013年荆南三口分流入湖水量减少趋势显著，三峡水库蓄水后与下荆江裁弯前两阶段相比，枝城站年径流量减少了564 亿m3，减少幅度为12%；三口合计分流量减少了851.2 亿m3，减少幅度为64%，年平均减少18.9 亿m3。

(2)从分阶段三口分流入湖水量变化来看：下荆江裁弯期和下荆江裁弯后两个阶段(共14年)三口入湖水量减少幅度最大，期间三口年平均分流量减少了近501.5 亿m3，占总减少量的58.9%，年平均减少35.8 亿m3；下荆江裁弯后至三峡水库蓄水运用前(共22年)，三口分流量仍呈逐年减少趋势，但变化幅度已逐渐趋缓，期间三口年分流量减少了209 亿m3、年平均减少9.5 亿m3；三峡水库运用后，三口分流量减少幅度进步扩大，期间三口分流量减少140.7 亿m3、年平均减少12.8 亿m3。

(3)从三口五站分流量变化来看：藕池西支管家铺站年水量减少最多，下荆江裁弯前至2013年，已由584.7 亿m3下降至101.8 亿m3，松滋西支新江口站水量减少幅度最小，由下荆江裁弯前的330.6 亿m3减少到2013年的235.5 亿m3。三峡水库运用后与下荆江裁弯前相比，新江口站、沙道观站、弥陀寺站、管家铺站、康家岗站年平均水量分别减少95.1、106.4、125.4、482.9和41.4 亿m3，分别占三口五站总减少量的11.1%、12.5%、14.7%、56.7%和4.86%。

1.2 三口年入湖水量变化趋势性检验

采用Mann-Kendall法进行M-K检验，长江上游来水Kendall秩次检验T检验量为-1.97，呈下降趋势；线性回归检验T检验量为-2.31，呈下降趋势。荆南三口入湖水量Kendall秩次检验T检验量为-6.68,呈显著下降趋势；线性回归检验T检验量为-9.34，呈显著下降趋势。由此可知，1959-2013年长江上游来水呈减少趋势，荆南三口分流入湖水量减少趋势显著。三口年径流量M-K检验成果见图2～图4。

图2 松滋口年径流量M-K检验图Fig.2 M-K checkout of annual runoff of Songzi port gate

图3 太平口年径流量M-K检验图Fig.3 M-K checkout of annual runoff of Taiping port gate

图4 藕池口年径流量M-K检验图Fig.4 M-K checkout of annual runoff of Ouchi port gate

图5 三口年径流量M-K检验图Fig.5 M-K checkout of annual runoff of The three outfalls

从图2～4可知，自1971年以来，松滋口年平均径流量有减少的趋势，且自1976年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明松滋口年平均径流量减少的趋势是十分显著的；自1972年以来，太平口年平均径流量有减少的趋势，且自1977年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明太平口年平均径流量减少的趋势是十分显著的；自1969年以来，藕池口年平均径流量有减少的趋势，且自1972年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明藕池口年平均径流量减少的趋势是十分显著的；1959年至1971年，三口合计年径流量呈增长趋势；1971年后，三口合计年径流量有下降趋势，且自1975年起这种下降趋势愈发显著，大大超过临界水平，表明三口合计年径流量减少的趋势是十分显著的。

2 三口枯季(10月至次年3月)入湖水量

2.1 三口枯季入湖水量变化

1959-2013年荆南三口枯期实测多年平均入湖水量118 亿m3，占同期总入湖水量的15.5%。其中松滋河西支和东支、虎渡河、藕池河东支和西支实测多年平均枯季径流量分别为50.8、11.7、22.7、31.4和0.98 亿m3。

图6 枝城径流量、三口径流量、三口分流量逐年枯季变化情况Fig.6 Change of the runoff of Zhicheng and three outfalls and the flux of three outfalls in the dry season

图2为长江上游来水(枝城站)、荆南三口分流入湖水量逐年枯期变化过程。从图上直观的可以看出，长江上游来水、荆南三口枯期分流入湖水量呈现出减少的态势。从表2可以看出：

(1)1959-2013年荆南三口枯期分流入湖水量减少趋势显著，三峡水库蓄水后与下荆江裁弯前两阶段相比，枝城站年枯期平均径流量减少了144 亿m3，减少幅度为10.8%；三口合计分流量减少了216.6 亿m3，减少幅度为83.9%，年枯期平均减少4.81 亿m3。

