CRFPDP模型在荆江河段的应用

长江荆江河段共有７个预报站：枝城、沙市、新厂、石首、监利、城陵矶、螺山站。其中螺山站，新厂站需要预报流量，除新厂站以外其余各站，均以水位作为预报对象。对上述７站ＣＲＦＰＤＰ预报模型参数进行了率．定，同时还研制了ＣＲＦＰＤＰ模型汇流部分的通用运行程序以安装到洪水预报系统中使用。     

下荆江七弓岭弯道裁弯的水情效应研究

三峡水库蓄水运用以来，下荆江七弓岭弯道段出现凸岸侧冲刷、凹岸侧淤积的现象，八姓洲狭颈宽度因崩岸缩短，存在裁弯的风险。基于原型观测资料，分析七弓岭弯道裁弯具体位置，设计裁弯新河道，建立长江中游-洞庭湖一二维耦合非恒定流模型，评估典型工况下七弓岭弯道裁弯带来的水情效应。结果表明，七弓岭弯道裁弯将造成汛期高洪水位下城陵矶水位升高0.03～0.04 m,枯期藕池口分流比减少0.09%、断流天数增加5 d,监利站月均水位下降0.04～0.11 m、七里山站月均水位上升0.01～0.04 m等影响。研究成果可为判断城陵矶附近防洪形势及提出相关应急预案提供技术支撑，对保障区域防洪安全及江湖汇流段治理和防护具有参考价值。     

1960-2015年洞庭湖水资源演变特征分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖,也是长江流域重要的调蓄湖泊。由于受下垫面变化、人类活动和气候变化等的影响,洞庭湖流量、水位呈现新的变化趋势,研究洞庭湖水资源演变特征可为洞庭湖保护提供依据。采用Mann-Kendall突变检验方法对洞庭湖出口控制水文站城陵矶（七里山）及长江干流水文站枝城站、螺山站的1960-2015年流量、水位的年际和年内变化趋势进行分析。结果表明：洞庭湖上游长江枝城站在2000年以前径流量变化不大,但从2001年起呈现下降的趋势,水位呈现先上升后下降的趋势,洞庭湖出口城陵矶（七里山）站整体径流量呈现下降的趋势,而平均水位呈现上升的趋势,洞庭湖下游长江螺山站径流量整体上变化不显著,平均水位则呈现上升的趋势;三峡枢纽运行后,3个水文站汛期（4-10月）的径流量和水位均呈现下降趋势,枯水期（1-3月）则出现水位上升趋势;长江上水利工程尤其是三峡工程的修建,对洞庭湖水资源的调节影响明显。     

长江中游城陵矶等4站1996年与1954年洪水比较分析

根据长江中游城陵矶、莲花塘、螺山、汉口４站原型观测资料，采用综合落差法、分析“９６．７”与“５４．８”两次洪水时该４站水位流量关系的变化，以便为抗洪抢险、防洪规划、水文测报、江湖治理等提供科学依据。     

长江中游监利段近10年水位流量响应关系新特点

为了掌握三峡水库试验性蓄水以后长江监利河段水位流量响应关系新特点,以监利水文站为代表,采用数理统计、影响因素相关分析等方法进行了研究。结果表明:三峡水库蓄水后,尤其是试验性蓄水后监利河段河床冲刷,同水位过水面积增加,但监利站水位流量关系随断面冲淤调整的特征与下荆江裁弯及三峡水库蓄水初期河床冲刷引起的水位流量关系变化特征有较大不同。下荆江裁弯引起监利站各流量级相应水位降低0.62～0.95 m;蓄水初期(2003～2008年),监利站实测流量点群中心线同流量对应水位比蓄水前有所下降。试验性蓄水期(2009～2018年),同流量对应水位仅在枯水期有明显降低,随着流量级增加,水位降低幅度逐渐减小,当流量超过平滩流量,对应水位基本无变化。水面比降是监利段水位流量关系的主要影响因素,河床冲刷是次要影响因素;该河段水位流量特征的变化受洞庭湖出流顶托影响不明显。     

水位推算流量数学模型的研究

利用水情变化复杂的城陵矶（七里山）水文站的实测流量又有关的水位数据，研究建立了水位推算流量的新型数学模型与计算机算法，并采用Ｃ语言编制了一个水位推算流量数学模型的参数拟合通用程序。利用城陵矶站１９７６￣１９９３年间的连续测验数据对模型与算法进行验证的结果表明，模型具有较好的计算精度。用通用程序处理位于长江干流的螺山水文站的测验数据后也获得了很好的计算精度，这说明它具有在各类水文测站推广应用的价值。     

