洞庭湖出流对荆江河段洪水位顶托影响分析

荆江河段洪水位受洞庭湖出流顶托的影响,研究顶托影响的幅度和范围有助于深入认识长江干流荆江河段的防洪形势。基于实测水文资料设计了长江干流与洞庭湖不同的洪水遭遇组合,通过建立长江干流宜昌—大通的一维河网数学模型,分析了不同洪水遭遇组合下洞庭湖出流对荆江河段洪水位顶托壅高幅度及壅高影响范围。结果表明:荆江河段洪水位顶托壅高幅度与城陵矶出流强度呈正相关,顶托影响随着上游距离的增大而逐渐减小;荆江河段洪水位顶托影响范围与城陵矶出流强度呈正相关,考虑最不利的遭遇情况,对上游河段的影响范围至少到沙市。

三峡水库调度方式对洞庭湖入流的影响研究

荆江三口分流是洞庭湖入湖流量的重要组成部分,其变化规律影响江湖关系。三峡水库蓄水后荆江三口分流的变化与长江来流的减少以及干流径流过程的改变关系密切。利用实测资料,分析了荆江干流流量与三口分流的关系,对比了蓄水前后荆江干流中高流量的持续时间,计算了三峡水库不同运行期径流过程改变对三口分流量的影响,得到以下结论:三口分流量决定于干流中高流量的出现天数;三峡水库蓄水后长江来流减少,且三峡水库的调蓄作用减少了荆江干流中高流量的持续时间,故而三口分流量减少;三峡水库139 m运行期,水库径流调整较小,对三口分流影响不大;三峡水库156 m运行期典型年的年内过程中,水库蓄水对三口分流影响最大,其他时段影响较小,三口年分水总量减少7.7亿m^3;三峡水库175 m运行期,汛期中小洪水拦蓄及蓄水期蓄水显著影响荆江中高流量持续时间,造成三口年分水总量减少83.1亿m^3。

长江中游洪水位变化初探

通过资料分析 ,弄清了长江中下游洪水位增高的范围仅限于荆江河段及城陵矶、螺山一带。研究了洪水位增高机理 ,认为近代长江一些河段洪水位增高的主要原因是人类活动的影响。因此 ,规范人类对河道的治理开发行为 ,控制人类活动对河道的影响 。

水利枢纽运用对江湖关系影响的模拟

利用一维江湖河网模型,结合实测资料,对三峡水库及城陵矶综合枢纽运用后,长江与洞庭湖江湖关系自2013-2062年的变化进行了预测。结果表明,三峡水库运用至2062年,荆江河段冲刷继续,但速度逐渐减小,枯水位下降最高为1.62 m,洪水位下降最高为0.41 m;城汉河段冲刷继续,枯水位下降最高为1.05 m,洪水位下降最高为0.15 m;三口分流量继续衰减,但年平均衰减率仅为三峡工程运用前的11.7%;三口河道松滋河冲刷约为0.57亿m3,虎渡河与藕池河为微冲微淤;洞庭湖淤积大幅减缓,淤积比为0.481。此外,城陵矶综合枢纽运用至2052年,使洞庭湖区各站枯水位抬高0.2-0.6 m不等,但对三口河道冲淤、分流分沙、长江干流冲淤、洞庭湖的淤积影响都较小,可以忽略不计。

1960年以来洞庭湖江湖连通河道松滋口枯水期分流变化特征及应对策略

河湖水文连通性强弱对于维系流域水资源安全、河湖生态系统稳定等方面具有重要意义.本文首先利用1960-2019年松滋口新江口与沙道观两站与干流枝城站实测水文资料以及河道典型横断面地形资料,采用Mann-Kendall法与趋势线法分析讨论枯水期松滋口分流变化的特征与诱因,然后,针对枯水期松滋口河道的分流问题提出河道治理方案.结果表明:松滋口枯水期的流量主要来自西支.在1960-2019年间,枯水期西支分流量呈现三峡大坝蓄水运行前后从下降趋势转变为显著上升趋势,而东支分流量在下荆江裁弯后至今基本处于断流状态,下荆江裁弯、葛洲坝运行及三峡大坝蓄水运行是其分流量变化的主要诱因.根据建立分流量与水位差(干流水位与河底高程)的回归关系,模拟出在松滋口西东支现有河道的基础上,河床高程分别下降1 m与2.5 m左右,其分流量可达到或接近1960s分流量水平,有助于缓解区域水资源与环境生态问题.

