城陵矶(七里山)水文站单断沙关系分析

为了研究城陵矶(七里山)水文站综合单断沙关系线,减少城陵矶(七里山)水文站输沙测验次数,提高洞庭湖入汇长江输沙量计算精度,采用相关系数法对该站2007~2021年间单断沙实测整编成果进行单断沙相关性分析。结果表明:综合单断沙关系线采用Cs断=0.984 8Cs单(Cs断为断面平均含沙量,Cs单为单位含沙量)关系式时,各年单断沙关系线与综合单断沙关系线最大相对偏离为-1.52%,年平均含沙量、年输沙量推求误差均不大于3%,满足规范要求。研究成果可为优化城陵矶(七里山)水文站含沙量测验方案提供参考。

三峡水库运行对洞庭湖水位影响分析

洞庭湖的水情是长江和四水共同作用的结果,三峡蓄水运行必将导致洞庭湖的水情变化.本文利用BP神经网络对洞庭湖出口城陵矶站的水位过程进行模拟,以区分城陵矶水位变化中三峡的影响分量.模型训练阶段以三峡出库日均流量、洞庭湖四水合成日均流量为输入,城陵矶站的日水位过程为输出,应用阶段用三峡入库流量代替出库流量,从而还原自然状态下的城陵矶水位变化过程,最后通过比对确定三峡蓄、泄水对洞庭湖水位变化的影响.计算结果表明,三峡蓄水对洞庭湖水位产生了较大的影响,2006年蓄水使城陵矶水位平均下降2.03m,最大降幅3.30m,2009年蓄水使城陵矶水位平均下降2.11m,最大降幅3.12m.三峡蓄水对秋季城陵矶水位的影响不容忽视.

荆江三口与洞庭湖水沙变化及影响

根据荆江三口与洞庭湖50年水沙资料,对荆江三口分流分沙变化、洞庭湖入湖和出湖的水沙变化、洞庭湖面积和容积变化、汇流河段的水位变化四个方面进行分析研究。从长系列资料来分析,荆江三口分流分沙自20世纪50年代以来明显减少尤其藕池口最为明显;入湖和出湖水沙也有减少趋势,洞庭湖面积和容积自20世纪90年代中期以来有增加趋势;在高水位时城陵矶水位较裁弯前抬高约1.8 m,低水位时较裁弯前抬高约2 m。

长江螺山站高水位流量关系和城陵矶(莲花塘)控制水位的研究

螺山站高水位流量关系是确定长江城陵矶(莲花塘)控制水位的基本依据.从基本的河道水力学规律出发,考虑涨落率修正、瞬时比降修正,计算各时段点的代表性比降,和相应糙率,求出均值,根据断面资料,得出高水位的稳定流曲线,并以各日流量转化的稳定流点,进行验证,精度很好.分析了河段区间流量对螺山站稳定流量的影响,阐明了螺山站稳定流量的变化情况和趋势,推求了各次大洪水的超额洪量,计算出莲花塘以上的总入流.根据现今的湖区及槽蓄容积进行洪水演进,计算1954年特大洪水的超额洪量,并分析了三峡水库拦洪后对长江中下游超额水量的影响;对莲花塘不同防洪控制水位进行了技术经济分析和评价,提出了抬高控制水位的具体建议.

