三峡工程蓄水运用后荆江三口分流河道冲淤变化模拟

三峡工程蓄水运用后下泄水流含沙量大为减小,下游荆江与三口分流河道将长期处于冲刷状态,对江湖关系演变和防洪影响重大。本文利用可视化一维河网水流泥沙数学模型,对三峡工程蓄水运用后荆江三口河道冲淤变化进行了模拟,对三口河道分水分沙量及冲淤变化过程进行了分析。结果表明,在典型水文系列及运用条件下,三峡水库运用后前6年藕池河及松滋河均发生冲刷。之后藕池河有所回淤,松滋河继续冲刷,至三峡水库运用40年左右冲刷达至最大。研究成果对荆江与洞庭湖区防洪决策和水资源研究等有参考意义。     

三峡工程蓄水运用以来荆江河段河岸稳定性初步研究

根据实测资料分析了三峡工程蓄水运用以来荆江河段水沙输移变化,河道冲淤变化以及典型险工段近岸坡度变化等,并在此基础上对其河岸稳定性进行了初步研究,结果表明,三峡水库蓄水运用以来,坝下游河段来沙量大幅度减少,荆江河段普遍发生冲刷,部分地段近岸河床的水下岸坡冲刷变陡,河岸稳定出现了不同程度的隐患,局部河段甚至发生了崩岸险情,已影响防洪安全与河势稳定等;建议加强荆江险工段的监测,对已发生的崩岸险情进行及时治理,对以往护岸工程的薄弱地段或可能发生崩岸险情的地段需及时加固守护;建议加强三峡工程运用后荆江河道演变与治理方面的研究.     

三峡工程蓄水前后长江中游水位流量变化分析

随着三峡水库蓄水运行,清水下泄导致坝下游河段受到不同程度的冲刷,使得江湖关系发生变化。对长江中游主要控制站三峡工程蓄水运用前后水文数据进行统计分析,结果表明：三峡工程蓄水运用后,清水下泄冲刷下游河道深槽部分,长江河段总体同流量下水位下降,其中以汉口以上河段水位下降明显,且对低水影响明显。三峡工程蓄水运用后,三口河道分流比继续减少,断流时枝城水位有升高趋势,分流河道逐渐萎缩,荆江过流量增大。     

宿松县大河水位流量关系变化原因分析

本文对宿松县大河河道整治后水位～流量关系和平均流速的变化情况进行了分析，找出了宿松县大河河道整治后水位～流量关系和平均流速的变化原因，说明了河道取沙对河道泄洪的影响，并提出了解决的办法。     

三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

三峡水库蓄水运用以后,由于库区泥沙淤积,清水下泄,下游河道必然受到影响。通过对三峡水库建库前后荆江河段主要水文测站多年的实测资料对比,分析了水库建库前后荆江河段主要控制站宜昌、枝城、沙市、监利的断面面积及低水水位流量关系变化。分析结果表明,受水库蓄水后清水下泄影响,荆江河段尤其是枝城、沙市站断面下切较大,低水水位流量关系线下移,同流量级下水位降低;宜昌站由于前期受葛洲坝工程影响,断面已基本稳定,受三峡工程运行影响不大。     

三峡蓄水前后新江口站水位流量关系变化分析

随着三峡水库蓄水运行,清水下泄后坝下游河段受到不同程度的冲刷,使江湖关系发生变化,引起水沙特性变化。根据新江口站1997-2006年的实测水位流量关系,分析了三峡蓄水前后水位流量关系的变化,特别是40．00m以下水位流量关系的变化,为今后试行单一线法流量测验、实现水文巡测创造有利条件。     

水利枢纽下游河道水位流量关系的变化

根据水利枢纽下游河道的实测资料，得到了游河道水位流量关系的调整变化，并对其变化原因进行了分析。     

三峡工程运用后荆江不同河型河道演变分析

利用三峡工程运用以来实测水沙和地形资料,分析荆江河道分汊、弯曲、顺直等河型调整的规律,并对其变化原因进行探讨.三峡工程运用以后,分汊型河道变化主要表现为凸岸支汊发展;弯曲型河道演变特点为凹岸深槽淤积,凸岸边滩冲刷,断面形态由偏“V”单槽向“W”型双槽转化;顺直型河道变化特点是两岸交错边滩冲刷,深槽淤积,河道断面向宽平方向发展,深泓年内变化频繁.从水流能量的角度,探讨了荆江不同河型河道调整的原因.由于三峡工程运用后荆江特别是下荆江河段水流输沙所需要的弯曲度明显较建库前小,因此弯曲河段凸岸边滩冲刷以减小水流弯曲度,是响应上游水沙变化的重要方式.     

