三峡建库后荆江河段河床形态变化

分析了三峡建库后下泄水沙条件的变化，预估了荆江河段横断面的发展趋势，指明了荆江河段在下切的同时仍维持现在的弯曲与蜿蜒河型。     

三峡建库后荆江河段河床形态变化

分析了三峡建库后下泄水少条件的变化，预估了荆江河段横断面的发展趋势，指明了荆江河段在下切的同时仍维持现在的弯曲与蜿蜒河型。     

荆江-洞庭湖水沙关系及调整

系统分析了洞庭湖复杂的来水来沙条件和湖区淤积情况 ,荆江 -洞庭湖水沙关系 ,洞庭湖出流对荆江各河段不同的顶托作用 ,以及荆江裁弯后江湖水沙关系的变化和调整 ;研究了江湖水沙关系的变化对荆江各河段以及洞庭湖水沙条件和河床演变的不同影响 .认为荆江裁弯后 ,三口入湖水沙减少 ,减缓了洞庭湖的淤积和防洪压力 ,但同时荆江泄流量加大 ,局部河段防洪形势更为严峻 ,对洞庭湖出流顶托作用加强     

三峡工程运用后荆江河段平滩河槽形态调整特点

为确定三峡水库蓄水后荆江河段平滩河槽形态调整特点,提出基于河段尺度的平滩河槽形态参数的计算方法,计算上、下荆江段2002—2013年汛后河段平均的平滩河槽形态参数.结果表明:三峡工程运用后,坝下游河床冲刷加剧,个别河段河势变化剧烈,但总体河势仍基本稳定;尽管局部河段的崩岸现象较为突出,但河段平滩宽度总体变化不大,上、下荆江平均河宽分别为1 388及1 305m,而河段平滩水深平均增加1.6及1.0m,故荆江河段的平滩面积在持续增加.最后建立河段尺度的平滩河槽形态参数与前期5a平均的汛期水流冲刷强度之间的计算关系,用于预测该河段平滩河槽形态随水沙条件的变化趋势.     

清江隔河岩水库防洪效益分析

本文讨论了隔河岩水库对清江下游河道及长江荆江河段的防洪作用，结合发电效益，提出了水库洪水调度规划。     

三峡工程运用后上荆江枯水河槽调整及其对航道的影响

三峡工程运用后,上荆江河段河床冲刷较为剧烈,枯水（5000 m3/s流量下）河槽形态相应发生调整,对航运产生了较大影响。本文通过一维水动力学模型确定了各固定断面的枯水河槽形态参数。由于不同断面的河槽形态沿程存在显著差异,故采用基于对数转换的几何平均与断面间距加权平均相结合的河段平均方法,计算了2002-2015年上荆江河段尺度的枯水河槽形态参数。计算结果表明：受大范围护岸及护滩工程的影响,研究时段内上荆江枯水河槽宽度仅有小幅度增加,而相应的水深和面积增加约0.68 m及870 m2,增幅分别达12%及15%,航道条件总体上有所改善;枯水河槽宽深比呈持续减小趋势,由2002年的5.73减小至2015年的5.17,故近期上荆江枯水河槽形态趋于窄深;但在火箭洲、沙市及公安弯道等局部河段,江心洲或凸岸边滩的剧烈冲刷导致河槽展宽,宽深比明显增加,引起局部水深不足、航槽不稳定等现象。此外通过分析河槽形态调整对前期水沙条件的滞后响应,建立了河段尺度的枯水河槽形态参数与前6年平均的汛期水流冲刷强度之间的经验关系。结果表明：受人类活动干扰,上荆江河段尺度的枯水河槽宽度与前期水沙条件的相关程度较低,故建立的枯水河槽宽度公式不能反映水沙条件变化对河宽调整的影响;而上荆江河段尺度的枯水河槽水深、面积、宽深比与前6年平均的汛期水流冲刷强度的相关程度分别为0.92、0.95及0.85,故这三个参数均可较好地对由于三峡工程运用引起的水沙条件改变做出快速响应。     

