长江中下游水沙与河床冲淤变化特性研究

利用长江干、支流水文和河道地形实测资料,研究了三峡工程运用前后坝下游水沙输移特性与河湖泥沙冲淤的时空格局和变化特征。结果表明：① 三峡工程建成运行后,长江中游洪峰流量减小,中水时间延长,汛后退水时间缩短,干流输沙量大幅减少,泥沙来源发生新变化,荆江三口分流分沙量继续减少;② 长江中游干流河势总体稳定,但河床沿程纵向冲刷强度与三峡水库运用前相比明显增大,且冲刷强度和发展速度均大于原预测值;③ 荆江三口洪道由蓄水前的淤积转为冲刷;④ 洞庭湖淤积速度大为减缓,鄱阳湖受河道采砂等影响,总体由淤积转为冲刷;⑤ 长江中游河、湖泥沙冲淤格局发生调整,三峡水库蓄水前长江中游河、湖呈淤积状态,蓄水后则呈冲刷状态。      

江湖水沙输移与长江中下游造床流量的关系

长江中游江湖系统滞洪沉沙作用对干流造床流量会产生一定影响.针对该问题,选取枝城至大通为研究河段,以1953年至三峡水库蓄水前水沙资料和2002年河道地形资料,采用多种方法估算了长江中下游造床流量,分析了江湖水沙输移对受分流、汇流影响河段内造床流量的影响机制.分析结果表明:城陵矶以上为分流沉沙区,中水和洪水流量概率密度存...     

北方主要河流水沙变异及其成因

为研究我国北方河流的水沙变异及主要成因,本文利用M-K检验法和水文量累积曲线法,分析了1950—2020年我国北方河流代表站径流量和输沙量的变化特征,探讨了影响北方河流水沙变化的主要因素。结果表明,淮河代表站年径流量没有明显的变化趋势,其他北方河流的年径流量具有减小或显著减小趋势;松花江代表站年输沙量无趋势变化,其他北方河流代表站年输沙量都有显著减少趋势;影响北方河流水沙变化的主要因素包括水土保持、水库拦沙、流域降水变化、引水引沙与泥沙综合利用、工程建设等,其中水土保持是北方河流流域保水减沙的主要措施,水库拦沙在江河水沙态势变异中发挥重要作用,流域降水变化也是北方河流水沙变异的影响因素,引水引沙与泥沙综合利用也对北方平原河流水沙变化发挥一定的作用。     

大型水利工程对长江中下游水沙变化特征的影响分析

三峡大坝蓄水运用以后,直接影响中下游的径流量和输沙量。根据1988-2012年宜昌站、大通站的水文数据,运用相关分析法和Mann-Kendall非参数检验法,对比分析长江流域宜昌站和大通站的径流量和输沙量特性及其在时间和空间上的变化规律。结果表明:宜昌站、大通站年际径流量由于三峡大坝的蓄水存在波动,但未出现明显的趋势性变化;而输沙量从20世纪80年代就开始减少,在2003年三峡大坝建成之后减少的趋势更为明显,三峡大坝对下游水文站点的水沙影响随着与三峡大坝距离的增加而减少,上游宜昌站的水沙变化较下游大通站更为显著。     

水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响分析

采用实测资料分析与理论探讨相结合的办法,着重分析了黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响。研究结果表明:1986年后,黄河口来水来沙剧烈减少,水沙搭配关系恶化,水沙过程发生变异。黄河口水沙变异对黄河三角洲湿地生态环境的影响巨大,主要表现为:阻滞了黄河三角洲湿地生态环境的自然演替发展;恶化了黄河三角洲湿地植被和生物生存环境;加剧了黄河三角洲海岸的侵蚀后退。     

三峡水库蓄水运用初期长江中下游河道冲淤响应

根据来自长江水利委员会的2003年三峡水库蓄水前后出(入)库水沙变化的逐日数据(2003.5.25-6.12)以及长江中下游2003年和多年平均的干支流测站数据,本文对三峡水库蓄水初期长江中下游河道冲淤响应进行了初步研究。三峡水库蓄水后,拦沙作用十分明显,仅2003年6-12月份,水库淤积泥沙即达1.24亿t。由于泥沙被水库拦截,其下游各站输沙量均降低,河道沿程普遍发生冲刷(除监利至螺山段外)。各江段冲淤响应表现不一,从宜昌至监利冲刷量逐渐减小,监利至螺山段淤积,而从螺山到大通冲刷量逐渐增大。宜昌站至大通站间长江河道2003年总冲刷量为0.798亿t,比预测值小。三峡水库蓄水运用后长江河道冲淤形势发生的变化将对长江中下游环境带来一定的影响,加强及时的监测与研究十分必要。     

长江中下游岸坡变形破坏的主要型式及处理

长江中下游各段岸坡结构存在明显差异，引起变形破坏的主导因素也各不相同，导致崩岸的型式及条件各不一样，给工程处理带来较大的难度。影响岸坡稳定的因素大致可划分为地质、河流及水动力学、水文气象及人类活动因素，这4大因素既相互制约又相互影响。岸坡变形破坏的基本模式是侵蚀型、崩塌型、滑移型。崩塌型又分为冲刷浪坎型、坍塌后退型、塌陷型；滑移型又分为整体性滑移型、牵引式滑移型。在崩岸发生后，应充分分析不同堤段岸产生的主导因素、特点及崩岸类型、岸坡的土层结构型式、有无地质缺陷等，然后制订出有效的处理对策及方案。     

