2020年洞庭湖特大洪水分析

为更好地应对洞庭湖特大洪水灾害,降低洪涝损失,以2020年洞庭湖特大洪水为研究对象,分析了洞庭湖区降雨情况、洪水过程以及上下游水库调度等,梳理了2020年洞庭湖特大洪水防御体系方式和效果,探讨了洞庭湖洪水防御体系作用和优化空间。结果表明：2020年洞庭湖洪水在各部门的监测预报、水利工程联合调度情况下,取得了较好的防汛减灾效果。研究成果可为洞庭湖区防汛工作提供参考。     

洞庭湖设计洪水的分析与计算

本文以翔实的资料分析了洞庭湖洪水地区组成及出现规律，用逐级同频率法、同频率和典型年耦合法推求和洞庭湖不同频率的设计洪水，为洞庭湖的防洪规划及防洪调度提供了可靠依据。     

荆江-洞庭湖复杂河网洪水演进数学模型研究

荆江和洞庭湖构成了一个大型复杂河网系统,运用一维显式有限体积法建立了荆江-洞庭湖区洪水演进数学模型.分别采用1996年和1998年洪水对荆江-洞庭湖洪水演进数学模型进行了率定和验证,检验了模型用于江湖洪水演进过程模拟的可靠性.进一步将荆江和洞庭湖河网洪水演进数学模型与荆江分洪区平面二维洪水演进数学模型进行了嵌套,采用一、二维嵌套模型对江、湖和分洪区洪水演进过程进行了模拟,模型计算结果合理、符合实际物理过程.     

荆江-洞庭湖洪水演进模型的率定和应用

在建立了荆江-洞庭湖洪水演进模型的基础上,着重讨论了建模过程中有关断面资料处理、阻力问题和内外边界条件给定的问题。采用实测资料对模型进行率定与验证,并对荆江特大洪水进行模拟调度,结果表明,模型能很好地描述洪水在荆江-洞庭湖河网区演进过程,可用于各种防洪调度方案的模拟试验,预测各种调度方案实施效果,对荆江洞庭湖防洪规划具有重要现实意义。     

三峡运行后对洞庭湖洪水水位的影响

文章运用水力学模型和水文学模型结合的方法建立了洞庭湖和长江的水力模拟模型，并用此模型分析了三峡运行后对洞庭湖洪水位的影响，对洞庭湖的防洪规划，洪水预报具有重要的实际价值。     

洞庭湖洪水空间分布和运动特征分析

 鉴于目前仍缺少有关洪水涨落在湖泊中空间分布及其演进的运动特征研究,以1998年洞庭湖洪水事件为例,运用洞庭湖地区水系水动力学模型模拟成果,细致地分析了洞庭湖三大主要湖区的洪水分布形态和运动特征,并对江湖窜流形成进行了初步分析。模拟成果表明：洞庭湖具有“低水河相、高水湖相”的特征;其东、南两个湖区在高洪水位时期湖相特征突出,湖区流向单一,流速不大于0.2 m/s;西洞庭湖区由于各股水流交汇、不同的洪水组合以及出口的制约,致使湖区产生流态复杂、流向不一以及洪峰叠加等现象。       

洞庭湖对洪水的调蓄作用及变化规律研究

洞庭湖为长江四口和湘、资、沅、澧四水洪水的重要调蓄场所,在长江中下游防洪总体布局中具有非常重要的作用。由于受泥沙淤积、洞庭湖围垦和江湖关系的变化等影响,洞庭湖的调蓄作用发生了重大变化。根据1954-2010年洞庭湖对不同时段洪水的调蓄作用和1954、1998年特大洪水的调蓄过程计算,分析研究了洞庭湖的调蓄特性和变化规律,对编制长江中下游特别是洞庭湖区防洪总体规划具有指导和参考意义。     

洞庭湖区重大生态环境问题初步辩析

洞庭湖是我国面积第二、水量最大的淡水湖泊，在调节长江洪水径流、保护物种基因或生物多样性方面发挥着重要作用。近年来由于湖泊萎缩、过度捕捞、湖水污染等原因导致洞庭湖调节江湖洪水能力下降、湖内生物多样性降低，外来物种入侵加剧，湖泊湿地资源保护与利用状况也令人担忧。从洞庭湖区围垦淤积、水质变化趋势、水生态变化情况等方面对湖区重大生态环境问题进行初步探讨。     

洞庭湖堤垸修复工程验收报告(摘要)