下荆江裁弯与城陵矶水位抬高的关系

本文根据下荆江裁弯前后的实测资料，分析了荆江与洞诞湖水沙关系的变化；下荆江与洞庭湖出流相互顶托的关系；汇流口河段的河床演变。获得了裁弯后城陵矶枯水位抬高约１．０ｍ，洪水位抬高趋势明显的结论，最后探讨了水位抬高的原因。     

三峡水库蓄水运行后荆江河道特性变化研究

由于三峡水库的蓄水运行、上游建库和水土保持工程的逐步实施,三峡水库入库泥沙量和出库泥沙量均出现大幅减少,坝下游河道将在较长时期内产生较大幅度的沿程冲刷,荆江河段首当其冲.根据三峡水库蓄水运行后荆江河段实测资料,分析了荆江河道特性变化情况,并结合数学模型计算成果,从河型、河势和河床形态等方面对荆江河道特性变化趋势进行了预估.研究结果表明:三峡水库蓄水运行后,荆江河段河道特性总体不会有重大改变,但各河段河势将在长时期内有不同程度的调整,河势调整过程中相应岸段崩岸在所难免.为保障荆江的防洪安全,维护健康长江,促进人水和谐,针对本河段河道特性的变化情况,提出了应对建议和措施.     

三峡水库运行对荆江三口分流的影响评估

荆江三口作为连接洞庭湖和荆江的纽带,历来是研究洞庭湖区防洪、航运、水环境变化和水资源利用的关键点。通过建立荆江三口分流模型,将2008—2015年枝城日实测流量和相应的还原流量作为模型输入资料,计算出有、无三峡工程情况下荆江三口的分流量。探讨了三峡水库对荆江三口发流量、分流比、断流情况的影响(此影响为径流调节和河道调整的综合影响),同时分离并探讨了河道调整对荆江三口分流量变化的影响。结果表明:有三峡工程情况下,在径流调节和河道地形调整的综合影响下,汛前消落期荆江三口多年平均分流量和分流比分别增大28.17%,9.59%,断流情况基本无变化;汛期多年平均分流量减少2.11%,分流比增长0.56%,断流情况变化不大;汛末蓄水期多年平均分流量和分流比分别减少33.87%和19.84%,松滋口和太平口断流情况无明显变化,藕池口断流天数增多且断流日期提前;枯水期三口多年平均分流量增大8.60%,多年平均分流比减小2.93%,松滋口和藕池口在有三峡工程情况下每年分别平均少断流30.43,6.80 d,太平口每年平均多断流30.86 d;其中,河道地形调整使汛期荆江三口分流量增加2.73%,汛前消落期、汛末蓄水期、枯水期荆江三口分流量分别减小16.62%,3.10%,18.49%。该结果可为洞庭湖区湖泊干旱情况、水资源利用与保护及三峡水库的运行调度提供研究基础。     

三峡水库运用后荆南三口分流演变规律及驱动因子

荆南三口是江湖关系变化的核心,其分流规律变化会对三峡大坝下游江湖关系造成影响,因此需对不断演变的荆南三口分流变化规律及其驱动因子进行量化研究。本文基于1991—2020年的实测资料,通过回归分析与基于Tensorflow搭建的人工神经网络(ANN)模型,探究了三峡水库及上游水库群调蓄、荆南三口河道与干流不对等冲刷等驱动因子对三口分流变化规律的影响。分析结果表明：三峡水库蓄水运用前后,荆南三口分流量发生了较大变化,2003—2020年多年平均分流量比1991—2002年减少约20%,二者相差124.4亿m³。进一步对荆南三口分流演变的驱动因子进行探究,三口洪道和荆江不对等冲刷对三口分流量的影响为主要因素,约为75.7亿m³/a;其次是三峡水库调蓄作用的影响,约为28.6亿m³/a;而径流变化及三峡上游梯级水库群调蓄等因素对三口分流量的影响约为20.1亿m³/a。2003年三峡水库蓄水运用后,水库调节径流和不对等冲刷在三口分流演变的驱动因子中占主导地位,应持续优化三峡水库及其上游梯级水库群联合调度,采取疏、挖等措施,增加三口分流量,以维系江湖关系。     

