三峡水库运行后汉口—九江河段水位变化特征及成因

大型水库的修建引起坝下游的水位调整,进而对河势、航运、防洪及生态等产生显著影响。为探究汉口—九江河段水位变化特征及成因,采用M-K分析法分析1988—2022年汉口、黄石港和九江站的水位变化趋势,并使用基于距平残差的水位变幅分析方法和一维水动力模型,分析河道冲淤、下游水位和阻力变化对不同特征流量下水位变化的影响。研究结果表明:①三峡成库前,除九江站枯水位呈显著性下降趋势,各级流量下的水位均没有显著性变化趋势。②三峡成库后,九江站的水位变化趋势与建库前相同;汉口站、黄石港站在12000 m^(3)/s和20000 m^(3)/s下的水位呈显著性下降趋势,12000 m^(3)/s时降幅分别为0.072、0.045 m/a,20000 m^(3)/s时降幅分别为0.048、0.027 m/a;水位变化的临界转换流量约为30000 m^(3)/s,在该流量附近水位未出现明显变化;当流量大于30000 m^(3)/s时,水位呈非显著性上升趋势,45000 m^(3)/s下的升幅分别为0.037、0.049 m/a。③临界转换流量以下水位下降的主导作用为河道冲刷,临界流量附近的水位未出现明显变化源于阻力增大作用接近抵消了河道冲刷的影响,临界转换流量以上的水位上升源于阻力增大作用更加明显,个别年份的洪水位上升显著源于下游水位顶托作用明显。

深圳河近期冲淤变化特征及防洪治理对策

受深圳河治理工程和流域城市化影响,近年来深圳河河道形态及防洪能力发生了较大变化。基于实测水沙地形资料,系统分析了深圳河近期冲淤变化特征,并利用平面二维水沙数学模型,研究了不同河道清淤方案实施后深圳河防洪能力变化及回淤特性。结果表明:2007-2017年间深圳河发生快速回淤,累计淤积量达74.6万m3,冲淤变化特征主要表现为主槽冲淤交替,边滩显著淤积,冲淤幅度自上而下逐渐减小。治理工程实施后水流挟沙能力下降是导致深圳河近期快速淤积的主要原因,而淤积速率则与河口涨潮量和上游来沙量有关。河道淤积导致深圳河防洪能力下降,深港两侧现状满足50年一遇防洪能力的河段占比分别仅有63.2%和56.8%。模型计算结果显示不同河道清淤方案实施后深圳河的防洪能力提升幅度基本与其回淤幅度成正比。从防洪效益和经济成本的角度,提出了深圳河防洪能力提升方案的优化建议。

基于实测资料的桥墩壅水计算经验公式比较研究

桥墩壅水对河道过流能力和水面线有一定的影响,因此对各种桥墩壅水公式进行分析,确定合理的经验公式是十分重要的。为分析桥墩壅水经验公式的合理性,根据汉江2017年10月实测的两次桥墩壅水资料,对几种常用的经验公式计算出的壅水高度和壅水长度进行比较分析。结果表明:Henderson公式计算误差最小为-0.023 m,误差百分比仅为12.1%,即Henderson公式与实际更为吻合;壅水长度的经验公式在高水时误差百分比仅为9.3%,相对低水时计算更为合理。

三峡工程运行后武汉河段河槽形态变化特性研究

三峡工程运行以来,长江武汉河段径流和输沙均在汛期减少,非汛期增加,年径流量未发生明显的趋势性变化,但年来沙量急剧下降。根据近些年汉口水文站的水沙资料及长江武汉河段的51个固定断面的实测地形资料,采用以对数转换为基础的几何平均与断面间距加权平均相结合的方法,对武汉河段各项平均平滩河槽形态指标进行了计算,并分析了各项指标产生变化的原理。采用权重归一化的滞后模型建立了上述各项平均平滩河槽形态指标的计算方法,结果表明:该模型可较好模拟河段平均平滩面积及平均平滩水深,由于未能反映河道两岸护岸工程等人为活动影响,平均平滩河宽及平均平滩河相系数模拟效果不佳。近年不同年份来水来沙条件的影响权重分析表明,前期水文条件对平滩面积变化有重要影响,平滩水深变化则受当年水文条件影响十分显著。