荆江-洞庭湖耦合系统水动力学研究
荆江—洞庭湖水沙关系及调整
文 章 编 号 ：０６—１５ （０２ ０ —０５— ４ １０ ５ Ｘ ２０ ）３ ０ ０
荆 江 一洞 庭 湖 水 沙 关 系及 调 整
吴 作 平 杨 国 录 甘 明辉 ， ，
（． １ 武汉 大学水 利水 电学 院 ， 湖北 武 汉 ４０７ ； ． ３０ ２ ２ 湖南省水 电厅洞庭 湖工程局 ， 湖南 长沙 ４ ００ ） １０７
维普资讯
第 ３ 第 ３期 ５卷
２ ０ 年 ６月 ０２
武汉 大学学报 （ 学版 ） 工
Ｅ ｇｎ ｅｉｇＪｕｎｌｏ ｕ ａ ｉｅｓｔ ｎ ｉｅ ｒ ｏ ｒａ ｆ ｈ ｎＵｎｖ ｒｉ ｎ Ｗ ｙ
Ｖ０ ． ５ Ｎ ． １３ ｏ ３
Ｊｎ．ｏ ２ ｕ ２ ０
主汛 期 为 ６ ～７月 ， 早也 可 出现 于 ３月 ， 最 而长 江 主
表 ３ 荆江三 口分流分沙 比（ 占枝 城 站 ） 化 统 计 ％ 变
摘要 ： 系统分析了洞庭湖复杂的来水来沙条件和湖区淤积情况， 荆江 一洞庭湖水沙关系， 洞庭湖出流对荆江各
河段不同 的顶 托作用 ， 以及荆 江裁弯后 江湖水沙关 系的变化 和调整 ； 究 了江湖水 沙关 系 的变化 对荆 江各 河段 研 以及洞庭湖水 沙条件和河床演 变的不 同影 响 ． 认为荆 江裁弯后 ， 口入 湖水沙减少 ， 三 减缓 了洞庭 湖 的淤积 和防洪 压力 ， 同时荆江泄 流量加大 ， 部河段 防洪形 势更为严峻 ， 但 局 对洞庭 湖 出流顶托 作用加强 ．
收 稿 日期 ：０ １ ２ ０ ２０ —１ —１
作者简 介 ： 吴作 平（９９一）男 ， １６ ， 湖北咸 宁人 ， 博士研 究生 ， 主要从事河 流数 值模拟方 面的研究工作 基金项 目： 国家 自然科学基金重 大项 目资助课题 （０ ５０ ） ． ①王明甫 、 段文 忠 、 王运 辉 ． 三峡建 坝前后荆 江河 势演变及江 湖关系研究报 告 ． 武汉 水利 电力 大学科研报告
荆江-洞庭湖河网水流数值模拟与分析
２ 模型的建立
２ １ 河 网的概 化 【 ． Ｊ
复杂 河网是 由河道 、 湖泊 、 蓄洪区 、 洪区及工程建筑 物（ 行 如 闸、 、 、 堰 堤 桥梁等 ） 组成 ， 水期水 流主要 在河道 、 平 湖泊 中运 动。
流数值模拟 已不能满足 工程实 践和 生产 的需 要 ， 急需拓 展能综
城一藕池 口段 又称 为上 荆 江 ， 池 口以下河 段又 称 为下 荆 江。 藕
洞庭湖位 于长江 中游 荆江南 岸 ， 地跨 湘 、 鄂两省 ， 集水 面积约为
２． ５５万 ， 湖区面积 １８ 万 ｋ ， ．７ 是我 国第 ２大淡水 湖。洞庭 湖北 面有松滋 、 太平 、 藕池 ３口（９８年前为 ４口） １５ 分泄长 江来水 来沙 ， 、 西 南有湘 、 、 、 ４水水沙入湖 ， 资 沅 澧 经湖 区后 由城 陵矶注
荆 江一 洞 庭 湖 河 网水 流 数 值 模 拟 与 分 析
袁 雄 燕
（ 江 水 利 委 员会 水 文局 ， 北 武 汉 ４ ０１ ） 长 湖 ３０ ０
摘要 ： 根据荆 江一 洞庭湖 水 系 １９ 年 实际地形 资料 ， ９８ 对荆江一洞庭湖 区进行 河 网概化 处理 ， 立 了荆 江一洞 庭 建 湖河 网数 学模 型 ； 用 １９ 年 ７月 ２日～８月 ２ 采 ９８ ７日实测 资料 进行 验证计 算 ， 并对荆 江分 洪区假 定 分洪的情 况 进行 模拟 。结果表 明： 型计算值与 实测值吻合较好 ， 模 能模 拟荆江分洪 区启 用对下荆 江河段 的分 洪作 用。对荆 江一 洞庭 湖复杂边界条件的概化 比较符合 实际情况 ， 以模拟边界条件 复杂的河网。 可 关 键 词： 河网；节点 ；分洪 ； 学模型 ；洞庭湖 数
合考虑江湖分合 、 网交错 、 蓄滞泄 、 河 分 堤垸渐溃 、 吐纳交替等复
三峡工程运用初期荆江与洞庭湖治理问题探讨
２ ０ １ ４年 １月
人 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖｅ ｒ
Ｖｏ １ ． ４５． Ｎｏ． １