洞庭湖滨湖各县,在遭遇了一九五四年的特大洪水後,中央与湖南地方当局以巨大的财力与人力对洞庭湖堤垸进行了全面的修复工作。从工程计划与完成情况来看,平均每公里堤段增修土方约一八、二八三公方,而重点堤段平均每公里增修土方约达四八、四一七公方,动员民工、干部达八十五万人之多。工程完成後,由中共湖南省委会、湖南省人民委员会和本会等单位首长联合组成洞庭湖堤垸修复工程验收团,自五月十日起,依次验收了南洞庭湖、西洞庭湖及大通湖三个重点工区堤线,并对存在的问题提出了处理意见。兹将该团的验收报告摘要刊登,以供参考。     

基于水文学模型的洞庭湖内部超额洪量分布

为了定量评估荆江三口、湘资沅澧四水以及区间来水洪水入湖时洞庭湖内部超额洪量分布情况,以长江干流螺山站、东洞庭湖七里山站、南洞庭湖鹿角站、西洞庭湖南咀站及小河咀站等分别作为区域出口控制断面,建立洞庭湖洪水水文模型,利用1996年、1998年、2017年典型洪水数据率定参数,计算三峡水库运行前后再现1954年洪水(长江防御目标洪水)时洞庭湖内部超额洪量分布情况。研究结果表明三峡水库调洪作用明显,但遭遇目标洪水时城陵矶附近仍有215亿m³超额洪量,且洞庭湖要承担143亿m³超额洪量,其中西洞庭湖、南洞庭湖、东洞庭湖分别承担26亿、62亿、55亿m³超额洪量,该结果与西、南、东洞庭湖区蓄洪垸蓄洪总量相当。本研究结果可为长江中游防洪布局优化提供技术参考。     

洞庭湖调蓄量变化及其影响因素分析

通过计算50－90年代洞庭湖的一日调蓄量，分析了其年内和不同年代间的调蓄量的变化及湖区泥沙淤积、人为围垦和城陵矾以下河段泥沙淤积对调蓄量变化的影响，得到了下游泥沙淤积是50－90年代洞庭湖相同入湖流量条件下调蓄量逐年增大的主要原因的认识。     

泥沙淤积与洞庭湖调蓄量变化

本文通过实测资料分析并比较了洞庭湖八十年代和六十年代调蓄量，在相同的入湖流量和出口城陵矶水位的条件下，得到汛期高水位时八十年代调蓄量大于六十年代的认识。调蓄量增大的主要原因是由于螺山至汉口河段的大量淤积，城陵矶附近长江干流的洪水位不断抬升，造成相同水位下洞庭湖出流量大幅度减少。上述调蓄量的增大，对降低长江中游河段水位起到积极的作用，但同时加重了湖区的防洪压力。     

洞庭湖地形变化对洪水过程的影响研究

为了更好地理解地形变化对湖泊洪水过程的影响,采用已构建的长江-洞庭湖二维水动力模型,在洞庭湖2003及2011年实测地形的基础上,以2003年型洪水为例,定量分析了湖泊地形变化对洞庭湖洪水过程的影响。结果表明：2003—2011年洞庭湖超过40%的区域地形下降值大于0.10 m,特别是湘江洪道,其深泓线地形高程平均下降了5.72 m。通过对2003年洪水过程模拟发现,相比于2003年,在2011年地形情况下,以“四水”来流为主导的洪水过程中,南洞庭湖内洪峰水位下降超过0.40 m,西洞庭湖内洪峰水位下降约0.20 m,东洞庭湖内仅在南部地形变化较大区域的水位变化明显;斗米咀-城陵矶河段水面坡降变缓,南洞庭湖内洪道水面坡降变陡。而对于以长江来流为主导的洪水过程,由于长江洪水位的顶托作用,洞庭湖内洪峰水位下降了0.15 m,斗米咀-城陵矶河段及南洞庭湖内水面坡降下降不明显。因此,2003—2011年洞庭湖地形变化对“四水”来流型洪水影响较大,湖盆下切导致湖容增大,可有效缓解洞庭湖内防洪形势,但对长江来流主导的洪水影响较小。研究结果可为洞庭湖内疏浚扩容等防洪工程的开展提供参考。     

