鄱阳湖湖流特征

基于2010—2014年湖流监测资料,分析了鄱阳湖湖流分布特征。结果表明:(1)鄱阳湖北部湖区流速最大,其次为主湖区、入江水道区,东部湖区最小;主槽流速大于洲滩和湖湾;枯水期流速大于平水期和丰水期。(2)相比于上世纪60~70年代,都昌站和康山站流速在同级水位情况下有所增大,棠荫站流速在同级水位落差下有所增大,星子站流速在同级水位落差下有所减少。     

基于EFDC模型对鄱阳湖湖面面积的推算方法

鄱阳湖是中国最大的淡水湖泊,水位与面积是湖区生态系统中的重要参数.主要研究鄱阳湖水位与面积的数学关系,以便用水位来快速推求湖面面积.利用美国EFDC水动力学模型对典型年份面积进行模拟,得出逐日模拟面积,而后根据康山、棠荫、都昌和星子4站实际水位与模拟面积建立数学关系,最后使用遥感数据对模拟面积进行验证.结果表明,典型年份鄱阳湖水位与面积具有高动态性,平均相对误差为4.14%,模拟面积与实际面积误差较小.     

相应水位法在洪河方集站洪峰水位预报中的应用

文章利用相应水位法建立洪河班台一方集站上下游相应洪峰水位关系曲线,预报中小洪水时方集站洪峰水位.该方法在2020年7月洪河洪水过程中得到了较好的验证.     

论涨差～落差关系及其在水位演算中的应用

河道洪水演算一般用流量演算法,但不能用于预报。而相应洪峰水位法只适用于预报洪峰水位,很难预报水位过程。本文根据河相关系涨差比落差的原理,提出三种预报水位过程的方法。(1) 据实测记录绘制下游站涨差与落差的关系曲线,用于预报。(2)相应涨差法:以上游站的涨差与下游站后一:时段的相应涨差建立关系,用于预报。(3)加权水位法:建立加权水位关系。以时段初的上、下断面水位预报时段末的下断面水位。     

不同水库干支流水体交换差异及成因分析

基于2018年3月19日小黑江库湾及糯扎渡水库干流水流、水温、浊度、电导率等监测数据,分析了糯扎渡水库小黑江库湾水动力特征及其成因,并与三峡水库香溪河库湾水动力特性进行对比分析.结果表明:糯扎渡水库干流水体从库湾表层和底层同时倒灌进入库湾,小黑江上游来流从库湾中层流向库湾下游;干支流水温差异决定了小黑江库湾分层异重流的形成过程.上游来流与库湾的水温差异是导致小黑江库湾上游来流和香溪河库湾上游来流以不同形式流出库湾的主要原因;干流水体水温分层结构的差异是导致糯扎渡水库干支流和三峡水库干支流水体倒灌形式不同的主要原因.     

集对分析在三峡水库汛期分期中的应用

水库分期汛限水位控制能在不增加防洪风险的条件下提高水库的兴利效益,而汛期的分期则是分期汛限水位控制的前提.介绍了集对分析理论及联系数的计算方法,以三峡水库宜昌站为例,利用统计学方法确定了洪水分期数目,并计算了汛期每一天的联系度和联系数,从而最终确定三峡水库的汛期分期.分期结果比较后表明,用集对分析方法得到的三峡水库汛期分期和其他方法的分期结果基本一致,但集对分析法原理易于理解,计算过程客观,实际使用方便,说明集对分析理论在汛期分期中的应用是可行的,值得进一步深入研究.     

长江上游日径流变化的多时间尺度分析

以宜昌站120年(1882—2001年)实测日流量资料为基础,利用Morlet小波变换对其汛期日最大流量过程进行多时间尺度变化特性分析.研究结果表明,宜昌站汛期日最大流量存在着18 d左右尺度的主要周期变化,体现了大时间尺度中包含小时间尺度的层次性,对三峡水库的洪水预报、调度和水资源的合理调配有指导作用.     

基于卡尔曼滤波的水动力模型实时校正方法

提出交替卡尔曼滤波方法,即联立连续方程和动量方程,分别以水位、流量作为状态量建立滤波器方程进行两滤波器交替计算,较好地解决了校正过程中不同类型状态量之间共同校正的问题.对长江干流局部河段进行实例验证,采用三峡水库135 m蓄水阶段的水文资料预报6 h洪水过程,其结果表明本文校正预报方法对提高实时预报精度有效.     

