荆江 洞庭湖河网泥沙数学模型研
长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望
长江科学院河流水沙数学模型研究进展与展望
董耀华
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2011(028)010
【摘 要】自20世纪50年代末,长江科学院开始研发河流水沙数学模型,至今已有60多年不间断研发与应用历史,形成了“河流(HELIU)”系列软件.综述了长江科学院水库泥沙、河流一维、二维、(准)三维等水沙模型及其它水沙数学模型实例(包括河流水沙估算模型、河流水沙专题数模研究、引进吸收的河流水沙数学模型),以及水沙数值模拟关键技术的研究进展.分析展望了河流水沙数学模型今后研发工作的4方面任务:构建模型体系、完善现有模型、拓展模型领域和研究关键技术.
【总页数】10页(P7-16)
【作 者】董耀华
【作者单位】长江科学院水利部江湖治理与防洪重点实验室,武汉430010
【正文语种】中 文
【中图分类】TV14
【相关文献】
1.长江科学院河流专业研究进展综述——以《长江科学院院报》30年来发表的论文为例 [J], 范北林;李健;周银军
2.网河区水沙耦合河流数学模型初步研究 [J], 赖永辉;谈广鸣
3.长江科学院研制的“基于虚拟地球的河流水沙水质数值模拟与演示系统”软件取得国家版权局软件著作权 [J], 张细兵 4.长江科学院承担的水利部公益性行业科研专项经费顶目“梯级水库运用对长江中游水沙与冲淤影响研究”顺利通过验收 [J], 葛华
5.长江科学院河流研究所派员参加国家重点研发计划项目“长江‘黄金航道’整治技术研究与示范”学术交流暨中期研讨会 [J], 陈栋
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
一维河网嵌套二维洪水演进数学模型应用研究
第４２卷第１期 ２ ０ １ １年１月 人 民 长 江 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．１ Ｊａｎ．，２０１１
文章编号：１００１—４１７９（２０１１）０１—００５９—０４
一维河网嵌套二维洪水演进数学模型应用研究
杨芳丽 ，张小峰２，张艳霞。
（１．长江航道规划设计研究院航道一所，湖北武汉４３００１０； ２．武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室， 湖北武汉４３００７２； ３．湖北省水利厅，湖北武汉４３００７２）
摘要：建立了一维河网嵌套平面二维洪水演进数学模型，并以长江干流螺山一汉口河段和汉江支流东荆河水 系作为应用对象，对该地区分蓄洪区调度方案进行模拟。对东荆河分洪民垸、杜家台分蓄洪区等实施分洪后 汉江、长江干流洪水位变化和各分洪区进洪后洪水演进、淹没过程进行了初步模拟。结果表明，分洪对降低距 分洪闸较近的分洪口门河道水位最为明显，对下游水位也有较明显的降低效果，但对上游水位影响较小，同时 也表明模型构建合理、运用方便、稳定性好，符合实际物理过程，具备推广应用价值。
关 键 词：一维河网；数学模型；洪水演进；分蓄洪区；洪水调度 中图法分类号：ＴＶ８７ 文献标志码：Ａ
我国存在众多河网交错的水系，比如长江洞庭湖、
珠江三角洲等地区，这些地区洪水期水流在河道、分蓄
洪区和湖泊内运动，水流流态复杂，水流方向不定，并
可能还受到堰、闸等建筑物的影响。研究洪水在河道、
湖泊、分蓄洪区的演进过程是一项重要而复杂的工作，
对防洪决策能起到一定的参考作用。河网水流模型是
该地区防洪调度的主要技术手段，一维河网模型能从
整体上模拟河网中各河段断面水力要素（流量、水位
等）随时间变化过程，对于分蓄洪区洪水演进，则需要
在平面二维洪水演进模拟的基础上，掌握分洪区洪水
淹没历时、淹没深度、流场分布等情况，才能制定相应
的分洪调度方案。因此，为获取更多的信息，需采用一
维河网嵌套平面二维洪水演进模型的手段来进行研
洞庭湖水沙变化分析及影响初探
第３１卷第１期 ２０１１年２月 水文 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩＮＡ ＨＹＤＲＯＬＯＧＹ Ｖｏ１．３１ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．．２０１１
洞庭湖水沙变化分析及影响初探
李正最 ，谢悦波 ，徐冬梅
（１．湖南省水文水资源勘测局，湖南长沙４１０００７；２．河海大学水文水资源学院，江苏南京２１００９８；
３．长沙理工大学水利学院，湖南长沙４１００７６）
摘 要：水沙变化是洞庭湖演变和江湖关系调整的关键因子。综合运用数理统计、小波分析、Ｍａｎｎ－
