荆江沙质河床减缓冲刷的节点整治措施研究

受气候变化和上游建库等人类活动影响,荆江河段来沙减少,河床发生显著冲刷,引起枯水位下降和荆江三口分流减少。为缓解河床冲刷带来的不利影响,首先分析确定了荆江沙质河床的可控河段,然后提出了护底带与局部潜坝相结合的节点整治措施。数学模型计算表明,整治工程实施20 a后,荆江沙质河段总冲刷量可减少15%左右,枯水位下降值可减小0.2~0.8 m,而洪水位壅高值在0.1 m内。综合分析认为,整治工程对于减缓河床冲刷与枯水位下降具有一定效果,同时对河势稳定、防洪等影响不大。     

长江荆江河段弯道凸岸边滩非典型冲刷研究

针对近年来荆江河段凸岸边滩年际间基本处于持续冲刷的非典型演变特征,利用资料对弯道段凸岸边滩不同阶段的演变特点进行分析,以期找出引起非典型冲刷的原因。结果表明,发生非典型冲刷的主要原因有三峡工程蓄水运用后荆江河道来沙量的大幅度减少、弯道主流线向凸岸方向发生明显摆动和中枯水期波浪的淘刷影响,其中最主要的原因是来沙量大幅度减少。建议对凸岸边滩进行适当护滩以缓解非典型冲刷引发的防洪与航运问题。     

荆江关洲河段河道演变分析

关洲汊道位于葛洲坝工程下游长江荆江河段首部。其两汊年内水沙分配随来流少左右易位，临界流量为２００００ｍ＾３／ｓ，即２００００ｍ＾３／ｓ以上，左汊为主汊，２００００ｍ＾３／ｓ以下，右汊为主汊，水沙分配的这种变易性规律，与该河段特定的汊道河槽形态及相应的水力泥沙条件有关。     

三峡坝下游冲刷荆江河段演变趋势研究

本文根据河道主要特性、河段天然状态的反馈调整规律以及三峡枢纽下游冲刷一维数模计算成果，运用最小能耗率理论分析河道演变机理，预测清水下切冲刷后该河段横向变形趋势、崩岸的必然性，并提出重点防御河段。     

三峡工程运用后上荆江典型河段岸坡稳定性分析

根据三峡水库蓄水前后的实测地形和水文资料,分析了上荆江河段的水沙变化特性和该河段平滩河槽下的冲刷情况。结合三峡工程后续岸坡影响处理的工程实践,选择杨家垴至罗家潭段、学堂洲段、沙市城区、公安河弯、耀新民堤段、郝穴河弯段和南五洲等河段,进行了三峡水库蓄水运用后的岸坡稳定性分析。结合已有的预测结果及岸坡稳定的分析,指出上荆江河段岸坡存在崩塌隐患的地段。     

荆江河段崩岸预测

三峡工程建成后极大地提高了荆江的防洪能力,但由于河势演变及冲淤规律发生了变化,给荆江河段现有河势控制工程、堤防及护岸工程的安全带来不利的影响,从而影响防洪安全。介绍了荆江河道演变监测分析的监测范围、监测方法、分析手段以及岸坡稳定评估法对崩岸的预测结果,比较了预测崩岸与实际崩岸情况,并对结果进行了解析和思考。     

三峡工程蓄水运用以来荆江水位流量关系变化分析

根据三峡工程蓄水前后的实测资料,分析了荆江河段沿程水位流量关系变化。研究成果表明：除枝城站在枯水流量下水位略有下降外,上荆江在中、枯流量下水位也均有一定程度的下降,其中沙市站枯水位下降最大,下荆江河段水位在同流量下略有下降。除枝城站枯水位变化受卢家河浅滩形成的沙坎石泓影响外,三峡工程蓄水后影响荆江河段水位流量关系变化的...     

荆江河段近岸河床演变规律及崩岸机理

由于受水沙条件变化、河床边界、河势调整和工程建设等因素影响,荆江河段多年来崩岸频繁.根据荆江河段实测原型资料详细分析了险工护岸段近岸河床演变规律,介绍了近期荆江主要崩岸段特点及其分布规律,并对崩岸机理及工程措施进行了初步分析和探讨.崩岸是长江堤防重大隐患之一,找出崩岸的机理,为崩岸的预警预报和整治工程提供较为科学的第一手资料.     

