1998年长江中游干流高水位成因分析

１９９８年长江发生了一次全流域性大洪水，中游干流河段普遍超过或接近有记录的历史最高水位，形成高洪水位的基本原因有洪水峰高量大，分洪溃口少，江湖槽蓄容量减小，江湖关系改变及水位流量关系的变化及河道冲淤等影响因素，对螺山站各种影响因素的定量分析得出，１９９８年螺山站出现的创历史最高洪水位９较１９５４年最高洪水位高出１．７８ｍ）的主要原因是；（１）１９５４年受分洪，溃口影响同水位流量反常加大和１９９８年     

1996,1954年长江螺山站洪水差异分析

与1954年洪水量相比，1996年长江中游来水量小于1954年，但中游关键控制站螺山站水位却较1954年洪水位高出1m，且超过历史最高水位，究其主要影响因素有分洪溃口、洞庭湖淤积围垦减容、螺山站洪峰水面比降变化等。     

一维河网嵌套二维洪水演进数学模型应用研究

建立了一维河网嵌套平面二维洪水演进数学模型,并以长江干流螺山－汉口河段和汉江支流东荆河水系作为应用对象,对该地区分蓄洪区调度方案进行模拟。对东荆河分洪民垸、杜家台分蓄洪区等实施分洪后汉江、长江干流洪水位变化和各分洪区进洪后洪水演进、淹没过程进行了初步模拟。结果表明,分洪对降低距分洪闸较近的分洪口门河道水位最为明显,对下游水位也有较明显的降低效果,但对上游水位影响较小,同时也表明模型构建合理、运用方便、稳定性好,符合实际物理过程,具备推广应用价值。     

1998年长江城陵矶——螺山河段高水成因分析

１９９８年长江发生全流域性大洪水，中游干流河段普遍超过或接近历史最高水位，以城陵矶－螺山河段尤为严重。产生城陵矶－螺山河段高位洪水的主要原因有洪水峰量大，分洪溃口减少，槽蓄容量小，荆江裁弯及河势调整，洪水恶劣组合，水情特殊等６种因素。河段局部淤积使洪水水位的抬高影响有限，并不是１９９８年该段洪水水位偏高的主要原因。此外通过对螺山河段各种影响因素的定量分析，给出了各种因素影响螺山水位的变化范围，可供     

长江城陵矶─—汉口河段的冲淤变化及影响分析

通过对长江中游城陵矶至汉口河段冲淤变化的分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤积量，以及河段冲淤量在时间和空间上的分布规律。最后通过河段冲淤对螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位抬高的影响程度，为弄清长江１９９８ 年洪水水位偏高的原因提出了参考意见     

1998年长江城陵矶─—螺山河段高水成因分析

１９９８ 年长江发生全流域性大洪水，中游干流河段普遍超过或接近历史最高水位，以城陵矶—螺山河段尤为严重。产生城陵矶—螺山河段高位洪水的主要原因有洪水峰量大、分洪溃口减少、槽蓄容量小、荆江裁弯及河势调整、洪水恶劣组合、水情特殊等６ 种因素。河段局部淤积使洪水水位的抬高影响有限，并不是１９９８ 年该段洪水水位偏高的主要原因。此外通过对螺山河段各种影响因素的定量分析，给出了各种因素影响螺山水位的变化范围，可供长江中下游防洪规划参考     

长江城陵矶——汉口河段的冲淤变化及影响分析

通过对长江中游城陵矶至汉口河段冲淤变化的分析，得出了城陵矶至汉口河段在平滩及枯水河槽的多年淤一，以及河段冲淤量在时间和空间上的分布规律，最后通过河段冲淤对螺山水文站水位流量关系的影响研究，探讨了河段冲淤对长江中游干流洪水水位抬高的影响程度，为弄清长江１９９８年洪水水位偏高的原因提出了参考意见。     