三峡工程运行后荆江河段坡比的统计特征及稳定坡比确定

以长江中游荆江河段为研究对象,依据2002―2016年的断面地形资料,分析了该河段的崩岸特点;统计了不同年份内沿程各断面的水上坡比和水下坡比值,建立了相应的概率密度函数,以此为基础确定了荆江段的稳定坡比。研究结果表明：1）荆江段左岸坡比大于右岸,且典型崩岸区域的坡比值通常较大;2）上、下荆江段的水下坡比均可以采用对数正态分布函数来描述,相关系数均超过0.95;3）基于建立的概率密度函数,结合崩岸断面的占比,确定了荆江段河岸的水下稳定坡比为0.3,水上稳定坡比为0.5;4）采用2016―2018年的实测地形资料,对提出的稳定坡比进行验证,表明这些统计特征值能较好地对崩岸情况进行判别。     

水库下游非均匀沙恢复饱和系数特性

泥沙恢复饱和系数是泥沙数学模型中一个非常重要的参数,其取值合理与否将直接关系到利用泥沙数学模型进行河床演变及相关研究的成败.基于三峡水库蓄水后长江中游荆江河段的实测水沙资料,以本河段三峡水库蓄水前多年平均输沙水平作为泥沙输移方程中的挟沙能力,对水库下游非均匀沙恢复饱和系数进行了率定与分析,并在总结其规律的同时从多个方面...     

一维洪水演进数学模型研究及应用

从求解一维对流方程的Holly-Preissmann格式出发,结合有限差分法建立了一维洪水演进数学模型.并根据实验室溃坝实验结果与溃坝理论解对新建模型的计算精度进行了分析,模型计算结果与实验结果及溃坝理论解均十分吻合,表明模型具有相当高的计算精度.最后将模型应用于长江荆江河段洪水演进计算,取得了较好的结果.     

围垦和淤积对洞庭湖调蓄量的影响

根据实测资料分析了荆江三口分流分沙比的变化及洞庭湖、螺山汉口河段泥沙淤积的变化规律 ,重点研究了湖区人工围垦和下游淤积对洞庭湖调蓄量的变化的影响 .结果表明 :人工围垦使湖区调蓄量减小 ,下游淤积使调蓄量增加 ,除个别围垦较剧烈的年份之外 ,二者的综合作用使调蓄量基本为逐年增加 .     

On geo-basis of river regulation —A case study for the middle reaches of the Yangtze River

From the point of view that people have to obey the river’s geo-attributes in the river regulation, the definition and the meaning of the geo-attributes of a river are discussed. The geo-basis of the river regulation of the middle reaches of the Yangtze River is expounded in five aspects, including the structural geomorphology environment of flood storage and discharge, the distribution characteristics of subsidence and the sedimentation areas of Dongting Basin, the history evolution of Jianghan Basin, the function of Jianghan Basin and Dongting Basin as the flood water detention areas of Jingjiang River reach in ancient time, and the geological characteristic of Jingjiang River reach. Based on the geo-attributes of the middle reaches of the Yangtze River, some ideas about the middle reach regulation of the Yangtze River are put forward: to process the interchange between the lakes and diked marsh areas in Dongting Basin, to canal the new river route as the flood diversion channel of Jingjiang River reach with the paleo river, to recover the function of Jianghan Basin as flood detention area of the middle reaches. And we should take into consideration the geo-environment of the whole Yangtze River in the river regulation of middle reaches. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50579039)     

Prediction of recent bank retreat processes at typical sections in the Jingjiang Reach

The Jingjiang Reach is experiencing continuous channel degradation owing to operation of the Three Gorges Project(TGP)in2003.Significant retreat processes at composite riverbanks have occurred at local sites of this reach,which may influence the stability of the river regime and the effect of existing river training works.Therefore,bank retreat plays a key role in fluvial processes of the Jingjiang Reach,and it is necessary to predict the long-term processes of bank retreat at typical sections in the reach.In this study,various factors influencing bank retreat in the Jingjiang Reach are investigated,based on bank erosion processes at four sections and the corresponding flow and sediment conditions.It is discovered that fluvial erosion intensity is a dominant factor in controlling the processes of bank retreat in the reach,although other factors,such as bank soil properties,can also influence bank retreat.The bankfull width at a section with severe bank erosion since 2002 is defined as being equal to the sum of the bankfull width in 2002 and the accumulated bank retreat distance after 2002.The magnitude of the bankfull width can be expressed as an exponential function of the previous 5-year average fluvial erosion intensity during flood seasons.The accumulated distances of bank retreat at four sections over the period 2002–2012 are predicted using the proposed empirical relationships,with the calculated bank retreat processes agreeing well with observed data.     

