城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响

三峡水库蓄水运行后,由于出库水沙条件的变化,引起坝下长距离的河床冲刷和水位下降。根据有关预测,水库运行20~50 a后,城陵矶枯水位将下降1~2 m。运用水动力学模型,计算城陵矶枯水位下降对洞庭湖区湘江尾闾航道的影响。计算结果表明：城陵矶枯水位下降1~2 m时,湖区航道水面比降加大,自湘江洞庭湖出口航道至湘江湖区航道营田滩处约80 km范围的沿程水位下降、航道水深减小,大部分已整治的滩险水深难以达到Ⅱ级航道标准,航道条件恶化。

湘江尾闾段枯水水位下降成因及影响

湘江尾闾位于洞庭湖区,属典型的河湖两相性河段,水文变化规律复杂。为了研究湘江尾闾段枯水水位变化,从三峡蓄水、湘江上游水利工程建设、下游河道采砂等多因素进行分析:三峡蓄水后,洞庭湖湖口城陵矶站枯水水位略有抬高,湘江上游来水量未减少,长沙枢纽坝下并未出现河床整体下切,三口四水来沙量虽逐年下降,但远小于河道泥沙开采量。研究认为引起湘江尾闾段枯水水位不断下切的主要原因在于河道大规模采砂,极大地破坏了河床形态,不仅严重影响湘江尾闾航道正常通行、威胁涉水建筑物安全,也对生态环境造成了很大程度破坏。遏止湘江尾闾段枯水水位下降,维护航道内船舶正常通航,洞庭湖湖区采砂科学规划和管理亟待加强。

河道采砂对湘江尾闾局部河段水流条件影响分析

为探讨采砂对河道水流条件的影响,基于水动力学方法,建立了采砂区二维水流数学模型,对湘江尾闾局部河段不同控采高程条件下采砂前后水流条件进行分析和预测。结果表明,在中低水条件下,河道采砂会使河段水面线略有降低,流速重新分布,分汊河段分流比发生变化;且随着采挖深度的降低,水位变化和流速变化逐渐减少。计算成果可为该河段的采砂可行性研究及采砂规模的控制提供科学依据。

城陵矶建闸对洞庭湖主要航道影响分析

基于浅水方程,建立了洞庭湖整体二维水动力模型。运用丰、中、枯水期数据,验证了该模型的可靠性。数值模拟结果表明:洞庭湖岳阳综合枢纽枯水期按22.0 m最低水位控制,开湖航道上游草尾至漉湖航道水位并未得到明显抬升,需要继续提高蓄水位,才能有效改善其通航条件。枢纽能大幅改善湘江尾闾航道的通航条件,但同时减小了东洞庭湖流速,对水环境不利。