Ｋｅｎｄａｌｌ法和累加过滤器等方法，分析１９５６～２００８年洞庭湖入湖和出湖径流和输沙量的变化特征。结果 表明：①洞庭湖入湖水量以湘、资、沅、澧四水入流为主，洞庭湖入湖泥沙以荆江三口分沙为主。四水年均
入湖水量约占洞庭湖出湖总水量的５９．２％；三口入湖沙量约占入湖总沙量的８０．９％。②由于荆江裁弯、葛 洲坝工程运用、三峡水库拦蓄以及长江上游的水土保持措施的影响，从三口河道进入洞庭湖的水沙呈现
明显的衰减趋势，入湖水量所占比重已由荆江裁弯前的４２．６％下降到了三峡水库运用初期的２１．７％；入
湖沙量所占比重已由荆江裁弯前的８７．７％下降到了三峡水库运用初期的５９．６％。③近５０年洞庭湖的泥
沙沉积总量达５２．９ｘ１０ ｔ，但泥沙沉积比已由荆江裁弯前的７３．３％下降到了三峡水库运用初期的３４．０％， 洞庭湖泥沙淤积的趋势明显减弱，有利于保持洞庭湖的调洪湖容，延长洞庭湖的寿命；但三峡水库运用 初期，三口分流的衰减将加剧洞庭湖区西部地区枯水供水的紧张态势，并使水环境容量下降；同时城陵
矶下游长江河道的淤积导致洞庭湖洪水位抬升。
关键词：洞庭湖；水沙变化；三峡水库；四水；三口
中图分类号：Ｐ３３３．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—０８５２（２０１ １）Ｏ１—０ｏ４５—０９
ｌ前言
洞庭湖位于湖南北部、长江荆江南岸，跨越湘鄂
两省，洞庭湖全流域面积２５７ ２１２ｋｍ ，其中湖区面积
水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化
水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化
林承坤;高锡珍
【期刊名称】《湖泊科学》
【年(卷),期】1994(006)001
【摘 要】本文根据1951—1988年洞庭湖及其入湖河流的水文泥沙资料,研究大型水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化。研究表明,近40年来洞庭湖的径流量减少了29.2％,输沙量减少了48.7％。引起水沙变化的主要原因是荆江四口分流河床的淤积,使荆江入湖的径流量与输沙量减少。1966—1972年下荆江三个弯道裁弯取直,使荆江河床下切,导致荆江及其分流水位的下降,也促使荆江分流的流量与输沙量的减少。40年来洞庭湖水流变化的趋势对洞庭湖、江汉平原与长江中下游的防洪较为有利。
【总页数】7页(P33-39)
【作 者】林承坤;高锡珍
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中 文
【中图分类】P343.3
【相关文献】
1.水利工程对泗河径流及泥沙的影响分析 [J], 袁成鑫;王辉;蔡振华
2.东,南洞庭湖的径流,泥沙特征及冲淤规律 [J], 周乃晟;黄岁梁
3.土地利用和气候变化对四川省紫色丘陵区径流泥沙变化的影响研究 [J], 曾赟;魏琳
4.三峡建坝后洞庭湖区泥沙淤积变化对血吸虫病流行因素的影响 [J], 蔡凯平;左家铮;贺宏斌;卓尚炯;胡钢
5.洞庭湖入出湖径流泥沙年内变化规律及成因分析 [J], 毛德华;曹艳敏;李锦慧;胡光伟;李正最;周慧
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
三峡水库蓄水后荆江三口分流变化机理分析
2022年
4月
Apr. , 2022泥沙研究
Journal of Sediment Research第47卷第2期
Vol.47, No. 2
DOI ： 10. 16239/j. cnki. 0468- 155x. 2022. 02. 006
三峡水库蓄水后荆江三口分流变化机理分析
格宇轩，李义天，邓金运，胡勇
(武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072)
摘要：荆江三口的分流变化对江湖关系的调整至关重要。基于三峡水库蓄水前后
1991-2018年的实测资料，
分析了三口分流变化规律及其形成原因。结果表明：三峡水库蓄水以来，无论蓄水初期还是正常运用阶段，三
口年平均分流比较蓄水前减小，但减幅不大；年内各时段平均分流比呈减小趋势，汛期及汛后蓄水期减小较
多。枝城同流量级条件下，近期松滋口、太平口在30 000 113/3流量级以上分流比增大。三峡水库蓄水后干流
来流偏枯、水库调度及分流口门相对抬高是三口分流比减小的主要原因；而枝城大流量级条件下三口分流比
略有增大，则是受干流漫滩阻力增大及湖区顶托作用减弱的影响。
关键词：荆江三口分流；三峡水库；干流阻力系数；地形冲淤变化