Ｊ ａ ｎ．， ２０１ ４
文章编号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ １ — ０ ０ ０ １— ０ ５
机 组发 电 ， ２ ０ ０ ６年汛后 蓄 水至 １ ５ ６ ｍ水 位 进入 初 期 运
６ ８ ％， 累计 拦 蓄洪 水量 为 ２ ４ ７ ． １ ６亿 ｍ 。２ ０ １ ２年汛期 ， 先后 ５次 实施 防洪 调度 ， 累计 拦 蓄 洪 水 量 为 ２ ０ ０ ． ５亿 ｍ ， 其 中 一 次 为 建 库 以来 最 大 入 库 流量 ７ １ ２ ０ ０ ｍ ／ ｓ 的洪 水 ， 控制 出库流量 ４ ４ １ ０ ０ ｍ ／ ｓ ， 削 减 洪 峰 流 量
中图法分类号 ： Ｔ Ｖ ８ ８ ２
文献标志码 ： Ａ
１ 水库运 行初期调度概述
三 峡工 程是 治理 和开 发利 用长 江 的关键性 骨 干工 程， 具有 巨大 的防洪 、 发电、 航运 、 供水 等综 合效 益 。三 峡 工程 于 ２ ０ ０ ３年 ６月实 现下 闸蓄 水 、 船 闸通 航 和首 批
三 峡 运 用初 期 的荆 江 治理 ， 探 讨 了芦 家河 浅滩 河段 治理 、 下 荆 江 熊 家洲 至 城 陵矶 裁 弯 ， 以 及 抑 制 荆 江 河 床 冲 刷 下 切 等 热 点 问题 ； 对于洞庭湖治理方面 ， 提 出了三 １ ７ 水 系优 化 、 松滋１ ７ 建 闸的 规 划 建 议 ， 对 兴 建 城 陵 矾 综 合 枢
三峡工程运用初期荆江与洞庭湖治理 问题探讨
荆江三口分流分沙及洞庭湖出口水沙输移的变化规律
长
江
科
学 院 院
报
Ｖ １ ２ Ｎｏ ８ ｏ． ８ ．
Ａｕ ． ２ １ １ ｇ ０
Ｊ ｕｎ ｌｏ ａ ｇｚ ｉｅ ｃｅｔｉ ｅｅｒｈＩｓ ｔｔ ｏ ｒ ａ ｆＹ ｎ ｔｅＲ ｖ ｒＳｉｎ ｆ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｉｃ ｉ
其它三 站干流临界流量均变化不大 。三 峡工程 蓄水 后七 里 山年均 输沙 量减 少幅 度不 大 ， 洞庭 湖排沙 比显 著增 但 大， 甚至部分年份洞庭湖排 沙比超过 １０ 。此成果 对于深入研究 江湖关 系调 整规律 和预测 长江与 洞庭湖 的变化 ０％
趋势均 具有 重要意义 。
关
键
词： 三峡工程 ； 荆江三 口； 分流分沙 ； 洞庭 湖 ； 排沙 比
关 系 发生 较大 调整 ， 种 变化 引起 了众 多 学 者 的广 这
２ 荆江 三 口分 流 分 沙 的变 化
２ １ 近期 荆江 三 口分流 分沙 比变 化 ．
泛 关 注 。因此 ， 统 分 析荆 江三 口分 流 分 沙 及 洞 庭 系 湖 区出 口水 沙输 移 规律 对 于深入 研究 江湖关 系 调整
文章编号 ： ０ ５ ８ （０ １０ ０ ８ ０ １ １— ４ ５ ２ １ ）８— ００— ７ ０
荆江三 口分流分沙及洞庭湖 出 口水沙输移 的变化规律
郭小 虎 姚 仕 明 晏黎 明 。 ，
（． １ 长江科 学院 水利部江湖治理 与防洪重 点试 验室 ， 武汉 ４０１ ； ． ３０ ０ ２ 荆江水 文水 资源勘测 局 ， 湖北 荆州 ４４ ２ ） ３ ０ ０
河 床 冲淤 等起着 决 定 性 作 用 ； 庭 湖 出 口水 沙 输 移 洞 过 程对 江 湖关 系变 化 及 防洪 、 资源 配 置 等 同样 都 水 会 产生 重要 影 响 。三 峡 水 库 蓄 水 前 ， 自然 因素 和 受 人 类 活动 的双 重影 响 ， 致荆 江 河道 冲刷 下切 ， 导 江湖
程永舟
程永舟，男，1974年7月出生，副教授，硕士研究生导师，2007年毕业于大连理工大学港口、海岸及近海工程专业，获博士学位。
主要从事河流海岸动力过程以及波浪-海床-建筑物相互作用研究，作为技术负责人或主要研究人员参加了国家自然科学基金课题、交通部科技攻关课题等10余项省部级项目。
2005年获中国航海科技奖二等奖一项，2007年获湖南省科技进步奖二等奖一项。
2008年入选湖南省高校骨干青年教师。