长江荆江河段及汉水下游防洪对策研究

针对长江荆江河段和汉水下游特定的自然地理环境，以及防洪能力较低、易遭受洪水灾害等特点．对洪水进行了分析。同时，从防洪、工程治理和调度应用，充分发挥现有水利设施效益亟待解决的问题出发．提出了相应的防洪对策。     

长江荆江河段高程系统考证辨析

荆江河段高程资料是研究三峡坝下冲刷的关键起算数据,也是求得河流准确冲淤量及水位流量关系变化的基本依据。50多年来,荆江河段的高程系统众多,关系繁杂,论证辨析荆江河段的高程系统关系极为重要。考证了各种系统的基准、零点的由来;辨析了荆江河段高程资料的来源、年代;在此基础上,探求出各系统相互换算关系;最后提出了长江流域加强测绘基础建设的要求和建议。     

荆江河段河道冲淤变化及影响分析

根据荆江河段10次长程水道地形观测资料,采用"断面地形法"(切割断面计算河道冲淤量)进行了荆江河段河床冲淤变化计算与分析.结合典型断面变化对冲淤计算成果的合理性作了比较分析.同时对荆江河段河道冲淤变化对河道高水位影响进行了探讨性分析,河道水力因素调整、洞庭湖的顶托作用增强、三口分流分沙比减少、分蓄洪水面积的减少是出现高洪水位的主要原因,而河段泥沙淤积只是其中一个次要因素.     

三峡坝下游荆江河段泥沙组成分析

根据实测资料,应用泥沙最大粒径dmax及中值粒径d50的变化规律,对三峡水利枢纽坝下游河段床沙、悬沙组成及其蓄水后变化分河段进行统计分析。从洲滩组成、水下床沙、悬沙的变化来看,三峡蓄水后该河段泥沙有粗化现象。     

长江荆江河段防洪调度三维可视化

为生动形象地表达荆江河段防洪调度景观,系统采用3DMAX,Flash和Erdas等工具对DEM数据和三维建筑物数据进行融合,并运用Realflow和Realwave进行水流模拟和仿真,形成了荆江河段防洪调度三维可视化系统.     

长江荆江河段沙市三八滩演变机理分析

三八滩位于长江上荆江沙市河弯,所在荆州市是长江中下游重点防洪城市.近年来,特别是1998年大水后,三八滩滩体及主支汊演变剧烈,对下游河势产生了较大影响,引起泥沙专家广泛关注.依据沙市河段近40 a水沙资料和地形成果分析,表明三八滩汊道段断面过流面积、三八滩特征值与河段来水来沙具有良好的相关关系.三八滩的演变主要受河段中高水出现时间和来沙影响.分析表明,连续丰水多沙年三八滩淤积,连续枯水少沙年冲刷,且含沙量的变化是主要因素.下荆江系统裁弯、葛洲坝水利枢纽运用、沮漳河改道及荆州长江大桥建设对三八滩演变也有一定影响.三峡水库蓄水后较长一段时期内,若上游过渡段河势不出现很大变化,三八滩在目前基础上将难以大幅淤长.     

特大洪水在荆江河段演进模拟研究

针对荆江-洞庭湖复杂河网系统规模庞大、水流复杂特点，为模拟特大洪水在长江荆江河段的演进过程，建立了一、二维联算洪水演进模型，其中河道与湖区采用一维河网模型，分蓄洪区水流采用二维模型模拟。分别采用1996年及1998年水文资料对模型进行了率定和验证，取得了较好的结果。将模型模拟应用于荆江特大洪水调度，根据计算结果，启用荆江分洪区、虎西备蓄区、浣市扩大分洪区、人民大垸蓄洪区、洪湖分蓄洪区，且上百里洲扒口行洪时能确保荆江大堤安全。     