中图分类号：TV147.5 文献标识码：A 文章编号：0468-155X(2022102-0036-07
荆江三口是荆江河段和洞庭湖的纽带，也是长江干流与洞庭湖的水沙连接通道，三口分流变化对江
湖关系调整具有十分重要的意义，直接关系到江湖区域的防洪安全及水资源保障[1’2]。在自然演变和
人类活动的双重影响下，三口自其形成以来一直处于持续的演变过程中[3’4]。卢金友等[5]基于1955-
1995年资料分析，揭示了三峡水库蓄水前三口分流比逐年递减的变化规律。许全喜等[6]对近50年来
( 1951-2008年）三口的分流变化进行了分析，认为三口洪道泥沙淤积、三口 口门河势变化、荆江河床冲
刷、洞庭湖淤积萎缩是影响荆江三口分流分沙变化的主要因素。单剑武[7]、李义天等[8]认为三峡水库
荆江三口分流BP网络预报模型研究
荆江三口分流BP网络预报模型研究
张小峰;胡旭跃;谢作涛
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2003(034)007
【摘 要】荆江三口是江湖关系调整的重要纽带.以长江干流上游来水、洞庭湖区水位以及下游顶托等影响因子为模型输入向量,运用BP网络建立了荆江三口分流流量预报模型,该模型具有1 d的预见期.预报结果表明,模型基本合理可靠.模型不仅可为荆江河段洪水演进计算提供边界条件,而且也为分析三口分流变化规律以及江湖关系等研究提供可靠依据.
【总页数】3页(P33-34，42)
【作 者】张小峰;胡旭跃;谢作涛
【作者单位】武汉大学,水利水电学院,湖北,武汉,430072;长沙交通学院,河海工程系,湖南,长沙,410007;武汉大学,水利水电学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中 文
【中图分类】P332.4
【相关文献】
1.非恒定流条件下荆江三口分流模拟控制方式研究 [J], 朱勇辉;渠庚;郭小虎
2.三峡水库运用对荆江河道及三口分流影响研究 [J], 曹文洪;毛继新
3.荆江三口分流分沙变化研究 [J], 穆锦斌;张小峰;许全喜
4.2020年荆江三口分流分沙变化研究 [J], 徐长江;刘冬英;张冬冬;李妍清
5.近50年来荆江三口分流分沙变化研究 [J], 许全喜;胡功宇;袁晶 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
洞庭湖四口水系水资源利用思路探析
洞庭湖四口水系水资源利用思路探析
徐慧娟;许多;肖华
【摘 要】从水资源、防洪和水生态环境3个方面分析了洞庭湖四口水系地区面临的资源环境问题,提出洞庭湖四口水系地区洪水资源的利用思路,初步分析其综合治理对水资源利用发挥的作用.结果表明,水资源短缺日益严重、湖泊水系水体污染加剧、洪水和内涝渍灾依然严重.提出了建闸控制、水系优化、河道整治、设施改造、调蓄水源等方面的治理方案和思路,初步分析了四口水系综合治理措施.
【期刊名称】《水利水电快报》
【年(卷),期】2013(034)012
【总页数】4页(P13-16)
【关键词】水资源;水资源利用;综合治理措施;洞庭湖
【作 者】徐慧娟;许多;肖华
【作者单位】长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉 430010;长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉 430010;长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北武汉 430010
【正文语种】中 文
【中图分类】TV213.9
对洪水风险的分析和评估一直是学术界关注的热点问题［1-3］。目前对洞庭湖的洪水特性研究文献包括防洪调度决策、洪水演进模型、水沙关系［4～6］，而对洪水利用方面的研究文献较少。为此，本文根据洞庭湖区水资源现状，科学分析水资源利用存在的问题，以解决四口洪道存在的防洪问题、水资源短缺问题为重点，针对不同特点，提出解决水资源供需矛盾的措施，同时分析了基于四口水系优化、河道整治等建设平原型水库的可行性［7～10］。
1 研究区面临的资源环境问题
洞庭湖位于荆江河段南岸，湖南省北部，现有天然湖泊面积2625 km2，容积167亿m3;南汇湘、资、沅、澧四水，北纳松滋、虎渡河、藕池河四口分泄的长江洪水，东接汩罗江和新墙河水。江河来水进入洞庭湖后经湖泊调蓄，由城陵矶北注入长江。四口水系即松滋、虎渡、藕池、调弦四河，河道总长965 km，是荆江和洞庭湖防洪体系的重要组成部分，对荆江河段防洪安危关系重大。研究区的水系概化图见图1。