基于综合落差指数法的监利（二）站水位流量关系单值化分析

监利(二)水文站位于监利河段,是长江中下游重要控制站。水位-流量关系主要受洪水涨落、断面冲淤、洞庭湖回水顶托等影响,水位-流量关系复杂,多为变形的绳套关系曲线,流量测次较多。选取2010～2017年监利(二)站实测水位和流量资料,选用新厂(二)和广兴洲水位站作为落差辅助站,采用综合落差指数法开展水位-流量关系单值化分析,将落差系数设为落差和监利(二)站水位的函数,并采用试错法确定落差指数。结果表明,水位-流量关系单值化分析结果较好,满足现行水文整编规范要求。     

2020年长江螺山站水位流量关系分析

螺山水文站的水位流量关系是制定长江中下游地区超额洪量分配和防洪总体方案的重要依据,但由于螺山站独特的地理位置而导致其水位流量关系受多种因素的影响。在研究螺山站行洪能力时,往往需要先区分和消除其特殊水力要素的影响,将不同水力条件下的实测流量成果改正至同一水力条件,然后再来研究其行洪能力的变化特征。为此,根据1954～2020年间大水年的实测资料,分析了2020年螺山站水位流量关系的特点;基于分析结果,研究了该站的主要影响因素及其变化规律。研究结果表明：(1) 2020年,螺山站的水位流量关系受下游洪水顶托的影响,同流量条件下水位偏高,与1998年和2016年的情况类似,但整体变幅仍在1998年和2016年等大水年的变化范围内。(2)近年来,螺山站的水位流量关系在年内和年际间随洪水特性的不同而上下摆动,但无趋势性变化。(3)城陵矶河段的行洪能力尚无明显变化。     

荆江河段地形变化对洞庭湖水文情势的影响

基于实测数据分析了荆江河段冲淤变化特征,采用数值模拟方法定量分析了三峡水库建库前后荆江河段地形变化对2008—2018年8—11月洞庭湖水文情势的影响。结果表明:荆江河道地形变化导致洞庭湖区8—11月水位下降,地形变化对洞庭湖区水位的影响程度随着与城陵矶距离增加而减弱;荆江河段和三口洪道冲刷下切削弱了长江与洞庭湖的水力联系,导致同样来水条件下荆南四河入湖和城陵矶出湖水量减少,从而间接降低了洞庭湖的调蓄能力;在枝城站来水一定的条件下,荆南四河分流量减少导致沙市—螺山河段的流量增加,同流量下螺山站中低水水位有一定的抬高。     

长江上游梯级水库群应急调度下荆江河段特殊水情分析

近几年来,荆江河段多次出现特殊水情,改变了测站水流特性,加大了水文测验工作量。重点分析了2015年"东方之星"客轮翻沉事件抢险中三峡水库应急调度对监利站水位流量变化、2017年"长江1号洪水"对荆江河段的影响及测站水位流量关系的变化。分析表明,特殊水情影响了测站的水流特性和区间的水量交换规律,导致水位流量关系线型异常。由于气候变化、三峡水库应急调度、生态调度及洞庭湖洪水顶托等影响,荆江河段特殊水情还有可能发生,甚至成为一种常态,因此提前做好应急监测方案至关重要。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。     

桥梁对水流的影响分析

根据哈尔滨水文水资源勘测总站实测水下地图及水文资料,针对桥梁上、下游浅滩变化,分析桥梁对水流的影响。     

重力坝加高结合部位粘结性能试验研究

针对水库重力式大坝加高加固问题进行试验研究,对后帮式、前帮式、外包式以及戴帽式加高方式建立实验模型评价新旧混凝土结合面的粘结性能。抗折强度试验和微观电镜试验结果表明,四种类型的加高方式,外包式的结合面最大,抗折强度最高,粘结性能最强。采用水泥砂浆处理后增多了结合面的纤维状C-S-H凝胶,增强了新旧混凝土之间的粘结性能,合理的加固方式加上结合面处理有利于提高坝体的安全性能。     

小浪底地下厂房围岩稳定计算地质模型的研究

根据工程勘探资料,在分析小浪底枢纽地下厂房区主要结构面的分布规律及其特征的基础上,建立了几何传真概化地质模型,并采用不连续介质有限元离散化计算模型,模拟计算地下厂房围岩的应力应变。计算结果表明,所建立的概化地质模型符合实际地质状况,计算的应力分布与实测的变形特征相吻合,这与目前按常用的其它模型及连续介质计算的结果有明显不同。     

船闸输水廊道门楣研究

门楣通气措施不仅可以消除阀门顶缝空化,而且可以抑制阀门底缘空化。通过对门楣缝隙比和掺气坎长度的研究,得到其临界条件和通气量大小,从而确定较优的缝隙比和掺气坎长度。     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。