荆江-洞庭湖洪水演进模型的率定和应用

在建立了荆江-洞庭湖洪水演进模型的基础上,着重讨论了建模过程中有关断面资料处理、阻力问题和内外边界条件给定的问题。采用实测资料对模型进行率定与验证,并对荆江特大洪水进行模拟调度,结果表明,模型能很好地描述洪水在荆江-洞庭湖河网区演进过程,可用于各种防洪调度方案的模拟试验,预测各种调度方案实施效果,对荆江洞庭湖防洪规划具有重要现实意义。     

荆江-洞庭湖复杂河网洪水演进数学模型研究

荆江和洞庭湖构成了一个大型复杂河网系统,运用一维显式有限体积法建立了荆江-洞庭湖区洪水演进数学模型.分别采用1996年和1998年洪水对荆江-洞庭湖洪水演进数学模型进行了率定和验证,检验了模型用于江湖洪水演进过程模拟的可靠性.进一步将荆江和洞庭湖河网洪水演进数学模型与荆江分洪区平面二维洪水演进数学模型进行了嵌套,采用一、二维嵌套模型对江、湖和分洪区洪水演进过程进行了模拟,模型计算结果合理、符合实际物理过程.     

洞庭湖洪水预报决策支持系统

文章介绍了洞庭湖洪水预报决策支持系统的开发。该决策支持系统是建立在湖区入流与水位预报的水力学和水文学模型的基础上，考虑了堤垸的溃决和排涝的影响，并将入流过程输入水库调度模型和湖区二维水力学模型进行演算。该决策支持系统将应用于实时洪水预报和调度，同时也可作为规划和优化洪水管理措施的有用工具，并可提高防洪决策的效率，在堤垸溃决情况下尤其能体现其作用。     

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。     

三峡水库洪水调度对洞庭湖吞吐水量的影响

三峡水库中小洪水调度运用改变了长江中下游汛期的径流过程,这一方面使荆江三口分流入洞庭湖的水文边界条件发生了变化,另一方面也改变了长江对洞庭湖出流的顶托作用,导致洞庭湖的吞吐水量发生一定的变化,区域防洪形势也随之改变。以江湖河网水流数学模型为技术手段,以三峡入库与出库流量过程为边界条件,计算分析了三峡水库2009—2012年中小洪水调度对洞庭湖吞吐水量的影响。计算结果表明,三峡水库进行中小洪水调度期间,荆江三口分流量均有一定幅度的减少,长江干流及洞庭湖区水位均有所下降,洞庭湖的出流条件有所好转,能有效缓解荆江及洞庭湖区的防洪压力。     

洞庭湖洪水空间分布和运动特征分析

 鉴于目前仍缺少有关洪水涨落在湖泊中空间分布及其演进的运动特征研究,以1998年洞庭湖洪水事件为例,运用洞庭湖地区水系水动力学模型模拟成果,细致地分析了洞庭湖三大主要湖区的洪水分布形态和运动特征,并对江湖窜流形成进行了初步分析。模拟成果表明：洞庭湖具有“低水河相、高水湖相”的特征;其东、南两个湖区在高洪水位时期湖相特征突出,湖区流向单一,流速不大于0.2 m/s;西洞庭湖区由于各股水流交汇、不同的洪水组合以及出口的制约,致使湖区产生流态复杂、流向不一以及洪峰叠加等现象。       

遇特大型洪水荆江河段洪水演进特性实体模型试验研究

利用长江防洪实体模型进行了2002年10月地形条件下长江荆江河段遭遇“54年型”和“98年型”特大型洪水时的洪水演进特性实体模型试验研究。研究表明：试验条件下洪峰从枝城传播至监利需14～21 h,平均传播速度3.2～4.8 m/s。当遭遇“54年型”洪水且不考虑三峡水库调蓄时,各站试验洪峰水位与1954年实际洪水相比普遍升高,荆江面临极其严峻的防洪形势,沙市站洪峰水位超过堤防设计水位约 1.60 m,石首、监利和城陵矶等站超过设计堤顶高程达 0.4～1.23 m;考虑三峡水库调蓄后,各站试验洪峰水位较不考虑调蓄情况明显降低,防洪形势有明显缓解,但依然不容乐观,其中沙市站洪峰水位超过堤防设计水位0.30 m,莲花塘站超过设计堤顶高程0.28m。当遭遇“98年型”洪水且不考虑三峡水库调蓄时,各站试验洪峰水位与1998年实际洪水相比普遍升高,荆江防洪形势严峻,其中沙市、石首、监利和莲花塘站分别超出堤防设计水位达1.20,1.25,1.73,1.68 m。     

洞庭湖洪水及其出路问题

分析洞庭湖的洪水成因、湖区防洪能力、长江与洞庭湖关系的变化等问题,提出以抬高洞庭湖分洪控制水位和使用蓄洪区方式增加洞庭湖区蓄洪能力,解决洞庭湖洪水问题.     