(2)从分阶段三口分流入湖水量变化来看：下荆江裁弯期和下荆江裁弯后两个阶段(共14年)三口枯期入湖水量减少幅度最大，期间三口年平均分流量减少了近128.4 亿m3，占总减少量的59.3%，年平均减少9.2 亿m3；下荆江裁弯后至三峡水库蓄水运用前(共22年)，三口分流量仍呈逐年减少趋势，但变化幅度已逐渐趋缓，期间枯期三口年分流量减少了52 亿m3、年平均减少2.4 亿m3；三峡水库运用后，三口分流量减少幅度进步扩大，期间枯期三口分流量减少36.2 亿m3、年平均减少3.3 亿m3。

(3)从三口五站分流量变化来看：藕池西支管家铺站年水量减少最多，下荆江裁弯前至2013年，已由106.2 亿m3下降至4.8 亿m3，松滋西支新江口站水量减少幅度最小，由下荆江裁弯前的74.0 亿m3减少到2013年的26.9 亿m3。三峡水库运用后与下荆江裁弯前相比，新江口站、沙道观站、弥陀寺站、管家铺站、康家岗站年枯期平均水量分别减少47.1、25.5、38.6、101.4和4.0 亿m3，分别占三口五站总减少量的21.7%、11.8%、17.8%、46.8%和1.8%。

表2 荆南三口分时段枯季径流量统计 亿m3

2.2 三口枯季入湖水量变化趋势性检验

采用Mann-Kendall法进行M-K检验，长江上游来水Kendall秩次检验T检验量为-1.31，呈下降趋势；线性回归检验T检验量为-0.96，呈下降趋势。荆南三口入湖水量Kendall秩次检验T检验量为-6.90,呈显著下降趋势；线性回归检验T检验量为-9.24，呈显著下降趋势。由此可知，1959-2013年长江上游枯季来水呈减少趋势，荆南三口分流枯季入湖水量减少趋势显著。

图7 松滋口枯季径流量M-K检验图Fig.7 M-K checkout of annual runoff of Songzi port gate in the dry season

图8 太平口枯季径流量M-K检验图Fig.8 M-K checkout of annual runoff of Taiping port gate in the dry season

图9 藕池口枯季径流量M-K检验图Fig.9 M-K checkout of annual runoff of Ouchi port gate in the dry season

图10 三口合计枯季径流量M-K检验图Fig.10 M-K checkout of annual runoff of the three outfalls in the dry season

从图7-图10可知，自1972年以来，松滋口枯季平均径流量有减少的趋势，且自1978年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明松滋口枯季平均径流量减少的趋势是十分显著；自1969年以来，太平口枯季平均径流量有减少的趋势，且自1974年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明太平口枯季平均径流量减少的趋势是十分显著；自1969年以来，藕池口枯季平均径流量有减少的趋势，且自1973年起这种减少趋势愈发显著大大超过临界水平，表明藕池口枯季平均径流量减少的趋势是十分显著；自1970年以来，三口合计枯季平均径流量有减少的趋势，且自1975年起这种减少趋势愈发显著大大超过了临界水平，表明三口合计枯季平均径流量减少的趋势是十分显著的。

3 三口9-10月入湖水量变化趋势

3.1 三口9-10月入湖水量变化

1959-2013年荆南三口9-10月实测多年平均入湖水量238 亿m3，占同期总入湖水量的45%。其中松滋河西支和东支、虎渡河、藕池河东支和西支实测多年9-10月平均径流量分别为87.0、28.5、43.3、74.8和4.41 亿m3。

图11 枝城、三口、三口合计历年9-10月径流变化情况Fig.11 Change of the runoff of Zhicheng, three outfalls,sum of three outfalls in September to October each year

图11为长江上游来水(枝城站)、荆南三口分流入湖水量逐年9-10月变化过程。从图上直观的可以看出，长江上游来水、荆南三口9-10月分流入湖水量呈现出减少的态势。从表3可以看出：

表3 荆南三口分时段9-10月径流量统计 亿m3

(1)1959-2013年荆南三口9-10月分流入湖水量减少趋势显著，三峡水库蓄水后与下荆江裁弯前两阶段相比，枝城站9-10月平均径流量减少了381 亿m3，减少幅度为30.2%；三口合计分流量减少了308.9 亿m3，减少幅度为72.1%，9-10月平均减少6.86 亿m3。

