基于水文学模型的洞庭湖内部超额洪量分布

为了定量评估荆江三口、湘资沅澧四水以及区间来水洪水入湖时洞庭湖内部超额洪量分布情况,以长江干流螺山站、东洞庭湖七里山站、南洞庭湖鹿角站、西洞庭湖南咀站及小河咀站等分别作为区域出口控制断面,建立洞庭湖洪水水文模型,利用1996年、1998年、2017年典型洪水数据率定参数,计算三峡水库运行前后再现1954年洪水(长江防御目标洪水)时洞庭湖内部超额洪量分布情况。研究结果表明三峡水库调洪作用明显,但遭遇目标洪水时城陵矶附近仍有215亿m^(3)超额洪量,且洞庭湖要承担143亿m^(3)超额洪量,其中西洞庭湖、南洞庭湖、东洞庭湖分别承担26亿、62亿、55亿m^(3)超额洪量,该结果与西、南、东洞庭湖区蓄洪垸蓄洪总量相当。本研究结果可为长江中游防洪布局优化提供技术参考。

上游水库调度下长江中下游超额洪量的空间分布

根据实测水文资料构建了宜昌-大通一维水动力数学模型,用于研究长江流域上中游21座水库调度后在不同典型年的不同频率的中下游的超额洪量,具体包括以下内容:①构建长江中下游宜昌-大通一维水动力数学模型,并根据长江勘测规划设计研究院有限公司提供的长江1956年和1998年的流量水位进行率定验证,率定验证结果良好;②针对目前已建成的长江中上游21座水库,根据上游水库配合三峡水库的防洪调度方式,利用建立的上述数学模型,对不同典型年的不同频率下的长江中下游各河段超额洪量的空间分布情况开展分析;③根据不同典型年、不同频率下的长江中下游荆江河段等4个地区的超额洪量,以及荆江等4个河段附近区蓄滞洪区的蓄洪容积分布情况,对在遭遇上述洪水情况下的长江中下游的防洪安全形势展开研究分析。研究结果表明:①计算的荆江等4个河段的超额洪量均小于其附近区蓄滞洪区的蓄洪容积,因此,可通过蓄滞洪区联合调度来减小城陵矶等3个河段的超额洪量,保证长江中下游地区的防洪安全;②21座水库群联合调度下,遭遇到P=0.5%的设计洪水时,长江中下游如城陵矶附近地区仍然存在大量的超额洪量,而目前有些蓄滞洪区还在规划中,并没有得到充分利用,因此需要加快规划和建设。

三峡工程建成后长江中下游超额洪量数值模拟

针对三峡工程建成后,长江中下游河道安全泄量与长江洪水峰高量大的矛盾仍然存在的问题,通过数学模型计算,考虑三峡水库采用试验蓄水期优化调度方案,对三峡工程建成后长江中下游遇不同频率洪水的超额洪量进行了分析计算。结果表明,随着三峡工程的投入运行,长江中下游防洪能力有了较大的提高,特别是荆江河段防洪形势有了根本性的改善。但若遇大洪水,仍存在大量的超额洪量需妥善安置。且三峡建库后的清水下泄,将使遇大洪水时的中下游超额洪量时空分布发生变化,因此需进一步加强相应的观测和研究。

松滋口建闸水文条件及其对减少松澧地区超额洪量作用分析

松澧地区是澧水与长江分流道松滋河两水交汇的地区,历来为洞庭湖区洪涝灾害最为严重的地区之一。基于对澧水及长江洪水特征、两水洪水遭遇情况分析,论证了松滋口建闸对松澧洪水进行错峰调度具备水文基础条件,并提出了受下游水位顶托的松澧河网区河道安全泄量计算方法与结果、松澧地区超额洪量计算途径和松滋口闸错峰调度原则,在此基础上,分析了松滋口闸错峰调度对减少松澧地区典型年超额洪量的作用。结果表明,利用松滋口闸对松澧洪水进行错峰调度,可以大幅减少松澧地区大洪水年份超额洪量。

巢湖流域防洪新格局方案构建研究

2020年巢湖发生流域性大洪水,同期遭遇长江高水位,长时间不能自排,导致流域大面积破圩。鉴于巢湖流域现状防洪体系已不能满足经济发展的要求,本文通过典型年洪水分析,按2020年巢湖最恶劣典型年排洪条件,构建巢湖流域“蓄洪、自排、抽排”相结合的综合防洪新格局方案,以保障流域防洪安全。

三峡工程建成后湖北省长江防洪形势的思考

结合长江流域防洪规划,介绍了湖北省长江防洪规划,包括防洪标准及防洪体系等,分析了三峡工程建设前的湖北省长江防洪形势、当前(2007年)三峡工程对湖北省长江段的防洪作用以及三峡工程建成后湖北省长江防洪形势,在此基础上着重阐述了对三峡工程建成后湖北省长江防洪值得关注的荆江河势控制、城陵矶防洪控制水位及超额洪量转移问题的认识,并提出了建议。

