南水北调中线工程调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律识别

随着我国南水北调中线工程(简称“中线工程”)于2014年底正式通水运行,科学识别调水前后汉江下游水生态环境特征与响应规律,是国家重大水利工程优化调度的迫切管理需求.基于系统收集的2010—2017年汉江下游水文、气象、水质及水生态数据匹配资料,利用多种数据模型方法识别了中线工程调水前后汉江下游主要环境要素特征和响应规律,探索了导致河流生态退化的关键驱动因子及其贡献.结果表明:①中线工程开通后,受丹江口水库下泄流量减少的影响,汉江下游多年平均流量下降了11.5%,流量年内分配趋于不均匀,流量变幅增大,人类活动对汉江下游径流过程的影响更为显著.②调水后汉江下游ρ(TP)、ρ(TN)减小,武汉段ρ(Chla)和藻密度显著上升,汉江下游水华的发生对水文过程改变更加敏感.③基于GAM模型(广义相加模型)的相关分析,调水前后影响汉江下游藻密度变化的关键因子是流量和ρ(TP),调水前贡献率分别为27.7%和20.5%,调水后贡献率分别为65.4%和20.5%,调水后汉江下游流量对藻密度变化的贡献率显著升高,说明上游调水引起的汉江下游流量减小对水华暴发的影响十分明显,而TP等营养盐的影响相对减弱.