已发表论文20多篇，其中SCI、EI收录第一作者论文7篇。
在波浪与沙质底床、波浪与多孔介质结构物（抛石潜堤、抛石基床防波堤）相互作用方面取得一定成果。
发表的主要论文[1] CHENG Yong-zhou,JIANG Chang-bo, WANG Yong-xue, 2009. A CoupledNumerical Model of Wave Interaction with Porous Medium. Ocean Engineering.36(12-13), 952-959./10.1016/j.oceaneng.2009.06.001（SCI、EI收录）[2] CHENG Yongzhou, WANG Yongxue, JIANG Changbo, Chen Chun. Anexperimental investigation of the velocity field under cnoidal waves over the asymmetric rippled bed. Acta Oceanologica Sinica，2007，26（1）. （SCI收录）[3] CHENG Yong-zhou(程永舟), WANG Yong-xue(王永学) , JIANG Chang-bo(蒋昌波).A Coupling Model of Nonlinear Wave and Sandy Seabed Dynamic Interaction. China Ocean Engineering, 2007，21（1）. （SCI、EI收录）[4] 程永舟,王永学,蒋昌波,陈纯.浅水非线性波作用下沙纹床面底层流动特性试验研究. 水科学进展.2007，18（6）（EI收录）[5] 程永舟,王永学,蒋昌波.非线性波作用下沙纹床面底层流动特性数值分析.大连理工大学学报.2008，48（3）.(EI收录)[6] 程永舟,王永学,陈智杰，蒋昌波.高渗透性海床对波浪衰减作用的数值分析.大连海事大学学报.2008，34（3）. (EI收录)[7]程永舟,王永学,蒋昌波.浅水非线性波作用下沙质底床孔隙水压力响应数值分析.海洋工程.2008，26（2）[8] 程永舟，李建习，资津，何方.风浪作用下库岸孔隙水压力响应试验研究.水利水运工程学报，2008，（3）[9] Cheng Yongzhou,Wang Yongxue, Jiang Changbo, Chen chun, 2006. A Study ofNear Seabed Flow Field Induced by Nonlinear Water Waves.7th ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium, Dalian：321-328. (EI、ISTP收录) [10] 程永舟,江诗群,周一平,黄伦超.水利工程流体实验教程.人民交通出版社，2009.获得奖励情况[1]“桥区河段航道整治技术研究”，2005年获中国航海科技奖二等奖。
溃堤洪水分析的一、二维水动力耦合模型及应用
溃堤洪水分析的一、二维水动力耦合模型及应用苑希民;薛文宇;冯国娜;李长跃【摘要】A coupled one-and two-dimensional hydrodynamic model was developed to simulate the flood wave propagation through the breaches. The Preissmann scheme was used for the one-dimensional model and the Roe scheme on unstructured meshes was used for the two-dimensional model. The special boundaries, such as roads and irrigation ditches, were generalized as broad crested weirs and were linearized. A