荆江-洞庭湖洪水演进模型

长江中游是由水库、湖泊、蓄滞洪区组成的复杂防洪工程体系,针对荆江-洞庭湖复杂河网系统规模庞大、水流复杂的特点,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.模型提出了实时预报模式、河网断流计算模式、河道与分蓄洪区水量交换模式.将模型用于荆江特大洪水调度,较好地反映了洪水在荆江-洞庭湖河网区的演进过程,模型可用于实际防洪调度方案评估.     

荆江与洞庭湖关系及防洪对策

本文着重论述了荆江和洞庭湖相互影响和制约的关系,认为荆江裁弯和四口分流分沙逐渐变小对减轻洞庭湖区的泥沙淤积和洪涝灾害(包括荆江和江汉平原地区)有利,但却引起了城陵矶河床和水位高程的抬高,又阻碍了洞庭湖的泄流排沙,不利洞庭湖的防洪。江湖关系这一矛盾和洪涝灾害,只有靠三峡水利枢纽工程兴建才能基本解决。在三峡工程兴建前,所有减轻荆江和洞庭湖区洪涝灾害的对策,都应从研究理顺江湖关系出发,使其符合江湖两利的原则。     

根治黄河的对策

在对现代各种有代表性的治黄方略述评的基础上 ,提出了根治黄河的对策 :将黄河中游水土严重流失的多沙粗沙区整治成错落有致的相对平原 ,以大大减少入黄泥沙 ;将淮河、汉江上游灾害水或多余水调引入黄 ,以冲刷下游河道 ,缓解水资源供需矛盾 ,同时改善生态环境 .     

长江河道崩岸预测模型的研究与应用

以来水来沙、水流主流位置变化及河道边界条件为输入向量,在对水沙作用强度和护岸工程对河道崩岸的作用进行定量化处理的同时,以河道崩岸为输出向量,研究建立了基于BP神经网络的河道崩岸预测模型.利用此模型对荆江石首弯道1965～2003年的崩岸情况进行了模拟和预测.计算结果表明,该模型能较准确地模拟和预测河道崩岸变化.该模型的建立为河道崩岸的预测预报提供了一个新途径.     

三峡建库前后洞庭湖对下荆江的顶托与消落作用研究

自然通江的洞庭湖与长江间复杂的关系影响着下荆江尾闾河段的水文情势变化。三峡建库后洞庭湖出口基准面的变化,使得湖对江的顶托与消落关系发生调整,进而影响防汛抗旱与生态保护。从水面比降变化出发,以顶托消落比表征湖对江的顶托消落作用,利用1991—2017年监利站、螺山站、七里山站水文资料,分析洞庭湖对下荆江顶托、消落作用及其变化规律,并根据平衡比降公式,从理论上解释了蓄水前后比降变化的合理性。结果表明：蓄水后监利-城陵矶、城陵矶-螺山水面比降均有所增大。1991—2002年、2003—2007年、2008—2017年以来,监利-城陵矶河段年内月最小水面比降的出现时间有所推迟,对应的城陵矶水位有所升高,汇流比有所减小,湖对江的顶托作用有所减弱。1991—2017年湖对江综合表现为顶托作用,三个时期顶托消落比减小的原因为顶托作用减弱而非消落作用增强。从年内变化看,湖对江表现为消落作用出现在汛后（9~10月）及2008—2017时期枯水期（1~3月）。三个时期顶托消落比均受汇流比的影响,当汇流比小于0.5,洞庭湖易产生消落作用,当汇流比大于1,洞庭湖顶托作用增强。当长江流量小于6000m3/s,湖对江均表现为顶托作用。1991—2002年时期顶托消落作用主要受洞庭湖出流的影响而2008—2017年时期主要受长江干流流量的影响。研究成果可为江河湖泊治理与保护提供科学依据。