Spatio-temporal patterns of hydrological processes and their responses to human activities in the Poyang Lake basin, China

Qiang Zhang, Peng Sun, Tao Jiang, Xinjun Tu, Xiaohong Chen
2011 Hydrological Sciences Journal  
Spatio-temporal patterns of hydrological processes and their hydrological responses to human activities in the Poyang Lake basin, China. Hydrol. Sci. J. 56(2), 305-318. Abstract Poyang Lake is the largest freshwater lake in China, and plays a major role in flood mitigation, restoration and conservation of the ecological environment in the middle Yangtze River basin. Sediment load and streamflow variations in Poyang Lake basin are important for the scouring and deposition changes of this lake.
more » ... ges of this lake. However, these hydrological processes are heavily influenced by human activities, such as construction of water reservoirs, and land-use/land cover changes. By thorough analysis of long series of sediment and streamflow obtained from five major hydrological stations, we systematically investigated the spatial and temporal patterns of these hydrological processes and the hydrological responses to human activities using the Mann-Kendall trend test, the double cumulative mass curve and the linear regression method. The results show: (1) no significant change in streamflow followed by an increasing tendency after the 1990s that turns to be decreasing about 2000; and (2) a sharp increase of sediment load during the late 1960s and 1970s triggered by extensive deforestation (during the "Cultural Revolution" in China) followed by a tendency to decrease after the early 1980s. Construction of water reservoirs has greatly reduced the sediment load of the Poyang Lake basin, and this is particularly the case in the Ganjiang River, where the sediment load changes may be attributed to the trapping effects of the Wan'an Reservoir, the largest water reservoir within the Poyang Lake basin. There is no evidence to corroborate the influence of water reservoirs on the streamflow variations. It seems that the streamflow variations are subject mainly to precipitation changes, but this requires further analysis. The current study may be of scientific and practical benefit in the conservation and restoration of Poyang Lake, as a kind of wetland, and also in flood mitigation in the middle Yangtze River basin that is under the influence of human activities. Patrons spatio-temporels des processus hydrologiques et de leurs réponses aux activités humaines dans le bassin du Lac Poyang, Chine Résumé Le Lac Poyang est le plus grand lac d'eau douce en Chine, qui joue un rôle majeur dans l'atténuation des crues, et la restauration et la conservation de l'environnement écologique dans le bassin moyen du Fleuve Yangtze. Les variations de charge sédimentaire et de débit dans le bassin du Lac Poyang sont importantes pour les changements d'érosion et de sédimentation de ce lac. Toutefois, ces processus hydrologiques sont fortement influencés par les activités humaines, telles que la construction de réservoirs et les changements dans l'occupation des sols. Par une analyse approfondie de longues séries de sédiments et de débits obtenues au niveau de cinq stations hydrologiques majeures, nous avons systématiquement étudié les patrons spatiaux et temporels de ces processus hydrologiques et les réponses hydrologiques aux activités humaines en utilisant le test de tendance de Mann-Kendall, la courbe des doubles cumuls et la méthode de régression linéaire. Les résultats montrent: (1) une absence de changement significatif dans les débits suivie par une tendance croissante après les années 1990 qui tourne à la baisse aux environs des années 2000, et (2) une forte augmentation de la charge sédimentaire vers la fin des années 1960 et durant les années 1970, déclenchée par une déforestation intense (au cours la "Révolution Culturelle" en Chine) suivie par une tendance à la baisse après le début des années 1980. La construction de réservoirs a considérablement réduit la charge sédimentaire du bassin du Lac Poyang, et ceci est particulièrement le cas dans la Rivière Ganjiang, où les changements de la charge sédimentaire peuvent être attribués aux effets de piégeage du Réservoir Wan'an, le plus grand réservoir dans le bassin du Lac Poyang. Il n'y a pas de preuve corroborant l'influence des réservoirs sur les variations de débit. Il semble que les variations de débit soient principalement sujettes aux changements dans les précipitations, mais cela nécessite une analyse plus approfondie.
doi:10.1080/02626667.2011.553615 fatcat:7p7sjbxha5b2nm364hp2pi3h3i