长江中游螺山站水位流量关系分析

螺山水文站是长江中游河段的重要控制测站,通过分析不同因素影响下螺山水文站水位流量关系及其变化规律,得出了螺山站水位流量关系多年基本稳定的原因。计算了螺山水文站在裁弯前后因河床淤积导致水位流量关系抬高的程度。为消除洪水涨落率、变动回水和断面冲淤的综合影响,提出了螺山站不同水位级下的水位流量关系,对于洪水期水文预报以及超额洪量分配与调度,具有重要的参考价值。     

螺山站水位流量关系变化分析

在分析影响螺山站水位流量关系各种因素的基础上，提出了各种因素之间一定的互补作用是导致螺山站水位流量关系多年基本稳定的原因之一的基本观点。通过建立的螺山站流量模型，计算了螺山水文站在裁弯前后因河床淤积导致水位流量关系抬高的程度，进而给出了近年来螺山站水位流量关系的变化规律，为分析１９９８ 年洪水成因提供了基础     

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。     

螺山站水位流量关系变化分析

本文在分析影响螺山站水位流量关系各种因素的项目，提出了各种因素之间有一定的互补作用，是导致螺山站水位流量关系多年基本稳定的原因之一这一基本观点。     

宜昌至沙市段水位流量关系变化及影响因素分析

长江中游河段水位流量关系受多种因素的综合影响,呈现出较为复杂和不规律的特点。研究了洪水涨落率、来水顶托和水库调度等因素对水位流量关系的影响。根据实测资料,对宜昌站、枝城站和沙市站的水位流量关系变化进行分析,并讨论了沿程水位下降趋势和比降的变化规律。结果表明,洪水涨落率是控制各站水位流量关系曲线的主要影响因素,来水顶托和水库调节仅对水位流量关系曲线产生局部影响。宜昌至枝城段和枝城至沙市段的水位和比降变化规律恰好相反。研究成果对水文预报、水文资料整编、水文分析计算和河演分析工作具有较大参考价值。     

无水文资料中小河流的设计洪水水位计算方法

通过外业测量得到河床比降及大断面数据,洪水期水面比降参照河床比降资料及区域水文站资料,糙率参照区域水文站的糙率资料,根据曼宁公式绘制水位流量关系曲线,通过合适的计算方法确定设计洪水的流量,查水位流量关系曲线确定设计洪水水位.     

长江中游螺山站'98洪水位偏高原因分析计算

 长江中游螺山站1998年洪水实测洪峰水位比1954年洪水实测洪峰水位偏高1.78 m，经综合分析认为主要有洪水特性差异、54洪水分洪影响、洞庭湖分汇流变化影响、长江干流河道变化影响4个方面的原因。为研究各影响因素对螺山站98洪峰水位偏高的影响程度，建立了一套适用于长江中游河道的洪水演进水动力学数学模型，在“81.7”洪水和98洪水复演计算的基础上，进行了54洪水还原、98洪水演进和54洪水演进计算。计算成果分析表明：由于54洪水分洪使得螺山站54洪峰水位降低了0.83 m（即相当于使得98洪峰水位抬高了0.83 m），洞庭湖分汇流和长江干流河道变化联合影响引起的螺山站98洪峰水位抬高值为0.74～0.84 m，而仅长江干流河道变化引起的螺山站98洪峰水位抬高值为0.33～0.36 m。     

螺山站水位流量关系变化研究

螺山站处在长江中游防洪形势最为险恶的河段，其水位流量关系的变化事关防汛大局。根据1954至1999年间的16个高洪典型年的长系列实测水位流量资料，采用单值化水位流量关系曲线和非恒定流水位流量关系模型的比较，对螺山站水位流量关系的变化进行分析。综合分析结果表明：下荆江系统裁弯后，螺山水位流量关系逐渐左移，同流量下水位逐渐抬高，螺山断面的泄流能力已发生显著变化。     

水位流量关系分析中落差指数的直接解算方法

受洪水涨落和回水顶托影响的水位流量关系一般为复杂的时序型绳套曲线，通常可用落差指数法作单值化处理。但由于落差指数法需经反复试算，给电算带来不便。本文提出了落差指数直接解算的数学模型，并应用于长江中游螺山站的水位流量关系分析。     

水位流量关系分析中落差指数直接解算方法及其应用

受洪水涨落和回水顶托影响的水位流量关系一般为复杂的时序型绳套曲线，通常可用落差指数法作单值化处理，但由于落差指数法需经反复试算，给电算带来不便，提出了落差指数直接解算的数学模型，并应用于长江中游螺山站的水位流量关系分析。     

长江2017年第1号洪水莲花塘站洪水预报分析

“长江2017年第1号洪水”为长江中游区域性大洪水,面对严峻的防洪形势,长江上中游水库群实施联合防洪调度,三峡水库出库流量由27 300 m³/s逐步减至8 000 m³/s,为有史以来最大幅度补偿调度,确保了莲花塘站水位不超过分洪水位。在此期间,莲花塘站洪水预报是决定水库群联合调度启用时机及调度成败的关键因素之一。通过介绍莲花塘站洪水预报方法,分析了2017年长江第1号洪水中莲花塘站洪水预报的成果及误差成因,总结了莲花塘站洪水预报的关键点及难点,从而进一步为防汛决策提供更有力更科学的技术保障。     