coupled model with real terrain was established through coupling the unstructured mesh and special boundaries, and the dry and wet depth theory was used to optimize this model. The model was applied to simulation of a levee-breach flood that occurred in the West Irrigation Area of the Qingtongxia Gorge of the Yellow River. The results show that the model can truly simulate the flood wave propagation and flood inundation area in the calculation area, and can simulate the water-blocking effect of roads and irrigation ditches and water-passing effect of bridges and culverts.%建立一、二维水动力耦合数学模型以模拟溃堤洪水的演进过程，其中一维模型采用Preissmann格式离散，二维模型利用基于非结构网格的Roe格式离散。
荆江—洞庭湖水沙变化影响分析
３０ ２ ； ．武 汉 大 学 水 资 源 与 水 电 ＿程 科 学 国家 重 点 实 验 室 ，湖北 １００ ２ Ｔ
摘要： 荆江一洞庭湖水沙输移变化直接影响整个长江中游的防洪形势． 通过实测资料分析了江湖水沙输移变
化 对 荆 江 和 洞庭 湖 的影 响 ， 析 表 明 ， 湖 水 沙 输 移 的调 整 变 化 引 起 下 荆 江 流 量 的 增 加 及 城 螺 河 段 的淤 积 ， 分 江 城
１ １ 对荆江 河段 的影 响 ．
由于三 口分 流河道 自然衰减 和荆 江裁弯 导致 三 口分 流大量减 少 ， 江径 流量大 幅增加 ， 荆 引起荆 江 河道 的 冲刷 与水位变 化 ． 江流 量加大 ， 荆 将导致 其河 床冲刷 ， 上荆 江在 裁弯 前 １５－ １６ ９５ ９６年平 均 淤积 ０ ０ ８亿 ｍ ， ．８
文献 ［ ］ １ 中建 立 的模 型 ， 三峡水库 蓄水初 期下游 河道 水沙 １ 对 输移 变化及 其影 响进 行 了初 步预测 ．
１ 江 湖水 沙输 移 变 化调 整 对 长 江和 洞庭 湖 的影 响
荆 江三 Ｅ是连接 长江 与洞庭 湖 的纽 带 ， 口分流 分沙 发生 变化 时 ， 江 干 流河 道 、 ｌ 三 荆 洞庭 湖 区及 城 螺河 段 将作 相应调整 变化 ， 防洪形势 有较 大影 响． 对
合淤 ０ ０ 冲淤 基本平 衡 ； ． ３ｍ， 下荆 江 冲 １ ３ ８亿 ｍ ， 冲深 ０ ３ 裁 弯后 的 １ ６ — １ ８ ．３ 合 ．５ｍ． ９ ６ ９ ７年 ， 上荆 江 冲刷 了
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ０ ２ １ － ４ １
作者简 介 ： 穆锦斌 （ ９０ ） 男 ， １８ 一 ， 江西九江人 ， 博士 ， 主要从事水力学及河流动力学研究．Ｅｍａ ：ｉｂｎ ｕ ６ ．ｏ — ｉ ｊ ｉｍ ＠１３ ｃｍ ｌ ｎ
洞庭湖湖泊环境系统的演变及驱动因子研究的开题报告
洞庭湖湖泊环境系统的演变及驱动因子研究的开题报告一、研究背景和意义洞庭湖位于中国南方，是中国第二大淡水湖，水域面积3600平方公里，是重要的生态保护区和经济发展区。
然而，由于人类活动和自然环境的变化，洞庭湖环境系统已经发生了许多变化，例如水质恶化、湖泊面积缩小和水生生物减少等。
因此，探究洞庭湖湖泊环境系统演变及其驱动因素是十分必要的，可以为湖泊的管理和保护提供科学依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）探究洞庭湖湖泊环境系统演变的历史和现状。