长江螺山站高水位流量关系和城陵矶（莲花塘）控制水位的研究

螺山站高水位流量关系是确定长江城陵矶（莲花糖）控制水位的基本依据，从基本的河道水力学规律出发，考虑涨落率修正、瞬时比降修正，计算各时段点的代表性比降，和相应糙率，求出均值，根据断面资料，得出高水位的稳定流曲线，并以各日流量转化的稳定流点，进行验证，精度很好，分析了河段区间流量对螺山站稳定流量的影响。阐明了螺山站稳定流量的变化情况和趋势，推求了各次大洪水的超额洪量，计算出莲花糖以上的总入流，根据现今的湖区及槽蓄容积进行洪水演进，计算1954年特大洪水的超额洪量，并分析节三峡水库拦洪后对长江中下游超额水量的影响；对莲花塘不同防洪控制水位进行了技术经济分析和评价，提出了抬高控制水位的具体建议。     

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。     

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。     

三峡船闸末级泄水阀门振动水弹性模型研究

 三峡船闸末级泄水阀门下接1 350 m涵管,用全水弹性模型对其振动问题开展了试验研究,采用模态分析方法确定了阀门结构的自振频率和振型,在流激振动试验中模拟了阀门正常运行工况和多种事故关门工况,测量了阀门振动加速度、脉动压力、吊杆应力。研究结果表明：在2 min匀速开门或匀速关门正常工况,阀门振动加速度均方根值一般小于5.0cm/s2,仅在小于0.1开度时达到25.37cm/s2;双边4 min事故关门中阀门振动加速度均方根值达22.57 cm/s2;单边事故关门,阀门振动比双边事故关门时的值大1倍左右,关门速度越快,振动越大。由于设计的动水关门速度较慢和检修门井的调压作用,阀门在试验条件下事故关门未发生有害水击现象,与同类阀门比较,该阀门的振动不会危害其安全运行。     

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。     

DFT型水轮机调速器机械液压随动系统技术研究

 传统的中小型机械液压水轮机调速器液压随动系统机械杆系多，油、管路复杂，成本及整机故障率高。针对这些不足，采用丝杆机构取代传统杆系，用控制滑阀取代主配压阀，减少传递环节，使系统结构更加简单合理。改进后系统转速死区ix≤0.08%，静态特性曲线线性度误差ε＜5%；随动系统不准确度ia＜1.5%；自动空载3 min转速摆动相对值Δx≤±0.25%，接力器不动时间Tq＜0.2 s，甩100%负荷，过渡过程超过3%额定转速的波峰N＜2，调节时间T＜40 s，且系统操作简单，维护、保养方便，运行寿命延长，可靠度提高。     

折线型实用堰过流能力研究

折线型实用堰作为低堰应用于中小型水利工程。通过整理前人研究成果,以及对实测试验资料进行分析,提出了折线型实用堰的界限范围：0.67＜δ/H≤1.5～2.0,且0.5≤P/H,给出了自由泄流时流量系数的计算公式。     

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。     

荆江三口分流能力变化分析

三峡水库蓄水前,荆江三口洪道逐渐淤积萎缩,分流比沿时程减小;三峡水库蓄水运行后,三口洪道发生了普遍冲刷,导致分流能力发生变化。为进一步了解其演变趋势,以便实施合理的综合整治,利用水沙数据、河道地形资料及已有的研究成果,探讨了影响三口分流能力的主要因素。分析结果表明,荆江三口分流总体呈现逐渐减小趋势,在三峡水库蓄水初期高水分流能力有所增强。     

江湖关系变化条件下洞庭湖区撇洪工程对策研究

撇洪工程为洞庭湖区特别是四水尾闾地区重要的排涝设施之一。由于受江湖关系的变化和人类活动的影响,长江三口以及洞庭湖区泥沙淤积严重,导致洞庭湖区同流量下洪水位抬高、高洪水位持续时间延长;致使洞庭湖区撇洪工程自流外排机会减少、运行效率降低,撇洪河堤险情频繁出现,严重影响到了撇洪工程的运行安全。西洞庭湖区的常德市冲柳高水撇洪工程在洞庭湖区撇洪工程中具有一定的代表性,以该撇洪工程为实例,通过对比不同年代(20世纪70年代和21世纪初)的江湖关系变化条件下的撇洪工程运行效果,对其撇洪效果产生差异的原因进行了分析研究。根据分析结果,提出了适宜的应对措施及方案,即在撇洪工程出口处配套建设排涝泵站,同时,对该改造方案的排涝效果进行了论证和评估。研究成果可对类似地区排涝工程的规划设计提供借鉴和指导。     

