洞里萨湖洪水调蓄能力特征研究

洞里萨湖是湄公河流域洪水的天然最大调蓄场所。提出了洞里萨湖洪水调蓄能力表征方法,并基于水文-地形耦合与数理统计相结合的方法定量研究了洪水调蓄能力特征。结果表明：受湖盆地形及湄公河向洞里萨湖长历时倒灌影响,洞里萨湖调洪能力强,在1999～2010年雨季平均可调蓄洪水总量579亿m³,在不考虑湄公河与洞里萨湖漫滩交互影响的情况下,洞里萨湖对本流域洪水多年平均调蓄量为227亿m³、调蓄能力为95%,对湄公河干流洪水多年平均调蓄量为377亿m³、占湄公河同期来水的14%,对湄公河15～120 d洪量的调蓄能力为16%～12%。以湄公河来水较大的2002年为例,洞里萨湖调蓄本流域洪水总量117.8亿m³、调蓄能力达94%,调蓄湄公河干流洪水总量494亿m³、调蓄能力达15.7%。因此,湄公河三角洲的洪涝灾害防御应充分考虑洞里萨湖的调蓄作用。     

洞里萨湖水位与面积和容积的关系研究

洞里萨湖是东南亚最大的且颇具国际影响的淡水湖。基于洞里萨湖湖区不同来源的地形资料,构建了不规则三角网TIN,量算得到不同水位下具有0.1m梯度的洞里萨湖面积和容积。对比分析和水文学法复核结果表明本次构建的洞里萨湖水位与面积和容积的关系是合理的,描绘出了洞里萨湖"低水似湖、高水湖相"的自然景观特点。以洞里萨湖甘邦隆站和出湖控制站波雷格丹站为代表,建立了洞里萨湖水位-面积(容积)关系与实测湖水位的响应关系。结果表明洞里萨湖面积、容积与甘邦隆站水位呈非线性一一对应关系,与波雷格丹站水位成绳套关系,绳套两侧分别对应汛期湄公河向洞里萨湖倒灌和汛后洞里萨湖向湄公河补水。基于河湖关系构建了不同时期不同河湖水位差下的洞里萨湖面积、容积与波雷格丹站水位的相关关系,该精细化的洞里萨湖水位-面积(容积)量算成果可为防汛抗旱精准预报提供科技支撑。     

湄公河与洞里萨湖水量交换特征

洞里萨湖是湄公河最大的连通湖泊,湄公河与洞里萨湖水量交换特征一直是国际社会关注的热点问题,但相关研究成果较少。利用4个河湖控制站的长系列水文资料,分析了湄公河与洞里萨湖水量交换特征,结果表明:湄公河与洞里萨湖的水量交换强度大,洞里萨湖对湄公河径流调峰补枯作用明显,每年汛期5—9月份均会发生倒灌,1995—2011年年均倒灌历时122 d,倒灌水量377亿m³,占湄公河干流同期来水的14.4%,倒灌洪峰流量8 402 m³/s,占干流同期来水的20%,其中7—9月份倒灌水量占全年的88.6%;汛后10月份—次年4月份洞里萨湖向湄公河补水,年均补水历时244 d,补水水量711亿m³,是湄公河倒灌入湖水量的1.96倍,占湄公河下游同期来水的29.9%,其中10月份—次年1月份补水量占全年的83.1%。年倒灌历时、水量与洪峰流量,年补水历时、水量与峰值的年际变化较小,变幅分别为76 d、283亿m³、6 095 m³/s和76 d、474 亿m³、4 677 m³/s,变差系数为0.07～0.24。倒灌、补水水量不仅与湄公河和洞里萨湖的来水大小有关,还受到河湖水位差及洞里萨河水位等因素影响。研究成果可为湄公河三角洲和洞里萨湖区治理提供科学依据。     