长江上游与洞庭湖洪水遭遇规律研究

长江干流与支流洪水互相遭遇往往是形成长江流域特大洪水的原因之一。目前,长江三峡工程已经建成,该工程具有防洪、发电、航运、灌溉、供水和发展库区经济等巨大综合效益,特别是对中下游防洪安全有着特别重要的意义。为进一步优化三峡工程调度方案,充分发挥其巨大的防洪效益,本文从遭遇次数、遭遇时间、遭遇程度以及洪峰、洪量等角度,主要采用水文学分析法,重点研究了三峡以上的长江上游与洞庭湖不同量级的洪水遭遇规律。     

汾河干流临汾段洪水演进规律研究

利用山西省临汾市境内汾河各水文站20世纪50年代至2013年的洪水资料,对汾河义棠以下干流临汾段洪水演进规律进行了统计分析,选取无区间来水的历史洪水资料,分析上下游河段的洪峰流量相关关系,模拟出洪峰流量间的关系曲线,总结出不同流量量级的传播时间范围,以供今后洪水预报参考。     

Mathematical model for flood routing in Jingjiang River and Dongting Lake network

The main stream of the Yangtze River, Dongting Lake, and the river network in the Jingjiang reach of the Yangtze River constitute a complex water system. This paper develops a one-dimensional (1-D) mathematical model for flood routing in the river network of the Jingjiang River and Dongting Lake using the explicit finite volume method. Based on observed data during the flood periods in 1996 and 1998, the model was calibrated and validated, and the results show that the model is effective and has high accuracy. In addition, the one-dimensional mathematical model for the river network and the horizontal two-dimensional (2-D) mathematical model for the Jingjiang flood diversion area were coupled to simulate the flood process in the Jingjiang River, Dongting Lake, and the Jingjiang flood diversion area. The calculated results of the coupled model are consistent with the practical processes. Meanwhile, the results show that the flood diversion has significant effects on the decrease of the peak water level at the Shashi and Chenjiawan hydrological stations near the flood diversion gates, and the effect is more obvious in the downstream than in the upstream.     

荆江-洞庭湖河网水流数值模拟与分析

据荆江-洞庭湖水系1998年实际地形资料,对荆江-洞庭湖区进行河网概化处理,建立了荆江-洞庭湖河网数学模型;采用1998年7月2日～8月27日实测资料进行验证计算,并对荆江分洪区假定分洪的情况进行模拟.结果表明:模型计算值与实测值吻合较好,能模拟荆江分洪区启用对下荆江河段的分洪作用.对荆江-洞庭湖复杂边界条件的概化比较符合实际情况,可以模拟边界条件复杂的河网.     

荆江—洞庭湖水沙数学模型研究

在对复杂的荆江—洞庭湖水系进行概化的基础上，根据其中各节点和湖泊的实际情况，建立了对整个荆江—洞庭湖水系进行模拟计算的复杂河网水沙数学模型。采用1996年的相关资料进行了验证，结果表明，模型计算值与实测值吻合较好，说明本文对荆江—洞庭湖复杂边界条件的概化，特别是对湖泊调蓄作用的处理是比较符合实际情况的，模型可以模拟边界条件复杂的河网。运用该模型，可以计算出整个荆江—洞庭湖区域的洪水演进、泥沙淤积和河床变形情况，可供防洪调度以及江湖治理部门参考。     

荆江-洞庭湖河网泥沙数学模型研究

荆江-洞庭湖河网泥沙模型是准确描述江湖水沙输移规律的核心技术与基础.本文在河网水流三级解法基础上,借用河网水流分级解法的思想,结合汉点处沙量守恒方程与分沙模式,研究建立了荆江-洞庭湖河网非恒定泥沙模型;采用实测资料对模型进行了率定与验证,结果表明,模型能很好的反映荆江洞庭湖水沙输移规律,可用于三峡建库后坝下游水沙输移趋势预测研究.     

洞庭湖蓄滞洪区安全建设与生态环境可持续发展

洞庭湖作为我国最重要的淡水湿地生态系统之一,生态资源十分丰富,同时频繁的洪涝灾害给洞庭湖的生态环境造成很大的不利影响。分析了洞庭湖区主要生态环境问题,研究了洞庭湖蓄滞洪区安全建设对生态环境的影响。蓄滞洪区的建设对环境的影响主要为建设期和运行期,建设期的影响表现在为局部性、短期性,运行期的影响主要表现为正面影响。并在分析研究的基础上初步提出了科学利用洪水资源,促进湖区生态环境可持续发展的措施和方法。     

荆江与洞庭湖水沙关系演变及对城螺河段水情影响分析

长江荆江段通过荆江三口与洞庭湖相连。洞庭湖除通过三口接纳长江的水沙以外，还承接本流域湘、资、沅、澧四水的水沙，然后经七里山至城陵矶汇入长江，由此构成了复杂的江湖关系。１９６７～１９７２年下荆江３处裁弯取直工程后，江湖关系发生了变化。根据１９５９～１９９１年的水沙实测资料，对三口的过水量和沙量，洞庭湖的淤积，洞庭湖出口城陵矶至螺山河段的过水面积、水面比降进行了分析，阐述了荆江裁弯取直以后江湖关系的变化。     

荆江与洞庭湖汇流区演变分析

 对荆江与洞庭湖汇流区的水沙过程变化及河道演变等进行了分析，认为其主要的影响因素是江湖关系的调整变化、洞庭湖人工围垦和泥沙淤积、江湖汇流区下游河道变化以及上游来水来沙变化等。可供江、 湖治理和三峡枢纽下游河道可能发生的演变及工程措施的研究参考。     

洞庭湖区澧南垸洪水风险分析

在充分利用已有工作基础成果的同时,进一步收集各种水文、水力及防洪工程特性的有关资料,根据澧水干流、蓄洪区的地形和调查洪水资料,通过分析计算,确定发生分、滞、蓄洪时或各频率洪水时的可能淹没的区域、水深、历时等信息,形成防洪风险工作图,利用MS SQL Server数据库软件系统进行数据管理,在ArcGIS信息平台上实现风险图的信息查询和数值化。