2017年汛期三峡水库城陵矶防洪补偿调度影响分析

2017年6月下旬至7月初,长江中下游连续发生两次强降雨过程,7月1日长江形成2017年第1号洪水,长江中下游干流莲花塘以下江段及洞庭湖、鄱阳湖水位全线超警,发生了中游型大洪水。为减轻长江中下游防洪压力,避免莲花塘站超保证水位,7月1～3日,对三峡水库进行了城陵矶防洪补偿调度,将出库流量由27 300 m3/s减至8 000 m3/s。对2017年汛期三峡水库对城陵矶进行防洪补偿调度后,水库泥沙淤积、荆江三口分流、坝下游河道冲淤与崩岸以及长江中下游洲滩淹没等影响进行了分析。结果表明,调度实施后,显著减轻了洞庭湖区及长江中下游干流的防洪压力,有力保障了长江中下游的防洪安全。研究成果可为三峡水库制定科学调度方案、进一步发挥三峡工程综合效益提供支撑。     

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。     

长江中游洪水位变化初探

 通过资料分析，弄清了长江中下游洪水位增高的范围仅限于荆江河段及城陵矶、螺山一带。研究了洪水位增高机理，认为近代长江一些河段洪水位增高的主要原因是人类活动的影响。因此，规范人类对河道的治理开发行为，控制人类活动对河道的影响，是抑制洪水位上涨的重要措施。     

基于神经网络理论的河道水情预报模型

河道水流运动过程特别是洪水演进过程是一个复杂的非线性动力学过程，鉴于神经网络具有很强的处理大规模复杂非线性动力学系统的能力，本文将神经网络理论用于河道水情预报的研究，以期识别水流运动变化过程与其影响因子之间的复杂非线性关系，为河道水情预报提供了一条新的途径。在此基础上建立了螺山站洪水预报的非线性动力学模型，通过分析研究得出近年来特别是1998年长江中游出现的小流量高水位现象与螺山汉口河段累计淤积有关，并得到螺山站水位变化与河床淤积之间的定量关系。     

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。     

近期南京潮水位站高流量级下水位流量特性研究

三峡工程运行已有十余年,大通水文站流量、径流量资料统计表明,三峡水库蓄水以来汛期平均最大流量减小8.4%,年径流量减小5.0%;南京潮水位站资料表明,三峡水库蓄水以来年最高平均水位降低了12cm,水位相对降低幅度明显小于流量降低幅度,南京潮水位站高流量下水位与流量关系出现倒挂。通过对1950年以来南京潮水位站的日平均最高水位、日平均最大流量及年径流量的变化进行统计分析,发现平滩流量以上南京潮水位站水位发生趋势性壅高,幅度为2.65 cm。南京潮水位站流量及径流量数据为同步大通水文站数据考虑区间支流入汇及积水面积增加所得,分析结果可为南京市防洪安全、水资源开发利用提供依据。     

Advantages of a mobile LSPIV method for measuring flood discharges and improving stage–discharge curves

This paper investigates the potential of fast flood discharge measurements conducted with a mobile LSPIV device. LSPIV discharge measurements were performed during two hydrological events on the Arc River, a gravel-bed river in the French Alps: a flood greater than the 10-year return period flood in May, 2008, and a reservoir flushing release in June, 2009. The mobile LSPIV device consists of a telescopic mast with a remotely controlled platform equipped with a video camera. The digital video camera acquired sequences of images of the surface flow velocities. Ground Reference Points (GRPs) were positioned using a total station, for further geometrical correction of the images. During the flood peak, surface flow velocities up to 7 m/s and large floating objects prevented any kind of intrusive flow measurements. For the computation of discharge, the velocity coefficient was derived from available vertical velocity profiles measured by current meter. The obtained value range (0.72–0.79) is consistent with previous observations at this site and smaller than the usual default value (0.85) or values observed for deeper river sections (0.90 typically). Practical recommendations are drawn. Estimating stream discharge in high flow conditions from LSPIV measurements entails a complex measurement process since many parameters (water level, surface velocities, bathymetry, velocity coefficient, etc.) are affected by uncertainties and can change during the experiment. Sensitivity tests, comparisons and theoretical considerations are reported to assess the dominant sources of error in such measurements. The multiplicative error induced by the velocity coefficient was confirmed to be a major source of error compared with estimated errors due to water level uncertainty, free-surface deformations, number of image pairs, absence or presence of artificial tracers, and cross-section bathymetry profiles. All these errors are estimated to range from 1% to 5% whereas the velocity coefficient variability may be 10%–15% according to the site and the flow characteristics. The analysis of 36 LSPIV sequences during both events allowed the assessment of the flood discharges with an overall uncertainty less than 10%. A simple hydraulic law based on the geometry of the three sills of the Pontamafrey gauging station was proposed instead of the existing curve that is fitted on available gauging data. The high flow LSPIV discharge measurements indicated that this new curve is more accurate for high discharges since they are evenly distributed in a ±10% interval around it. These results demonstrate the interest of the remote stream gauging techniques together with hydraulic analysis for improving stage–discharge relationships and reducing uncertainties associated with fast flood discharges.     

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。     

潼关高程变化及其对渭河下游淤积的影响

三门峡水库1960年投入运用之后，经过两次改建和三次运用方式的调整，不仅发挥了较大的防洪、防凌效益，也为多沙河流上修建水库长期保持兴利库容创造了丰富的经验。但水库运用也给库区造成了一系列问题。作者对水库运用以来潼关高程变化和渭河下游冲淤演变进行了分析，认为建库初期蓄水、滞洪运用是渭河下游产生严重淤积的根本原因，1991年以来渭河下游的淤积主要受水沙条件影响，潼关高程的居高不下使问题更加严重。