长江沙市段断面面积对水沙变异的滞后响应研究

通过长江中游沙市站的实测水沙、断面资料的分析表明,沙市站河槽形态的调整对水沙变异存在一定滞后性。为了研究沙市河段河床演变的滞后响应规律,从3个方面对适用于黄河流域的河床演变滞后响应模型进行改进:①以沙市站多年平均枯水位下的断面面积作为滞后响应模型的特征变量;②引入“年组合流量”概念;③在模型迭代公式中使用分段函数,从而得到适用于沙市河段的河床演变滞后响应模型。利用模型迭代公式进行计算,结果表明改进后的河床演变滞后响应模型计算精度R²处于0.7~0.8之间,可以很好地描述沙市站河槽形态的调整规律。     

刘家峡水库对水沙变异影响分析

利用刘家峡水库运行前后进出库控制站的水文资料,对水库运行以来的径流泥沙特征进行了分析。研究表明:(1)水库运行对进出库年径流量影响很小,对年内分配影响大;(2)单库运行期水库蓄水拦沙,出库洪峰流量削减,年内径流量分配发生变化,泥沙量大幅度减少;(3)龙羊峡水库运行后的联合运行期,洪峰流量略有削减,年内蓄水过程改变后仍有一定的拦沙作用,出库含沙量较单库运行期增加;(4)水库运行减小了出库含沙量,并没有改变出库含沙量与入库含沙量的线性关系。     

三峡水库运用后长江中下游枯水位变化成因研究

研究河流枯水位及极低水位变化对河流安全和高效利用具有重要意义。采用实测资料分析的方法,对三峡水库蓄水运用以来长江中下游河段的枯水位变化趋势及成因进行研究。结果表明,三峡水库蓄水运用以来,长江中游河段枯水位出现累计性下降,其中以荆江河段最为显著。2019年宜昌以下长江干流段更是出现三峡水库蓄水以来最为严重的极低水位情况。成因分析表明,枯水位累积性下降主要与枯水河槽冲刷有关,而极低水位出现主要是受枯水河槽冲刷和支流来水减少影响。其中,沙市站极低水位是枯水河槽严重冲刷下切所致;螺山站、汉口站的极低水位是枯水河槽冲刷下切和支流来水偏少共同导致的结果,大通站极低水位主要是受支流来水严重偏枯的影响。     

长江上游水沙特性变化与人类活动的影响

长江上游人类活动频繁,水沙特性发生变化。为了探讨长江上游水沙特性变化与人类活动的关系,采用累积曲线法、M-K次序分析法和聚类分析法对长江上游干支流1950-2014年的水沙特性变化进行研究,分析了人类活动的影响。研究结果表明长江上游干支流年径流量没有明显的变化趋势,除金沙江年输沙量2013年前变化不大外,其他主要干支流水文站年输沙量显著减少,水沙搭配关系发生一定变化,来沙系数减小,河道输沙潜力提高,有利于河道冲刷。结合长江上游水沙变化的特征,分析了流域水土保持、水库拦沙、河道采砂、过度开发等人类活动对河道水沙变化的影响,不同的人类活动对河道水沙量变化的作用存在差异,其中水库拦沙作用明显。     

长江水沙变化发展趋势

本报告是根据长江五十年的水沙资料，宏观分析长江干支流各主要水文站水沙发展趋势，发现干流汉口站、大通站、宜昌站平均年输沙量都有明显减小趋势。各主要支流水文站减沙趋势明显，汉江皇庄站平均年输沙量减少得最为显著。但金沙江的屏山站近期平均年沙量有增加的趋势。长江向洞庭湖分洪分沙的减少，使长江干流增沙。根据各站水沙资料分析了长江干流各河段发生的冲淤。文章还分析了大通站的水位流量关系和流量输沙率的关系，发现近年来大通站同流量水位有所下降和同流量输沙率也有减小的趋势。     

长江中下游分汊河段的整治

 长江中下游宜昌至徐六泾段全长1 710 km,共有分汊河段55段,可分为顺直形、微弯形和鹅头形3种汊道。主汊和支汊兴衰交替是分汊河段河道演变的共同特点,大多数汊道主支汊交替周期长,是一种相对稳定的河床形态。在长期的演变过程中,分汊河道的河床总体上处于相对平衡状态,具有与其上下游单一河段相当的泄洪能力。长江中下游分汊河段的综合整治应依据“稳定分汊河势、适度减少支汊、合理利用洲滩”的原则,结合各河段情况制定整治方案;武汉河段的整治宜根据近期河道演变和环境保护要求,采用保持天兴洲汊道为双汊河段的基本方案。     