湄公河与洞里萨湖河湖关系研究

湄公河是亚洲最重要的跨国水系,洞里萨湖是湄公河最大的通河湖泊,河湖关系非常复杂且一直是国际社会关注的热点问题。利用7个河湖控制站的长系列水文资料,对河湖水位和流量关系,湄公河向洞里萨湖倒灌与洞里萨湖向湄公河补水的特性、条件及成因,湄公河干流来流与洞里萨湖出流的相互顶托作用等进行了分析。分析结果表明:洞里萨湖具有洪枯水期均为近似湖相的特征;湄公河与洞里萨湖的水量交换强度大,每年汛期均会发生倒灌,年均倒灌历时122 d,倒灌水量377亿m~3,年均补水历时244 d,补水水量711亿m~3;倒灌与补水的主要水文条件为河湖水位差和洞里萨河的水位,成因机理为河湖间势能和动能的平衡规律;湄公河下泄水量与洞里萨湖出流相互顶托作用强烈,汛期倒灌期间湄公河流量每增加1 000 m~3/s,洞里萨湖水位就会抬高0.14～0.21 m,汛末9月中下旬至10月底补水期间洞里萨湖出流每增加1 000 m~3/s,湄公河磅湛站水位就会壅高0.01～0.43 m。研究成果可为柬埔寨湄公河三角洲和洞里萨湖治理提供科学依据。     

鄱阳湖水利枢纽调度对湖区枯期水位与流速影响

通过充分考虑鄱阳湖与长江之间的相互作用、湖区区间汇流对水动力的作用以及湖区复杂的河湖交替形态,采用江湖连通一、二维耦合水文-水动力模型,研究了鄱阳湖水利枢纽调度对湖区枯期水位与流速的影响.结果表明:枢纽调度减小了湖区枯期流速,但其对流速的影响主要集中在星子-都昌一带(松门山以北区域);另外,枢纽调度抬高了湖区枯期水位.分析成果可为三峡水库运行后江湖关系变化及影响的研究提供参考.     

淮河与洪泽湖河湖关系研究进展及展望

系统研究淮河与洪泽湖的河湖关系,提出河湖关系是建立在水沙交换作用基础之上,河湖关系包括河流、湖泊和入湖三角洲演变、洪泽湖调蓄量变化以及出湖河道的演变和泄流能力这几个方面。同时阐述河湖关系的历史研究和演变过程,并分析河湖关系的现状。并在此基础上进一步展望河湖关系的研究趋势,认为河湖关系的研究还需要更多的理论基础以及技术条件。     

三峡水库运行对鄱阳湖江湖水文情势的影响

三峡水库运行改变了长江中下游干流及通江湖泊的水文情势,基于实测水文资料,构建了反映长江中游复杂江湖关系的一、二维水动力数学模型,定量评估了三峡水库2009～2014年实际运行对长江与鄱阳湖江湖水文过程的影响程度。结果表明:三峡水库运行对湖口站5～10月水量交换过程影响相对较大,7～10月倒灌水量有所减少;三峡水库蓄水期长江中游干流流量减少,尤以10月最为显著,湖口站平均水位降低1.09 m,降低湖区水位效应可影响至康山;补水期长江中游干流1～3月流量增加明显,湖口站平均水位升高0.28～0.56 m,抬高湖区水位作用仅能影响到都昌附近;汛期湖口站5～6月最高水位最大抬高0.34 m,7～8月最高水位降低。研究成果可为鄱阳湖区综合治理与保护提供参考依据。     

洞庭湖河湖疏浚防洪减灾效益研究

洞庭湖是长江中游的重要调蓄湖泊，但由于接纳湘、资、沅、澧四水和长江三口洪水、泥沙，使得河道湖泊泥沙淤积，洪水位抬高，在不断加重湖区的防洪负担的同时，造成严重的洪涝灾害。根据洞庭湖河湖疏浚规划，通过对典型河段疏浚前后水情、堤防防洪能力和内湖自排时间等的变化的深入分析，定量与定性相结合对洞庭湖河湖疏浚的防洪减灾效益进行了分析研究和预测。     