三峡水库蓄水后荆江大堤险工段近岸河床演变分析

针对荆江大堤在防洪减灾方面的重要性,选取荆江大堤沙市、盐观和郝龙3个重点险工段,根据三峡水库蓄水初期护岸监测资料,统计险工段典型冲刷坑的特征,分析了三峡水库蓄水后险工段近岸河床年际、年内演变特点及其影响因素,全面概括了三峡水库蓄水后险工状况。研究表明:三峡水库蓄水后荆江大堤险工段近岸河床普遍表现为近岸岸坡冲刷、水下岸坡变陡,最低点高程降低,且各险工段近岸河床演变规律不同。     

三峡工程运用后上荆江典型河段岸坡稳定性分析

根据三峡水库蓄水前后的实测地形和水文资料,分析了上荆江河段的水沙变化特性和该河段平滩河槽下的冲刷情况。结合三峡工程后续岸坡影响处理的工程实践,选择杨家垴至罗家潭段、学堂洲段、沙市城区、公安河弯、耀新民堤段、郝穴河弯段和南五洲等河段,进行了三峡水库蓄水运用后的岸坡稳定性分析。结合已有的预测结果及岸坡稳定的分析,指出上荆江河段岸坡存在崩塌隐患的地段。     

三峡水库调蓄作用下荆江三口逆流现象成因解析

荆江三口是长江干流分流至洞庭湖以减轻荆江河段防洪压力的重要洪道。2017年长江1号洪水期间,荆江三口出现历史罕见的江湖逆流现象。为探明三口逆流现象成因并揭示其在江湖防洪中的作用,基于大量原始数据,对比分析了近60 a来尤其是三峡水库蓄水以来主要洪水期间的分流情况,并通过分析2017年三口逆流期间主要口门控制站的来水情况、水位演进过程、洪道沿程比降及同期三峡水库调蓄操作,明确了发生三口逆流的充要条件。研究成果能够为科学调度长江中上游水库群、有效缓解洞庭湖区的防洪压力提供有益借鉴。     

三峡水库运用后荆江典型河段冲淤变化计算分析

 采用FLUVIAL-12模型,进行了三峡水库运用60a长 江下荆江藕池口至监利河段冲淤变化预测计算,并讨论了FLUVIAL-12模型的适用性。计算分析表明：三峡水库运用后,藕池口至监利河段呈现先微淤、后冲刷、冲刷平衡后再缓慢回淤的冲淤过程和规律,最大冲刷量7.1～11.2亿t,出现在水库运用55a左右;监利、调关、石首3站枯水流量5 000 m3/s时水位下降3.13～4.71 m,洪水流量30 000 m3/s时水位下降0.42～2.77 m。     

荆江典型河弯河势变化三维数值模拟研究

分别建立了三维水沙数学模型及考虑纵向坍塌范围的二元结构河岸崩塌力学模型，并将两者结合，构建立了荆江典型河弯河势研究的三维数值模型。基于非正交网格采用局部网格可动技术处理由崩岸引起的河道摆动过程。模型采用有限体积法对方程进行离散，采用与动量插值技术相结合的SIMPLEC算法进行模型求解。对石首河弯进行了模拟研究，模拟结果表明：模型能够较好地模拟出蜿蜒河道的水沙运动规律，成功地复演了石首河弯1996年10月至1998年10月期间剧烈的河势变化（主、支汊易位及河道摆动等）过程，实测结果与模拟结果吻合较好；其中河岸坍塌是该河段河势变化剧烈的主要原因之一。     

三峡水库建成后下荆江河型变化趋势的研究

三峡水库建成后，长江中下游河道将遭受长河段、长时期冲刷，河床河性会发生很大的变化。那时各河段的河型是否仍能保持，特别是最为关心的下荆江蜿蜒性河型能否维持，这对防洪和航运是非常重要的。本文在研究丹江口水库下游汉江弯曲（蜿蜒）河段的长期冲刷后的河床变形和河型是否变化以及荆江裁弯后下荆江中的蜿蜒性变化能够维持的基础上，结合三峡水库修建后的长期冲刷过程中，下荆江水沙及河床变化特点，较深入地研究了影响河型变     

三峡水库防洪调度对“09.8”上游洪水影响分析

针对2009年8月长江上游发生的较大洪水（简称“09.8”长江上游洪水）,为减轻荆江河段及荆南四河的防洪压力,控制三峡水库出库流量,实施削峰调度。通过还原计算,分析了防洪调度对荆江及城陵矶河段防洪的影响。结果表明,本次拦洪调度的三峡水库最高库水位达152.89 m,沙市、城陵矶水位均在设防水位以下,避免了荆江河段高洪水位,降低了防汛响应级别,减少了中下游防汛成本支出,同时增加了5.3亿kW·h的发电量,取得了较大的防洪与发电效益,是三峡水库建成以来首次大规模防洪调度的成功案例。