荆江河段与洞庭湖水系的采砂量计算分析

针对当前荆江河段和洞庭湖水系严峻的采砂形势,根据遥感影像和本地区历年水泥产量,采用体积计算公式、水泥产量估算法、采砂船只估算法这3种方法计算荆江河段和洞庭湖水系的年采砂量,并对3种计算结果的误差进行分析。结果表明:2015年荆江河段年采砂量约(2.6～3.0)×10⁷ t,近5 a的采砂量变化较小;洞庭湖区及湘资沅澧四水水系的年采砂量约1.3×10⁸ t,近3 a的采砂量变化较小。本计算结果对于定量估算荆江河段和洞庭湖水系的采砂量,加强采砂管理具有参考价值。     

荆江河段洪水过程云系关键影响区卫星亮温TBB相关场特征分析

尝试使用多种资料寻找对荆江河段洪水过程具有指示意义的天气预报关键区.首先应用1998年7月GMS TBB资料以及同时段NCEP日平均风场资料,对1998年长江大洪水第二阶段致洪暴雨期荆江河段及其周围地区天气形势进行了个例诊断分析.在分析中结合相关系数计算法,并对相关数据进行滤波处理,注意到:荆江河段上游存在着对该地区天气预报有指示意义的预报关键区(25°N附近,105°E-110°E).应用上述诊断方法对20世纪80年代以来近20年的GMS TBB资料以及1960年以来近40年的中国600个站月平均降水资料做了进一步的诊断分析,从气候角度进一步证实了该关键区的存在.     

三峡水库下游荆江河段推移质输沙率计算方法分析

根据荆江沙市水文站与监利水文站共380组次推移质输沙率与断面水力要素的实测资料,分析了推移质泥沙的输移特性,建立了推移质输沙率与流量之间的关系式,并利用实测资料对Engelund-Hansen和Einstein推移质输沙率公式进行了检验与修正。研究结果表明:荆江河段沙市站与监利站的实测推移质泥沙年输移量位于137~388万t之间,主要发生在汛期的5-10月,约占全年的75%,而且沙市站断面的年均输沙量小于监利站;推移质输沙率与流量的1.3511次方成正比,呈显著相关。Engelund-Hansen与Einstein公式直接用于计算荆江河段推移质输沙率均存在系统偏差,修正后的公式与实测资料吻合较好,呈高度相关,其中Einstein的修正公式相关度更高。研究成果可用于荆江河段推移质输沙量的计算与河床演变分析。     

三峡水库运用对荆江河道及三口分流影响研究

三口河道是分流荆江水沙入洞庭湖的通道,自20世纪50年代,受自然条件改变及人类活动的影响,三口河道不断衰退。三峡水库运用后,拦截了大部分上游来沙,改变了长江中下游水文泥沙情势,三口河道进入新的调整周期。本文基于水文泥沙实测资料,分析三峡水库运用后荆江和三口河道冲淤及分流变化规律。研究结果表明,三峡水库蓄水以来,由于三口河道与荆江河道均发生冲刷,三口分流能力尚未发生明显改变,近年长江径流量减小及流量过程的改变是三口分流分沙量减少的主要原因。     

荆江河段崩岸机理及多尺度模拟方法

三峡工程运用后,进入荆江河段的水沙条件大幅度改变,导致近期崩岸频繁发生,影响局部河段的河势稳定及河道防洪安全。荆江段河岸组成一般为上层黏性土、下层沙土的二元结构,在近岸水流冲刷及河道水位涨落过程中受多种因素作用而发生崩塌。以往崩岸模拟考虑因素少,且相关参数难以量化确定。将河流动力学与土力学结合,提出了荆江段河岸土体物理特性与抗剪、抗冲及抗拉强度三大力学特性的量化指标,建立了上、下荆江二元结构河岸稳定性的计算方法,揭示了坡脚冲刷、潜水位变化等因素对岸坡稳定性的影响;提出了河岸崩退过程的多尺度模拟方法,将崩岸力学模型与水沙数学模型耦合,不仅能模拟河道内水沙输移及床面冲淤过程,而且还能模拟不同二元结构河岸的崩退过程。将建立的模型应用于荆江河段典型断面、长河段及局部河段的崩岸过程模拟,计算结果与实测值总体符合较好。提出的多尺度模拟方法为荆江崩岸预测提供了理论与技术基础。