东洞庭湖秋季氮磷营养盐结构及水华风险分析

以东洞庭湖区小型入湖河流、主洪道、主湖体为研究区域,于2016年9月分别设置12个代表断面进行氮、磷营养盐等环境因子及浮游植物调查。通过对氮磷营养盐形态结构、浮游植物群落结构及环境因子与浮游植物的RDA典范对应分析,探讨了秋季东洞庭湖蓝藻水华发生的风险水平。结果表明:(1)东洞庭湖ρ_(TN)为0.96~1.86 mg/L,平均1.58 mg/L,ρ_(TP)为0.065~0.137 mg/L,平均0.101 mg/L,其中入湖河流的ρ_(TN)、ρ_(TP)最低。水体氮磷以溶解态为主,ρ_(DTN)/ρ_(TN)为88.5%,ρ_(DTP)/ρ_(TP)为56.0%,其中ρ_(DIN)/ρ_(DTN)为75.4%,ρ_(PO34--P)/ρ_(DTP)为80.5%,ρ_(TN)/ρ_(TP)为16.9;其中东洞庭湖藻密度为9×10~4~325.2×10~4个/L,平均72.6×10~4个/L。(2)空间分布上,主湖体藻密度高于主洪道,主洪道及主湖体大部分水域优势属种为硅藻门的直链藻(Melosira sp.),其中主湖体北部尾部水域大小西湖发生了蓝藻水华,其优势属种为蓝藻门的颤藻(Oscillatoria sp.)、鱼腥藻(Anabeana sp.)。(3)RDA分析表明TP与流速是影响东洞庭湖水体蓝藻生长的主要环境因子,其它环境因子也有一定的影响。(4)主洪道、主湖体已轻度富营养,秋季藕池河断流时段,主湖体发生蓝藻水华的风险较大,尤其大小西湖水域爆发蓝藻水华的风险极大,主洪道由于水体较为浑浊,流速较大,对藻类生长有抑制作用,发生蓝藻水华的风险较小。     

长江上游防洪体系对1954年洪水的防洪作用研究

长江上游洪水是形成全流域洪水的重要来源。根据长江流域综合利用规划及防洪规划的总体部署,以三峡水库为核心的长江上游控制性水库群陆续建成并投入运行,对长江中下游的防洪形势带来了明显的改善。以年度长江流域上游水库群的联合调度方案和《长江防御洪水方案》批复的水库运用原则和方式为基础,对在现有防洪工程体系下应对1954年洪水的流域防洪形势的变化情况进行了分析。研究结果表明,长江上游水库群的联合防洪可以有效减轻三峡水库的防洪压力,对比无水库调度时,大幅度地减少了中下游地区的超额洪量约200亿m3,能有效地保证长江中下游河道的行洪安全。     

Influence of Sediment Transport on Water Levels in the Middle Yangtze River

Abstract

In this paper, sediment transport and deposition variety in the Yangtze River and Dongting Lake regions are comprehensively analyzed based on field data. The study shows that the gradual decrease of diversion ratio of water and sediment from the Yangtze River to the Dongting Lake is not only the primary cause of the decrease of sediment deposition in the Dongting Lake and the increase from Luoshan to Hankou reach, but also the primary cause of the elevated water levels in the Yangtze River, as well as decreasing flood regulation capacity in the Dongting Lake region. Thus the strategy of reduction and prevention of flood disasters is to deposit more sediment in the lake area, dredge the river channel, and reinforce dikes along the Yangtze River