岸线码头密度对河道水动力和污染物输移影响分析——以武汉河段为例

为研究岸线码头密度对河流水动力变化及污染物输移的影响,以武汉河段为例,基于Mike21模型建立了适用于该河段的平面二维水动力-水质模型,计算了长为9.6 km的岸线范围内布置不同密度码头群后引起的附近区域内水位、流速变化以及突发水污染事故后的自净能力变化,从空间差异性、最大变幅等角度对比了三者的差异,并归纳了码头密度与水动力条件、污染物浓度变幅之间的关系.结果 表明:(1)随着码头密度增加,工程区上游水位变化较流速更敏感,工程区及下游局部位置水位变幅较小,而流速变化较为敏感,表现为前沿主流区流速增大,近岸区流速减小;当码头密度大于1.25～2.5座/km的临界范围后,水动力条件随码头密度的变幅逐渐减缓.(2)修建码头后,受水动力变化影响,工程区河段上游污染物浓度变化呈"峰前减、峰后增",但工程区下游呈"峰前增、峰后减"的特征;工程区间内表现为主流区浓度增大、近岸带浓度减小、高浓度滞留时间总体增加的变化特点.(3)受码头工程群影响,无论是区间整体上,还是局部范围内,污染物浓度相对水动力条件变幅更大,对河段内水源地的取水可能造成不利影响.以上认识对于河流岸线开发利用规模选取和效应评估具有参考意义.     

多因素作用下洞庭湖洪水调蓄量的变化

用实测资料分析比较了出口水位为31.0 m时,洞庭湖调蓄量的变化趋势及影响调蓄量的各种因素.用多元线性回归方法建立了调蓄量经验公式,并用该公式计算分析了各因素对调蓄量变化的影响.结果表明,该公式能够较全面地反映调蓄量变化的原因,且能够近似区分淤积和围垦对调蓄量的影响.     

码头密度对长江中游典型河段内溢油运移影响数值模拟

为了研究河道码头密度对溢油扩散的影响,以沌口至阳逻河段为例,基于MIKE21水动力及溢油扩散模型开展了局部岸线均匀布置不同密度码头下的多情景溢油模拟,计算得到了河段的水动力条件和溢油行为变化.结果表明:1)各码头密度下水动力变化均表现为工程区上游水位抬高,前沿主流区流速增大、工程区流速减小且其幅度相对更大,水位和流速变幅随码头密度的增大逐渐变缓;2)当上游溢油点不与码头岸线同侧时,溢油扩散受码头影响较小,当溢油发生于码头岸线同侧时,溢油扩散受码头影响不容忽视,尤其当码头密度大于1.25座/km时,工程区内溢油漂移速度将大幅减小,致使油膜滞留时间和油膜面积显著增大;3)取水口等水源保护地上游同岸侧附近不宜修建密集码头、港区.     

河道泥沙淤积对洪灾风险评估的影响

建立了考虑泥沙淤积的洪灾风险估计的一般模式,并以螺山站为例,定量分析了泥沙淤积对洪水频率和洪灾风险的影响.结果表明,考虑泥沙淤积对水位频率会产生影响,在相同水位下,泥沙淤积会缩短洪水的重现期,水位越低,频率变化越大.对于相同频率的洪水,泥沙的淤积使水位抬升,且频率越小,水位变化越小.另外,泥沙淤积使洪灾风险增加,加重了洪灾的损失.螺山下游的洪灾风险率从6%增加到22.5%,水位超高期望值从0.114 m增加到0.233 m.     

长江入海水沙通量变化过程分析及变化趋势

针对河流入海水沙通量变化问题，以长江为研究对象，基于1950~2017年大通站及各组分实测水沙和降雨量数据，在分析入海水沙和各组分变化过程及各组分贡献比例的基础上，确定主要贡献组分，进而预测入海水沙通量的变化趋势。结果表明：（1）各组分年径流量和降雨量的多年变化均不大，使得大通站入海年径流量多年变化不大，宜昌站对入海年径流量的贡献比例为48%。（2）大通站入海流量年内分配过程逐渐坦化，其中宜昌站为主要贡献组分，洪枯季平均贡献比例分别为233.79%和80.36%；宜昌站的主要贡献作用体现了其上游梯级水库群对大通站入海流量过程的调平效应。（3）流域水库建设将使得大通站入海流量过程坦化和年径流量稳定的趋势得以维持。（4）大通站年入海沙量自1985年起显著减少，三峡水库蓄水前大通站泥沙主要来自宜昌，其贡献比例为116.04%，三峡水库蓄水后，大通站泥沙主要来自宜昌—大通区间的河床补给，其贡献比例为53.29%；水库下游河床补给逐渐减少和水库淤积平衡时间延长将使得大通站多年平均入海沙量在较长时期内（>300年）不超过1.5×108 t/a。     

洞庭湖临界入湖洪量变化及对防洪的影响

本利用实测资料分析了在高水期入湖洪量较大时洞庭湖调蓄量变化的特点,得出由于下游流泥沙淤积造成的城陵矶水位逐渐抬高,洞庭湖在高水期开始发挥调洪削峰作用的临界入湖洪量在逐渐减小,而且随着淤积的加剧,1日调蓄量随入湖洪量增加的速度在逐渐增大的结论,以上两种不利情况是洞庭湖调蓄量被动增加的具体体现。调蓄量的增大加重了长江中游的防洪压力。