三峡建库后东洞庭湖适宜生态水位需求分析

三峡水库的修建改变了水库下游的水沙条件,影响了洞庭湖湖区的生态平衡,进而引发相关生态问题.本文以城陵矶站水位代表东洞庭湖水位,基于其19532018年的逐日水位资料,采用滑动t检验法对年平均水位序列进行突变检验,发现因强人类活动导致城陵矶水位发生突变的时间为2004年,考虑为三峡蓄水的影响.借鉴IHA(Indicators of Hydrological Alteration,水文变化指标)及RVA(Range of Variability Approach,变化范围法)方法提出了一种同时考虑年内月平均水位过程、水位波动范围、高低水位发生情况以及水位涨落情况的适宜生态水位计算指标体系,能够直观和全面地描述生态系统健康发展对水位的要求,包括112月水位分别为:17.07~18.34、17.15~18.89、17.65~22.23、20.25~22.15、22.85~24.90、24.31~26.44、26.88~29.16、25.79~28.32、25.12~27.56、23.59~25.88、20.65~22.81、18.58~19.88 m;年最低水位:16.21~17.86 m,发生时间为第16~51天(年积日);年最高水位:28.54~31.48 m,发生时间为第187~211天(年积日);高水位平均持续时间为32.62~81.32 d/次,低水位平均持续时间为52.13~107.65 d/次;涨水次数为21.9~26.45次,涨水速率为0.17~0.21 m/d;落水次数为23.17~27.6次,落水速率为0.12~0.14 m/d.基于上述结果分析三峡建库后城陵矶水位发现,其在1、2月月平均水位分别较适宜生态水位需求高0.83、0.27 m;10月月平均水位较需求低0.83 m;年最低水位高出需求0.39 m,发生时间先于需求6天;涨水次数高于阈值要求4次,涨水速率低于阈值要求0.01 m/d;落水次数高于阈值要求2次.研究成果可为三峡及上游梯级水库群联合调度提供依据.

城陵矶洪水位抬高原因分析

近50年来城陵矶站年最高洪水位累计抬高了约1 5m,通过一维非恒定流数学模型研究说明,城陵矶至汉口河段淤积只抬高了洪水位约0 2～0 3m,不是城陵矶洪水位抬高的主要因素。通过理论探讨和实测资料分析说明,由于洞庭湖容积减小等因素影响,近50年来螺山水文站年最大日平均流量累计增大了约7000m3 s,抬高洪水位约1 2m,是洞庭湖区洪水频率增加和城陵矶洪水位抬高的主要因素,在制定长江中游和洞庭湖区防洪规划时应加以考虑。

2020年长江螺山站水位流量关系分析

螺山水文站的水位流量关系是制定长江中下游地区超额洪量分配和防洪总体方案的重要依据,但由于螺山站独特的地理位置而导致其水位流量关系受多种因素的影响。在研究螺山站行洪能力时,往往需要先区分和消除其特殊水力要素的影响,将不同水力条件下的实测流量成果改正至同一水力条件,然后再来研究其行洪能力的变化特征。为此,根据1954~2020年间大水年的实测资料,分析了2020年螺山站水位流量关系的特点;基于分析结果,研究了该站的主要影响因素及其变化规律。研究结果表明:(1)2020年,螺山站的水位流量关系受下游洪水顶托的影响,同流量条件下水位偏高,与1998年和2016年的情况类似,但整体变幅仍在1998年和2016年等大水年的变化范围内。(2)近年来,螺山站的水位流量关系在年内和年际间随洪水特性的不同而上下摆动,但无趋势性变化。(3)城陵矶河段的行洪能力尚无明显变化。

城陵矶断面受顶托期水文特征及测验方法探讨

城陵矶水文断面位于洞庭湖出口水道上的城陵矶(七里山)。由于受下游约4 km长江回水顶托影响,在高水位期经常出现断面流向紊乱、同垂线测点流向顺逆不定现象,给常规流量测验工作带来不便且引起较大的流量测验误差。本文着重阐述该断面出现流向紊乱的机制及为保证流量测验精度等需采取的对策。

关键水文信息对三峡水库调度决策的重要性分析

城陵矶(莲花塘)水位为三峡水库调度决策的重要指标,采用随机森林算法建立三峡水库出库决策模拟模型,分析三峡水库历史运行数据,从多角度对三峡水库调度所采用的水文信息,如月份、水库水位、城陵矶水位、预报入库流量等,进行排名与判断其价值,并重点分析城陵矶水位对三峡水库调度决策的影响。研究表明,所采用的随机森林模型能够合理地模拟三峡水库的出库决策,汛期的模拟效果要好于非汛期,可能是汛期调度决策受到预报入库流量、城陵矶水位的影响更加直接;无论是全年、汛期还是非汛期,水文信息的重要性排名均为预报入库流量、城陵矶水位、水库水位、月份;预报入库流量在汛期的重要性高于非汛期。