变化环境下七里山水域高洪水位研究

七里山水域是洞庭湖汇入长江的江湖交汇区,受三峡工程及上游溪洛渡、向家坝水库运用清水下泄影响,江湖水沙输运、河道冲淤及河势演变、河段蓄泄关系、洪水位和泄流能力等出现诸多新变化,对长江中游特别是洞庭湖区的防洪蓄洪格局产生影响。在长江中下游水沙整体宏观数学模型的基础上建立了七里山水域二维水沙局部细致模拟数值模型,模拟研究了水库群运用后,在不同控制水位、不同蓄滞洪区启用条件下,针对各种典型洪水的防洪蓄洪问题。对于1998年型洪水,通过三峡等上游水库调节并抬高七里山控制水位0.5 m时,可不分蓄洪;对于1954年目标洪水,则需利用洞庭湖区24蓄洪垸和洪湖对等承担分蓄洪任务。     

洞庭湖区蓄洪垸运用几率分析

采用水文学与水力学方法以及两种方法相结合的洪水调度模型分析洞庭湖区历年大洪水的超额水量,根据“洞庭湖区非常洪水调度方案”及调度模型控制蓄洪垸的启用,从而求出各蓄洪垸的运用几率。并分析了三峡建库以后各蓄洪垸运用几率的变化。洞庭湖区能够有计划地运用部分乃至全部蓄洪垸蓄滞超额洪水,对洞庭湖区最大程度地减少洪灾损失有重大意义。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿库容释放条件分析

针对三峡工程承担的防洪任务,从长江流域与洞庭湖水系洪水特性,城陵矶附近地区防洪标准及防洪补偿调度方式,分析提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿库容的释放条件。在发生流域型大洪水的年份,因需要三峡水库长时间拦蓄洪水,动用较多防洪库容,水库将长期处于较高水位运行状态。如洞庭湖水系不发生大洪水,三峡水库对城陵矶地区防洪补偿库容就可释放。除发生流域型大洪水的年份外,7月中旬后,洞庭湖水系一般不会发生大洪水,加上洞庭湖自身具有较大的调节洪水能力,防洪安全有保障,8月1日之后有条件逐步抬升三峡水库水位至155 m运行,可提高水资源综合利用效率,也可减轻三峡水库蓄水期间蓄水对湖区水位的影响,保障湖区供水安全。研究结果对三峡水库科学调度具有指导意义。     

洞庭湖容积减小对洞庭湖和长江洪水位的影响

近几十年来，长江中下游洪水位有不断抬高的趋势，其部分原因是由于通江湖泊容积减小的结果。本文就洞庭湖容积变化对洞庭湖和长江洪水位的影响，提出了定量分析方法，并利用1954年和1995年洞庭湖的容积曲线，以1954年和1996年洪水为例，计算并分析了容积变化对洪水位的影响。本文的方法对分析其它通江湖泊容积减小对长江洪水位的影响有参考价值。     

基于湖心水库的洞庭湖治理新理念

基于"湖心水库"的基本思想,提出"变湖为库、清污分流、蓄洪排污、流水不腐"的洞庭湖全新治湖理念。利用二维水动力模型,分析了西洞庭湖湖心水库建设对行洪、补水、水环境的影响,探讨其运用的可行性。结果表明:湖心水库的分洪蓄水能有效降低西洞庭湖内洪峰水位,缓解湖区的防洪压力;湖心水库的补水在枯水期能有效抬升开湖航道水位,改善通航条件;同时湖心水库的补水增大了开湖航道及湘江尾闾航道内水流流速,加速了水体交换,对洞庭湖水环境有利。     

江湖关系变化条件下洞庭湖区撇洪工程对策研究

撇洪工程为洞庭湖区特别是四水尾闾地区重要的排涝设施之一。由于受江湖关系的变化和人类活动的影响,长江三口以及洞庭湖区泥沙淤积严重,导致洞庭湖区同流量下洪水位抬高、高洪水位持续时间延长;致使洞庭湖区撇洪工程自流外排机会减少、运行效率降低,撇洪河堤险情频繁出现,严重影响到了撇洪工程的运行安全。西洞庭湖区的常德市冲柳高水撇洪工程在洞庭湖区撇洪工程中具有一定的代表性,以该撇洪工程为实例,通过对比不同年代(20世纪70年代和21世纪初)的江湖关系变化条件下的撇洪工程运行效果,对其撇洪效果产生差异的原因进行了分析研究。根据分析结果,提出了适宜的应对措施及方案,即在撇洪工程出口处配套建设排涝泵站,同时,对该改造方案的排涝效果进行了论证和评估。研究成果可对类似地区排涝工程的规划设计提供借鉴和指导。