长江上游干流近期水沙变化规律分析

通过对长江上游干流几个主要控制水文站点近50多年水文资料的搜集、整理,分析了长江上游水沙变化的过程、变化特点和变化趋势。分析表明,近50多年来长江上游干流河道来水量没有明显的趋势性变化,而输沙量有减少的趋势;受三峡水库蓄水拦沙和库区上游来沙减少两个主要因素的影响,2003年以来长江中下游来沙量明显减少。长江上游水沙年内分配的特点是年内径流量和输沙量均集中于汛期5~10月,且输沙量更为集中;多年来上述年内分配规律并未发生大的变化。近50多年,长江上游干流河段年径流量时间序列以12 a为主周期发生丰、枯变化;长江上游来水来沙总体呈正相关性。趋势分析表明,目前,长江上游来水相对偏枯,之后几年又将进入一个丰水期;随着长江上游水土保持"长治"工程的逐步建设和多座水库蓄水拦沙作用的显现,长江上游总来沙量在水库平衡期内仍将处于一个较低的水平。     

长江上游干流和支流河流泥沙近期变化及其原因

通过长江上游宜昌水文站、金沙江屏山水文站和嘉陵江北碚水文站20世纪50年代以来径流量和输沙量的变化分析，表明宜昌站多年水沙关系未见有明显的变化，属正常波动。20世纪80年代以来，长江上游主要支流嘉陵江和金沙江的水沙关系发生了不同的变化，嘉陵江的河流泥沙呈明显减少的趋势，金沙江呈略有增加的趋势，嘉陵江、金沙江两流域的侵蚀、产沙、输沙环境条件差异较大。人类活动的方式、程度，植被破坏与恢复，水土流失治理，水利工程拦沙和工程建设增沙等的明显差异，是20世纪80年代以来，嘉陵江和金沙江水沙变化不同的主要原因。     

三峡工程蓄水后长江中游泥沙输移规律分析

三峡工程蓄水后"清水"下泄,长江中游含沙量将会长期处于严重不饱和状态,水流含沙量沿程恢复将会引起长江中游长距离冲刷,本文根据三峡工程蓄水以来的实测资料分析长江中游泥沙输移变化规律,得到以下结论:在"清水"冲刷下荆江三口分流分沙比无明显变化趋势,江湖水沙分配对长江中游含沙量恢复影响较小;其中d0.125mm粒径沙量在长江中游沿程缓慢恢复且恢复程度远小于蓄水前,这是坝下游河段发生长距离冲刷的根本原因;而d0.125mm粒径沙量在宜昌-监利河段恢复速率较快,且在监利站附近该粒径含沙量基本恢复饱和,这也造成冲刷重点集中在荆江河段。     

长江中下游阻隔性河段特征及成因初步研究

长江中下游长河段长时段的演变资料分析表明河势调整往往会向下游传递,但是部分河段却能阻隔这种河势调整的传递效应,称之为阻隔性河段。统计表明,阻隔性河段应同时具有单一微弯的平面形态、凹岸抗冲性较强且中上段无挑流节点、河宽随水位变化率不超过45等三个特征。进一步分析表明,这种河段具有阻隔性的根本原因是其能够归顺不同流量级的主流平面位置,使得无论上游河势如何调整,其出流的主流平面位置基本稳定,为下游河段提供相对稳定的入流条件。河道整治过程中,宜抓住有利时机塑造阻隔性河段效果,无阻隔性影响的长河段宜自上而下系统规划整治,对大幅度崩岸、滩体大幅萎缩等可能破坏阻隔性的变化应及时整治,防止阻隔性丧失。     

荆江三口分流分沙变化规律研究

本文根据实测资料对荆江三口分流分沙历年变化趋势及其原因进行了分析探讨，本文成果分析预测三峡水库兴建后荆江三口分流分沙变化趋势及其治理、江湖关系调整趋势及江、湖的治理均有重要参考价值。     

鄱阳湖入江径流变化规律及成因分析

为了深入认识鄱阳湖入江流量变化规律,采用多种水文分析方法,研究了湖口水文站1950~2012年径流、洪季径流、枯季径流、年最大流量和枯季最小流量的变化趋势、随机性、突变性和周期性。结果表明,枯季最小流量序列存在显著的增加趋势,其余序列变化趋势不明显;入江径流年内分配趋于均匀、集中度减小。洪季丰枯交替频率高于枯季,年最大流量与枯季最小流量的变化波动尺度比较接近。     

近60年来长江干流水沙特征分析

根据长江干流宜昌站、汉口站、大通站1950-2013年的年径流量和1954-2013年的年输沙量数据,采用小波分析、相关分析和双累积曲线分析等方法,分析三个水文站的水文序列的周期性特征及水沙关系的变化。分析结果显示:三个水文站的水沙序列存在多时间尺度变化特征,大尺度波动中有小尺度震荡,年径流量变化存在着16~17年、7~9年和2年的主要周期,年输沙量变化存在17~18年、9年、2~3年的主要周期;长江干流年径流量和年输沙量存在一定的相关关系,但受水利工程建设等人类活动的影响,相关关系不断变化。研究结果对研究气候变化和人类活动对长江干流水沙特征的影响有一定的参考价值。