河湖管理范围划定相关要求与若干问题思考

依法划定河湖管理范围是河湖管理的基础工作，也是全面推行河湖长制明确的任务要求。通过查阅文献、收集资料、实地调研等手段，对河湖划界范围定义、实施主体、工作要求及与其他划界的关系进行了介绍。结合长江流域河湖划界工作实际，对各地河湖划界存在的共性问题进行了探讨，并提出完善法规与标准、加强河湖划界管理、研究划定保护范围、强化河湖空间管控等对策建议，可为各地河湖划界和河湖管理提供支撑和参考。     

基于水文水动力耦合模型的钱塘江流域洪水预报研究

基于实时水雨情监测数据的洪水演进机理模型叠加降雨产汇流水文模型可有效提高洪水预报精度。采用MIKE11的NAM水文模型与HD水动力模型耦合方法,收集和处理了钱塘江流域大量降雨、水位、流量等水文、地形资料,构建钱塘江衢州-澉浦段降雨径流-水动力演进模型,通过多次历史洪水资料进行率定和验证,从确定性系数、水量相对误差、洪峰相对误差、水位相对误差及峰现时差等多方面进行预报精度评定。结果表明：水文与水动力模型耦合方法可有效增加洪水预报模拟精度。     

大东湖水网连通的水动力与水环境变化响应

为揭示城市河湖水网连通工程的生态水文响应机制,以武汉大东湖水网连通工程中东湖-沙湖连通为例,建立水动力-水质耦合数学模型,模拟分析水网连通前后东湖、沙湖的水动力与水质变化,并从空间分布和时间变化两方面,分析水质变化与水动力变化的响应关系。结果表明:东湖-沙湖连通后,东湖与沙湖水动力条件改善较明显,TN浓度和TP浓度基本呈现下降的变化趋势;主流线附近水域流速增加,TN、TP浓度降低,水质改善效果较好;偏离主流线较远的水域,其流速、TN、TP浓度均变化不大;东湖子湖(汤菱湖、水果湖)、沙湖的TN、TP浓度变化过程与流速变化过程呈现负相关关系。     

洞庭湖疏浚综合效益研究

洞庭湖是长江中游的重要调蓄湖泊，由于接纳湘、资、沅、澧四水和长江三口洪水、泥沙．造成河道湖泊泥沙淤积，洪水位抬高。泥沙淤积加重湖区的防洪负担、造成严重的洪涝灾害的同时，降低了湖泊水体的稀释自净能力和水环境承载能力，使湖区生态环境恶化。根据洞庭湖河湖疏浚规划，通过对典型河段疏浚前后水情、水环境质量及承载能力变化的深入分析，定量与定性相结合对洞庭湖河湖疏浚的防洪减灾效益、水环境修复效益和生态系统恢复效益等进行了分析研究和预测。     

干旱区流域水文-生态过程耦合分析与模拟研究框架

干旱区流域水资源短缺与生态恶化问题日趋严重,水文-生态过程耦合分析与模拟问题是实现干旱区流域水安全与生态安全亟待解决的核心科学问题。在总结国内外水文-生态过程耦合研究现状的基础上,探讨当前干旱区流域水文-生态过程耦合研究面临的关键科学问题,初步提出干旱区流域水文-生态过程耦合研究框架,包括水文-生态过程的作用机制、耦合关系和耦合模拟研究,旨在为干旱区流域水文-生态耦合研究提供参考。     

鄱阳湖水文特性分析

鄱阳湖是我国目前最大的淡水湖泊。应用大量实测资料，分析了鄱阳湖流域近期降水、径流、洪水、输沙等水文特性，探讨了年内年际变化及地区分布规律，并分析计算了鄱阳湖与长江洪水遭遇机率和鄱阳湖对长江洪水的调蓄作用。根据水量平衡原理，计算出鄱阳湖及长江对1968、1969、1973、1980、1983、1996、1998年等9个典型大水年最大60d洪量对应的一次洪峰调蓄，江湖调蓄量为56～165亿m^3，平均115亿m^3，其中鄱阳湖调蓄平均为95亿m^3，占总调蓄量的82.6%。鄱阳湖对五河洪水调蓄作用是很大的，对长江至八里洪水的调蓄作用也较大，如果没有其调蓄，长江中下游特别是湖口附近区域的洪水将更为频敏和严重。     