（2）分析洞庭湖湖泊环境系统变化的驱动因素，包括自然环境因素和人类活动因素。
（3）研究湖泊环境系统演变对区域生态和经济的影响。
2. 研究方法（1）收集和分析洞庭湖湖泊环境系统的历史和现状的数据。
（2）利用回归模型和遥感技术分析湖泊环境系统变化的驱动因素。
（3）通过场地调查和问卷调查研究湖泊环境系统演变对区域生态和经济的影响。
三、研究计划和进度安排1. 研究计划时间节点研究内容第1-2个月收集和整理洞庭湖湖泊环境系统的历史和现状的数据第3-4个月利用回归模型和遥感技术分析湖泊环境系统变化的驱动因素第5-6个月通过场地调查和问卷调查研究湖泊环境系统演变对区域生态和经济的影响第7-8个月撰写毕业论文和制作答辩PPT2. 进度安排第1-2个月完成数据收集和整理工作第3-4个月完成回归模型和遥感技术分析第5-6个月完成场地调查和问卷调查研究第7个月完成毕业论文的初稿第8个月完成毕业论文的修改和答辩PPT制作四、预期成果1. 研究洞庭湖湖泊环境系统演变及其驱动因素，为湖泊管理和保护提供参考依据。
2. 建立回归模型和遥感技术分析洞庭湖湖泊环境系统演变的驱动因素，为其他水域环境系统研究提供参考。
3. 研究湖泊环境系统演变对区域生态和经济的影响，为地方政府和相关部门制定政策提供支持。
五、参考文献1. 高峻，陈强，谢锋，等. 洞庭湖流域水环境特征，问题与治理[J]. 环境科学与技术, 2009, 32(6):1-6.2. 刘曼，邢丽蕊，宋援，等. 洞庭湖区湿地景观格局演变及其生态效益[J].地理与地理信息科学,2016,32(04):45-52.3. 刘霞, 童礼强, 何仲华. 洞庭湖盆地晚新世以来环境演变研究进展[J]. 生态与农村环境学报, 2015, 31(1):34-43.4. 李霞，刘敬龙，彭海洋. 基于遥感技术分析洞庭湖湖泊面积变化及其驱动因素[J].环境科学与技术，2016,39(04):29-33.。
洞庭湖区的江湖关系 二
洞庭湖区的江湖关系二洞庭湖区的江湖关系作者：郭辉东一、荆江河道的形成与变迁据《荆江大堤志）（河海大学出版社1989年10月第一版）所载的史实表明，荆江河道形成与变迁的大致情况是：荆江统一河床形成的时间，在学术上仍是个需要探讨的问题。
有关这方面的记载，为复旦大学袁激方的（下荆江河曲的形成与演变初探）和1982年出版的（中国自然地理?历史自然地理）。
前者云：“荆江统一河床，早在先秦业已形成”；后者云：“战国时代……已经形成。
”这两种说法基本一致，但记述却都比较简单。
另外一种说法则是复旦大学张修桂在（云梦泽的演变与下荆江河曲的形成）一文中所阐述的观点，该文认为：荆江统一河床的形成过程，大致经历了漫流阶段、三角洲分流阶段和统一河床形成阶段，经历了由西向东逐渐形成的过程，即首先是在江陵境内，其后是在石首、监利境内的形成过程。
史前时期，荆江尚未形成明显的河床形态，那时江流在今湖北江陵县边缘进入浩瀚的古云梦泽，然后以漫流形式向东南倾注。
至周秦两汉时期，由于江水所携带的泥沙在云梦泽长期沉积，以致首先在水泽西部形成以江陵为顶点的荆江三角洲，并在洲上发育了分流水系。
当时在这块三角洲上，古荆江水系呈扇状向东扩展，汇注云梦泽。
由于受新构造运动自北向南倾斜下降的影响以及倾斜力的作用，扇状分流水系的主汛道，逐渐迁移至三角洲的酉南边缘，从而形成江陵以下上荆江的明显河床。
此时，下荆江地区则尚处在高度湖沼阶段，洪水季节主流横穿湖沼区至城陵矾与洞庭湖诸水相会。
至魏晋时期，因北岸水系继续分泄泥沙的结果，荆江三角洲在向东继续延伸的同时，迅速向南扩张，迫使位于石首县东北境内的云梦泽主体向下游推移，自此荆江在石首境内始摆脱漫流状态，逐步形成河床，其形态发展到南北朝时已极为清晰。
而这一时期监利东境的荆江河段，则依旧横穿云梦泽向东南方向漫流。
到唐宋时期，云梦泽完全解体演变成若干星罗棋布的小湖沼，自此监利境内的荆江河床最后塑造完成。
荆江自形成明显河道以迄于今，历经河型上的沧桑之变，但其基本流向与流路却是比较稳定的。