数学模型在黄河下游河道洪水演进预报中的应用

采用非恒定输沙洪水演进数学模型,开展了黄河下游河道1997年汛期洪水演进预测、1998年汛期洪水演进实时作业预报、2002年调水调沙跟踪模拟、“04.8”洪水演进过程中洪峰异常增值现象模拟等计算,为当年汛期防洪调度提供了重要参考数据。计算结果与洪水过后当年实测资料对比认为,该模型能准确模拟出黄河下游河道洪水水沙演进传播过程、沿程水位变化过程及河道冲淤演变过程,并能较好的预测出洪水演进过程中出现的异常现象,计算精度能够满足汛期防洪的要求。     

试验性蓄水期嘉陵江长江交汇河段的冲淤特性

变动回水区河段的侵蚀基准面在蓄水期抬升,在消落期和汛期逐渐恢复为天然状态,其冲淤调整特点不同于自然条件.以三峡库区嘉陵江与长江交汇河段为例,分析了175m试验性蓄水期前后交汇河段冲淤特性的变化.结果发现,175m试验性蓄水以前,交汇河段由于上游来沙持续减少出现了累积性冲刷,175m试验性蓄水以后,侵蚀基准面的抬升抑制了交汇河段的冲刷发展态势;其中支流嘉陵江来沙量减少的程度高于长江干流以及2008-2012年汛期汇流比大于2003-2007年,使得嘉陵江支流河段继续冲刷,而长江干流河段转为淤积.175m试验性蓄水前后交汇河段年内汛淤枯冲的基本规律未变,但主要走沙期由汛后推迟到了次年的水位消落期,走沙量减少.     

逐步回归法在都昌水位预报中的应用

利用逐步回归法,对翻阳湖流域的特征站都昌水位站,采用自变量的变换与检验,建立关于赣江等五河七口各站流量和九江水位及都昌前期水位的特征年的回归模型,该方法大大简化了水位流量关系的分析计算,精度亦符合要求,值得进一步分析,研究。     

人类活动对洞庭湖区荆南三河径流变化的定量影响

20世纪50年代以来,为治理长江水患,洞庭湖区和长江荆江河段发生了大规模、高频次的人类活动,导致荆南三河（松滋河、虎渡河和藕池河）径流序列发生显著变化,严重影响了洞庭湖区的江湖水量交换与水安全情势。为了量化荆南三河径流序列的变异特征,引入STARS法和ICSS法分别用于识别径流序列的均值与方差变化,确定其变异位置与变异水平;同时,通过梳理同期发生的重大人类活动,从物理机制层面探索荆南三河径流变异的驱动成因。结果表明:荆南三河新江口站、沙道观站、弥陀寺站、康家岗站和管家铺站径流序列均发生了均值跳跃变异(变异幅度24%~78%),径流量严重减少,康家岗站还发生了振幅缩减的方差变异(变异幅度74%);径流变异的主要原因是1969~1971年的荆南三河河道裁弯和2001~2006年的三峡水库蓄水;河道裁弯主要影响荆南三河的沙道观站、弥陀寺站、康家岗站、管家铺站,减少流入洞庭湖水量约614×10⁸ m³,三峡水库蓄水影响新江口站、沙道观站、弥陀寺站,减少流入洞庭湖水量约174×10⁸ m³;从受双重影响的沙道观站和弥陀寺站来看,河道裁弯和三峡水库蓄水所引起的径流变异幅度基本相当,但在绝对量值上,河道裁弯引起的影响更大。     

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.     

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。     

溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游防洪作用分析

简述了溪洛渡、向家坝水电站的基本情况.针对长江中下游支流众多、洪水组成复杂的洪水特性,选取多种典型洪水进行长江中下游整体设计洪水的设计.阐述了三峡水库的防洪调度方式,并分析了溪洛渡、向家坝与三峡水库的联合调度方式,采用溪洛渡、向家坝与三峡水库联合调度和中下游江湖洪水演进数学模型,通过计算溪洛渡、向家坝水电站建成前后长江中下游遇不同频率洪水河道超额洪量的变化,分析溪洛渡、向家坝水电站对长江中下游的防洪作用.研究表明,三峡工程建成后,溪洛渡、向家坝水电站的建成将进一步减少长江中下游遇大洪水时的超额洪量,进一步改善长江中下游防洪形势.     

三峡工程优化调度与洪水资源利用问题的思考

三峡工程主要任务是防洪,针对长江流域洪水特性,通过气象水文预报及水库优化调度,科学利用三峡大坝泄洪设施和电站发电机组过流能力,采取预泄措施,在保障防洪安全前提下,合理有效地利用一部分洪水资源,全面发挥三峡工程综合效益.重点阐述三峡工程防洪调度与洪水资源利用存在的问题,并对防洪与洪水资源利用问题的对策进行初步探讨.     

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。     

基于LKL参数估计的三峡库区水上交通安全状态方程研究

长江干线三峡库区属于水上交通高风险水域,自2003年6月高程蓄水以来,通航环境发生了重大变化。依据动态系统状态方程构建原理,研究并建立了以年度事故死亡率为转移变量的状态方程。针对三峡成库时间较短、数据量少的特点,采用小样本的最小二乘-卡尔曼滤波-最小二乘(Least square method-Kalman filtering algorithm-Least squaremethod,LKL)参数估计方法,测算系统危险程度及安全控制力度值,得到了三峡库区水上交通安全状态方程,并进行系统分析与评价。     

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)