江湖关系变化条件下洞庭湖区撇洪工程对策研究

撇洪工程为洞庭湖区特别是四水尾闾地区重要的排涝设施之一。由于受江湖关系的变化和人类活动的影响,长江三口以及洞庭湖区泥沙淤积严重,导致洞庭湖区同流量下洪水位抬高、高洪水位持续时间延长;致使洞庭湖区撇洪工程自流外排机会减少、运行效率降低,撇洪河堤险情频繁出现,严重影响到了撇洪工程的运行安全。西洞庭湖区的常德市冲柳高水撇洪工程在洞庭湖区撇洪工程中具有一定的代表性,以该撇洪工程为实例,通过对比不同年代(20世纪70年代和21世纪初)的江湖关系变化条件下的撇洪工程运行效果,对其撇洪效果产生差异的原因进行了分析研究。根据分析结果,提出了适宜的应对措施及方案,即在撇洪工程出口处配套建设排涝泵站,同时,对该改造方案的排涝效果进行了论证和评估。研究成果可对类似地区排涝工程的规划设计提供借鉴和指导。

三峡工程运用后荆江与洞庭湖关系变化分析

本文利用三峡工程蓄水以来的实测资料,从荆江河段水位、荆江三口分流分沙比以及城陵矶水位变化等三方面阐述了荆江与洞庭湖关系的变化,得到以下认识:三峡工程蓄水以来上荆江河段中、低流量下水位有一定程度下降,大流量下水位基本变化不大,而下荆江河段同流量下水位略有下降;荆江三口分流分沙比无明显变化趋势;城陵矶在干流同流量下水位下降幅度较小;但三峡水库的调蓄作用将会导致荆江河段水位、荆江三口分流以及城陵矶水位在中枯水期发生一定的调整,并在此基本上预测三峡工程蓄水后荆江与洞庭湖关系将基本维持现有的格局。

1968~2018年洞庭湖江湖连通河道松滋口冲淤变化特征

探究江湖连通河道演变态势是评估重大人类活动事件对江湖关系变化影响的重要环节。以洞庭湖—荆江三口中松滋口河道为研究对象,通过建立其河道长期的水位—流量关系曲线分析其河道的冲淤变化特征,对其河道冲淤变化驱动因素进行分析,并采用实测河道断面资料验证其结果的可靠性。结果表明:水位—流量关系曲线法分析河道地形冲淤演变特征与实测横断面地形资料分析结果一致,松滋口河道同流量下水位下降对应于该时期河道冲刷,同流量下水位上升对应于河道淤积。不同时期松滋口东西分支河道冲淤变化主要驱动因素不同。1968~1981年间,下荆江裁弯引起的河势变化是西支新江口河道冲刷与东支沙道观河道淤积的主要诱因。1981~2003年间,其东西两支河道淤积主要是由于葛洲坝运行后引起的上荆江河道冲刷导致的。2003~2018年间,其河道冲刷主要是由于三峡大坝运行引起的河道水沙比例的大幅改变导致的。

长江荆南三口河系水位演变规律及对江湖水量交换关系的响应

为分析荆南三口河系水位演变规律与江湖水量交换关系。依据1956-2017年荆南三口、湖南四水、洞庭湖城陵矶站以及长江干流枝城站月平均水位及流量和该流域8个雨量站的降水数据,运用Mann-Kendall趋势检验法、回归分析、流量年特征值等方法研究了三口水位的时序演变特征及其与流量、降水、江湖水量交换、人类活动的关系。结果表明:①与阶段一(1956-1966年)相比,阶段二(1967-1980年)、三(1981-2002年)、四(2003-2017年)河系年平均水位、年最高水位分别下降0.74 m、0.37 m,年最低水位上升0.07 m;②在涨(4-5月)、丰(6-9月)、退(10-11月)、枯(12月-次年3月)四个水文节点上,最低水位降幅最大(-0.98m),平均水位次之(-0.78 m),最高水位最小(0.55 m),并将其降幅按水文节点排序依次为退水期(-0.95 m)>丰水期(-0.61 m)>涨水期(-0.21 m)>枯水期(0.15 m);③河系水位变化与其流量变化有着较好的一致性(二者的相关系数r=0.65),与降水量相关性较弱(r=-0.16),但2002-2017年相对干旱的气候加剧了河系水位的下降。从总体上看,长江枝城来水量减少和以水利工程为代表的人类活动方式是导致荆南三口河系特征水位下降的主要驱动因素。