洞庭湖枢纽调度方案比对分析

城陵矶综合枢纽的运行初步拟定了5个比选调度方案。针对这5个方案,依托长江中下游一二维水沙模型,建立洞庭湖四口河系四水尾闾河网水沙数值模型,对城陵矶建闸及其调度后的影响开展研究。计算结果表明,城陵矶建闸运行后,洞庭湖全湖区域泥沙淤积量随着闸上运用水位的升高而增加,七里山闸下河段泥沙淤积量减少甚至略有冲刷;城陵矶闸上洪峰水位升高0.03~0.05 m,洪峰流量减少142~330 m^3/s,汉口站的洪峰水位变化不大,洪峰流量减少93~141 m^3/s;如采用优选调度方案3,则洞庭湖24垸分洪量增加0.10亿m^3,洪湖分洪区分洪量减少1.40亿m^3,武汉附近区和鄱阳湖附近区分洪量分别减少0.94和0.75亿m^3。

长江中下游河道冲淤演变的防洪效应

近年来长江中下游来沙量持续减少,河道面临长距离、长历时的冲淤调整,河道蓄泄关系发生变化,对防洪造成影响。在长江中下游河道冲淤及其蓄泄能力变化预测成果的基础上,对比计算了现状和未来河道蓄泄能力条件下,遇1954年洪水,长江上游水库防洪调度和中下游地区超额洪量的变化情况。结果表明,未来随着长江中下游河道进一步冲刷,河道槽蓄容积增加,相同防洪控制水位下的河道安全泄量增大,三峡水库在进行防洪调度时可下泄流量增大,总拦蓄洪量减小,长江中下游地区总超额洪量减小,但超额洪量在地区分布上存在从上游向下游转移的情况。

长江中下游防洪形势变化历程分析

认清长江中下游当前的防洪形势及其变化历程,对长江流域下一步的防洪治理和开发保护至关重要。水利工程建设是长江防洪形势改善的主要措施,同时河湖自然演变引起的江湖关系调整也会给防洪形势带来较大影响。基于此,分析了20世纪60年代以来不同时期长江中下游江湖关系变化,模拟分析江湖关系变化对长江防洪形势的影响,在此基础上分析了三峡水利工程及上游控制性水库群的投运对长江防洪形势的改善情况,得到不同时期长江中下游防洪形势的变化过程。根据当前长江防洪形势及其变化趋势,进一步探讨提高中下游防洪保障能力的措施,如完善防洪工程体系、提升水利工程联合调度管理能力等。

长江中下游蓄滞洪区分类调整研究

三峡工程等干支流控制性水库相继建成投运,调节洪水能力增强,中下游超额洪量及其时空分布将发生变化,为蓄滞洪区分类调整创造了条件。考虑三峡工程等干支流水库建成后江湖关系变化,计算了三峡工程建成前以及建成后不同时期中下游超额洪量。结果表明,长江中下游蓄滞洪中荆江分洪区确定为重点蓄滞洪区,其他蓄滞洪区分为重要、一般和蓄滞洪保留区3类。考虑长江上游控制性水库联合运用以及中下游河道冲刷和江湖关系演变,蓄滞洪区分类将适度调整,蓄滞洪区数目可根据防洪形势改善适当减少。

巢湖流域水动力模型及防洪方案调算

基于MIKE 11模型软件,构建巢湖流域一维水文水动力模型,模型调算了1991年及2020年2个典型年,1991年属江湖洪水不遭遇年份,2020年属江湖洪水完全遭遇年份,具有很好的代表性。通过调算,掌握不同江湖遭遇年型的超额洪量,为安排超额洪量,通过进一步调算,掌握巢湖的“蓄、泄”关系,为巢湖流域防洪规划方案的优化提供决策依据。

溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游防洪作用分析

简述了溪洛渡、向家坝水电站的基本情况.针对长江中下游支流众多、洪水组成复杂的洪水特性,选取多种典型洪水进行长江中下游整体设计洪水的设计.阐述了三峡水库的防洪调度方式,并分析了溪洛渡、向家坝与三峡水库的联合调度方式,采用溪洛渡、向家坝与三峡水库联合调度和中下游江湖洪水演进数学模型,通过计算溪洛渡、向家坝水电站建成前后长江中下游遇不同频率洪水河道超额洪量的变化,分析溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游的防洪作用.研究表明,三峡工程建成后,溪洛渡、向家坝水电站的建成将进一步减少长江中下游遇大洪水时的超额洪量,进一步改善长江中下游防洪形势.