洞庭湖河湖疏浚综合效益研究

洞庭湖是长江中游的重要调蓄湖泊，但由于接纳湘、资、沅、澧四水和长江三口洪水、泥沙，造成湖内河道淤塞、湖泊泥沙淤积，洪水位抬高，在加重湖区的防洪负担、造成严重的洪涝灾害的同时，降低湖泊水体的稀释自净能力和水环境承载能力，使湖区生态环境恶化。本文根据洞庭湖河湖疏浚规划，对典型河段疏浚前后水情、水环境质量及承载能力变化分析，定量与定性相结合对洞庭湖河湖疏浚的防洪减灾效益、水环境修复效益和生态系统恢复效益等进行了分析研究和预测。     

复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟

以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候-水文-水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。     

湖泊水力调控对河湖连通伴生洪水风险的缓释影响

河湖水系连通是国家治水、用水的重要战略手段,复杂的河湖连通工程往往伴随着系列风险,其中如何量化评估湖泊水力调控对河湖连通风险的影响,有待深入研究.本文利用Vine Copula函数与水动力模型模拟技术,以沂沭泗水系下游河湖连通工程为例,研究了不同洪水重现期下,骆马湖水力调控对河湖连通伴生洪水风险的定量影响.结果表明,发...     

基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算模型及应用

为了合理确定河湖生态流量的阈值,针对城市河湖功能的特点和实际,综合体现河湖多种生态服务功能目标的协调、河流断面与湖泊/湿地的耦合关联以及生态流量消耗与非消耗分项、存量与通量、水量与水质关系,构建了基于综合功能辨识的城市河湖生态流量计算与保障程度分析模型(MUSEF模型)。利用该模型可对城市河湖生态流量大小、流量过程、流量构成、流量空间分布以及变异性进行量化计算与优化辨识,对不同来水频率条件下生态流量的满足程度进行评价,明确生态流量的调控指标要求与时机,从而为城市河湖生态保护与健康管理提供定量工具。以株洲市区河湖水系为案例开展应用,量化得出了河湖生态流量的逐月过程线、生态流量构成以及变异性特征,分析提出了不同来水频率条件下河湖生态流量的满足程度、调控指标与调控时机,为株洲市河湖生态流量的有效管理和安全保障提供依据。     

淮河中游河道与洪泽湖水沙交换程度分析

淮河中游河道与洪泽湖的水沙交换程度影响着河湖之间的内在关系,通过计算淮河与洪泽湖1975-2015年的水沙交换指数,利用多种统计检验交叉互补的方法,对河湖水量交换指数和泥沙交换指数进行了趋势变化、突变检验及周期性分析。结果表明：受不同年代治淮工程的影响,河湖水量交换指数整体而言呈不显著增大趋势,造成洪泽湖库容呈不显著增大趋势;入湖泥沙量大于出湖泥沙量,湖盆泥沙的淤积量逐年呈不显著增大趋势。洪泽湖库容及湖盆淤积在研究时期内呈稳定的波动状态,未发生较为显著的突变现象。淮河干流与洪泽湖的水沙交换程度存在多时间尺度的周期性特征,均以14a为第一主周期,河湖水沙交换程度处于相对稳定的状态。研究结果阐明了淮河中游河道与洪泽湖的水沙作用关系,可为河湖治理提供理论参考。     

DYNHYD与WASP模型在复杂河网区的应用——以湖南省大通湖垸河湖连通为例

通过对湖南大通湖垸进行现场调查并结合河湖连通规划,针对自草尾河引水入东洞庭湖的连通方案,建立了DYNHYD与WASP水质耦合模型。模型参数确定后,模拟了在枯水典型水文年水位条件下,调水后的大通湖及各主要河渠总磷的浓度变化情况。分析模拟结果表明,大通湖达到预期Ⅲ类水标准所需的时间为135d,各河渠中总磷浓度达到预期标准所需的时间明显小于大通湖。分析方法和过程可为DYNHYD与WASP水质耦合模型在南方复杂水网地区河湖连通中的实际应用提供科学参考和实际指导。