荆江-洞庭湖河网水流数值模拟与分析
第３９卷第１７期 ２ ０ ０ ８年９月 人 民 Ｙａｎｇｔｚｅ 长 江 Ｒｉｖｅｒ Ｖ０１．３９．Ｎｏ．１７ Ｓｅｐ．，２００８
文章编号：１００１—４１７９｛２００８）１７—００５３—０３
荆江一洞庭湖河网水流数值模拟与分析
袁雄燕
（长江水利委员会水文局，湖北武汉４３００１０）
摘要：根据荆江一洞庭湖水系１９９８年实际地形资料，对荆江一洞庭湖区进行河网概化处理，建立了荆江一洞庭
湖河网数学模型；采用１９９８年７月２日～８月２７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：模型计算值与实测值吻合较好，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，可以模拟边界条件复杂的河网。
关键词：河网；节点；分洪；数学模型；洞庭湖
中图分类号：Ｐ３３３ 文献标识码：Ａ
当前，河流数值模拟技术已广泛地应用于河流的规划、开 发、整治、防洪、航运等各个领域，但伴随着社会经济的发展、数
值计算方法的成熟以及计算机技术的飞速进步，单一河道的河
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
合考虑江湖分合、河网交错、分蓄滞泄、堤垸渐溃、吐纳交替等复
杂情况的河网数值模拟新技术。荆江一洞庭湖水系河道交织、
湖泊众多，来水来沙过程复杂多变，虽然当前针对荆江～洞庭湖
水系局部区域的数值模拟成果较多，但对整个荆江一洞庭湖水
系进行模拟计算的成果并不多见。本文对荆江一洞庭湖水系进
行河网概化处理，建立了荆江一洞庭湖复杂河网数学模型，采用
１９９８年实测资料进行模拟计算，并对荆江分洪区假设分洪的情
况进行模拟计算，以检验数学模型的适应性与准确性。
１荆江一洞庭湖区概况
长江荆江河段上起枝城，下至城陵矶，长约３４０ ｋｍ。其中枝 城一藕池口段又称为上荆江，藕池口以下河段又称为下荆江。
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
２５．５万 ，湖区面积１．８７万ｋ ，是我国第２大淡水湖。洞庭
荆江-洞庭湖耦合系统水动力学研究
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。
荆江—洞庭湖水沙变化影响分析
第１期 ２０１１年３月 水利水运工程学报 ＨＹＤＲＯ－ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧⅡ ＲＩＮＧ ＮＯ．１ Ｍａｒ．２０１１
荆江一洞庭湖水沙变化影响分析
穆锦斌 ，张小峰
（１．浙江省水利河口研究院，浙江杭州３１００２０；２．武汉大学水资源与水电＿Ｔ程科学国家重点实验室，湖北 武汉４３００７２）
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，分析表明，江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，城 陵矶水位逐渐抬升，对荆江及洞庭湖防洪形势构成巨大威胁．采用河网水沙数学模型对三峡水库蓄水初期下游 河道水沙输移变化及其影响进行了初步预测．计算结果表明，长江干流河道的冲刷使得荆江及洞庭湖区最高洪 水位降低，防洪形势进一步缓和．
关 键 词：水沙输移；河网模型；防洪
中图分类号：ＴＶ１４３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—６４０Ｘ（２０１１）０１—００８４—０８
长江中游和洞庭湖关系密切（见图１），近１５０ ａ的江湖
关系巨变，影响整个中游的防洪形势．江湖水沙输移的变化，
对荆江、洞庭湖及城螺河段有较大影响，国内有较多学者做
过相关研究＿ｌ ，如韩其为 分析了江湖流量分配变化导致
的长江中游新的防洪形势；李义天等 通过实测资料和数学
模型研究了水沙输移变化对长江中游洪水抬升的影响．这些
成果对长江中游河道的治理具有重要指导意义．
长江中游河道在长期演变过程中，通过挟沙水流和河床
的相互作用，形成了相对稳定的河床形态．三峡工程建成后，
坝下游年径流分配过程将发生改变，必将引起水沙输移、江
湖关系等发生重大变化，给下游防洪带来了一系列急需解决
的新问题 ．本文在分析江 水沙变化影响基础上，采用
文献［１ １］中建立的模型，对三峡水库蓄水初期下游河道水沙
输移变化及其影响进行了初步预测． 图１ 荆江与洞庭湖示意图 Ｆｉｇ．１ Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ Ｊｉｎｇｊｉａｎｇ Ｒｉｖｅｒ ａｎｄ Ｄｏｎｇｔｉｎｇ Ｌａｋｅ