(2)从分阶段三口分流入湖水量变化来看(表3)：下荆江裁弯期和下荆江裁弯后两个阶段(共14年)三口9-10月入湖水量减少幅度最大，期间三口年平均分流量减少了近157.2 亿m3，占总减少量的50.9%，年平均减少11.2 亿m3；下荆江裁弯后至三峡水库蓄水运用前(共22年)，三口分流量仍呈逐年减少趋势，但变化幅度已逐渐趋缓，期间9-10月三口年分流量减少了97.5 亿m3、年平均均减少4.43 亿m3；三峡水库运用后，三口分流量减少幅度进步扩大，期间9-10月三口分流量减少54.2 亿m3、年平均减少4.93 亿m3。

(3)从三口五站分流量变化来看：藕池西支管家铺站年水量减少最多，松滋西支新江口站水量减少幅度最小。三峡水库运用后与下荆江裁弯前相比，新江口站、沙道观站、弥陀寺站、管家铺站、康家岗站年9-10月平均水量分别减少42.7、39、43.3、170和13.9 亿m3，分别占三口五站总减少量的13.8%、12.6%、14.0%、55.0%和4.5%。

3.2 三口9-10月入湖水量变化趋势性检验

采用Mann-Kendall法进行M-K检验，长江上游来水Kendall秩次检验T检验量为-3.37，呈下降趋势；线性回归检验T检验量为-3.78，呈下降趋势。荆南三口入湖水量Kendall秩次检验T检验量为-6.07,呈显著下降趋势；线性回归检验T检验量为-7.28，呈显著下降趋势。由此可知，1959-2013年长江上游9-10月来水呈减少趋势，荆南三口分流9-10月入湖水量减少趋势显著。

图12 松滋口9-10月径流量M-K检验图Fig.12 M-K checkout of annual runoff of songzi port gate in September to October each year

图13 太平口9-10月径流量M-K检验图Fig.13 M-K checkout of annual runoff of taiping port gate in September to October each year

图14 藕池口9-10月径流量M-K检验图Fig.14 M-K checkout of annual runoff of ouchi port gate in September to October each year

图15 三口合计9-10月径流量M-K检验图Fig.15 M-K checkout of annual runoff of the three outfalls in September to October each year

从图12-15可知，自1971年以来，松滋口9-10月平均径流量有减少的趋势，且自1977年起这种减少趋势愈发显著大大超过了临界水平，表明松滋口9-10月平均径流量减少的趋势是十分显著的；自1972年以来，太平口9-10月平均径流量有减少的趋势，且自1986年起这种减少趋势愈发显著大大超过了临界水平，表明太平口9-10月平均径流量减少的趋势是十分显著的；自1970年以来，藕池口9-10月平均径流量有减少的趋势，且自1976年起这种减少趋势愈发显著大大超过了临界水平，表明藕池口9-10月平均径流量减少的趋势是十分显著的；自1971年以来，三口合计9-10月平均径流量有减少的趋势，且自1977年起这种减少趋势愈发显著大大超过了临界水平，表明三口合计9-10月平均径流量减少的趋势是十分显著的。

4 结 论

长江上游来量、来水过程和荆南三口分流能力是影响荆南三口分流量的主要因素。而荆南三口分流能力又受江湖关系自然演变、下荆江系统裁弯、三峡和葛洲坝运用等强人类活动影响。在自然演变和强人类活动影响下，荆南三口分流能力显著降低、三口分流量呈减少态势。通过基于Mann-Kendall法对洞庭湖区三口入湖水量趋势性分析，1959-2013年长江上游年来水、枯季来水和9-10月来水呈减少趋势，而荆南三口分流年入湖水量、枯季入湖水量和9-10月入湖水量减少趋势显著，其中藕池西支管家铺站来水量减少最多。

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[2] 张 季，翟红娟。洞庭湖湖区水资源保护规划[J]. 人民长江，2011，42(2):56-58.

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[4] 赖锡军, 姜加虎, 黄 群. 洞庭湖地区水系水动力耦合数值模型[J]. 海洋与湖沼, 2008,(1):74-81.

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