荆江-洞庭湖洪水演进模型的率定和应用
摘 要 ： 建 立 了荆 江 一洞 庭 湖 洪 水 演进 模 型 的基 础 上 ， 重讨 论 了建模 过程 中有 关断 面资 料 处 理 、 在 着 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 ， 对 荆 江特 大 洪 水 进 行 模 拟 调 度 ， 果 表 并 结
明 ． 型 能很 好 地 描 述 洪 水在 荆 江 一洞 庭 湖 河 测各 种 模 可 预
调 度 方 案 实施 效 果 ， 荆 江 洞庭 湖 防洪 规 划 具 有 重要 现 实 意 义。 对
关 键 词 ： 定 ；数 字验 证 ；洪水 调 度 ；荆 江 一洞 庭 湖 水 系 率
作者简介 ： 锦斌 ， ， 穆 男 高级 工程 师 ， 士 ， 博 主要 从 事水 力学 及 河 流动 力 学研 究。 Ｅ—ｍ ｉ ｊ ｂ ｍ ＠ １３ ｃ ｍ ａ ： ｉ ｉ ｕ ６ ．ｏ ｌ ｎ ｎ
第１ ２期
穆 锦 斌 ， ： 江 一洞庭 湖 洪水 演进 模 型 的 率 定 和 应 用 等 荆
１ １ 断 面 资料 ．
在建立 区域模 型 时 ， 首先 需要 对 计 算研 究 区 域 内 的河道 、 断面及 节点进 行编号 ， 以确定 其数 目。在 进行
规 戈 方 案 计 算 时 ， 能 需 要 在 原 方 案 的 河 网 布 局 中 增 ０ 可 减 河 段 ， 而 需 要 重 新 组 织 河 段 及 其 断 面 数 目 的 基 本 从
任何 一个数 学模 型 ， 如果没 有实测 资料 的验证 ， 是 不 能用来进 行工 程计 算 的 ， 中水 流模 型 验证 的 主要 其 参数 是糙率 。 由于长 江洪 水 与 洞庭 湖 出 流相互 顶 托 ， 本文一 维河道 糙率 是采 用 实 测水 文 资料 ， 对城 陵 矶 针 不 同出 口水位 ， 对各河 段糙 率按水位 分级进 行率定 ， 建 立糙 率 与断面水 位和城 陵矶水 位有关 的数据库 ： ｎ＝－ Ｚ， ） 厂 。 （ 式 中 ，， ｇ 为断面水 位 ； 为城 陵矶水 位 。 采用 这种 方 法处 理后 ， 于不 同的水 位 、 对 流量 ， 断 （） １
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
荆江-洞庭湖耦合系统水动力学研究
荆江和洞庭湖地区历来都是长江流域洪涝灾害最频繁的地区。
三峡工程的建成运行又给这一地区带来了许多新的变化,直接影响其防洪形势。
在新的情况下,如何正确处理人与自然的关系,上游和下游的关系,干流和湖区的关系,从而实现江湖地区的长治久安,有一系列重大问题需要深入研究。
针对荆江-洞庭湖耦合系统水系复杂的特点,建立了与之相适应的荆江和洞庭湖一、二维耦合非恒定流水动力学模型。
模型将荆江和三口河系作为一维河网处理,将洞庭湖区作为二维浅水湖泊处理,通过对不同类型的典型洪水进行验证计算,论证了模型的精确性。
论文同时还尝试建立了荆江和洞庭湖整体二维水动力学模型。
并通过与一、二维耦合模型的对比,认清了两种模型各自的优点和缺点。
应用建立的耦合水动力学数学模型计算分析了三峡工程运用后,不同的调度方式对长江中游防洪形势的影响。
计算结果表明:三峡工程不同调度方式对同一场洪水的防洪效果和相同调度方案对不同类型洪水所起作用差异很大。
实际操作中,应根据洪水的特征灵活采用,使洪水分配更为合理,以最大限度的发挥三峡水库的防洪作用。
论文也计算了洞庭湖区几项倍受关注的治理方案对长江中游防洪形势的影响,包括三口建闸、松滋河系整治和藕池河系整治等,评价了各方案的可行性。
松滋口建闸对几类典型洪水影响的计算表明,松滋口建闸将为江湖流量的重新分配增加一种选择,建闸能有效改善西洞庭湖的防洪形势,同时遇一般类型洪水也不会对荆江造成过大压力,但松滋口闸的调度方案必须与三峡的调度方案统筹协调,才可以做到江湖两利。
采用带旋流修正的三维紊流模型对影响江湖耦合系统水动力学特性的几个重要因素进行了研究,包括连续弯道水流特点、裁弯对上下游水流形态及防洪形势的影响、分汊河道分流分沙规律等。