淮河蚌埠以下河道疏浚对降低洪水位的可行性及长效性研究

目前淮河中游洪涝灾害仍然严重,为了减轻灾害损失,迫切需要找到更加有效的治理措施。疏浚虽然是一种常用河道治理措施,可以理顺河势,降低洪水位,但是由于担心疏浚后回淤,效果不能维持,一直没有作为主要措施在淮河治理中使用。为此,首先从研究淮河中游河道演变规律出发,量化第二造床流量,揭示第二造床流量与平滩流量关系的机理,探寻淮河治理的新方法,为采用河道大规模疏浚来降低洪水位提供理论依据。然后采用非均匀不平衡输沙数学模型就上段疏浚、下段疏浚以及全河段疏浚对降低淮河干流洪水位的效果以及长期维持情况进行了计算研究。研究结果表明,长距离河道疏浚不仅能够大幅度地降低干流河道的洪水位,而且不会发生明显回淤,疏浚效果可以长期保留,为淮河的洪涝灾害治理提供了新思路和新措施。     

黑龙江孙吴江段岸滩防护治理数学模型计算分析

黑龙江孙吴江段受水流剧烈冲刷严重危害沿岸安全。通过构建孙吴江段三维非结构网格水流泥沙数值模型，研究不同频率洪水条件下，孙吴江段岸滩防护工程对水力特性的影响，预测江段冲淤演变趋势及其防护前后的变化。研究结果表明，防护工程对孙吴江段水位与流速的影响随着洪水流量的增加而减小，二十年一遇洪水条件下，防护工程附近区域水位抬升普遍不超过2 cm,主河道内流速变化不超过0.1 m/s。修建防护工程后，孙吴江段内的中方滩、岛边岸受到保护的位置稳定性更好，综合治理技术发挥了明显的防护作用。     

三峡水库运用后荆南三口分流演变规律及驱动因子

荆南三口是江湖关系变化的核心，其分流规律变化会对三峡大坝下游江湖关系造成影响，因此需对不断演变的荆南三口分流变化规律及其驱动因子进行量化研究。本文基于1991—2020年的实测资料，通过回归分析与基于Tensorflow搭建的人工神经网络(ANN)模型，探究了三峡水库及上游水库群调蓄、荆南三口河道与干流不对等冲刷等驱动因子对三口分流变化规律的影响。分析结果表明：三峡水库蓄水运用前后，荆南三口分流量发生了较大变化，2003—2020年多年平均分流量比1991—2002年减少约20%，二者相差124.4亿m³。进一步对荆南三口分流演变的驱动因子进行探究，三口洪道和荆江不对等冲刷对三口分流量的影响为主要因素，约为75.7亿m³/a;其次是三峡水库调蓄作用的影响，约为28.6亿m³/a;而径流变化及三峡上游梯级水库群调蓄等因素对三口分流量的影响约为20.1亿m³/a。2003年三峡水库蓄水运用后，水库调节径流和不对等冲刷在三口分流演变的驱动因子中占主导地位，应持续优化三峡水库及其上游梯级水库群联合调度，采取疏、挖等措施，增加三口分流量，以维系江湖关系。