三峡工程建成后长江中游的防洪形势和解决方案（I）

 三峡工程建设的目标是保证荆江防洪安全。几十年来长江中游河道泄洪和湖泊调蓄能力发生较大变化,关键控制点城陵矶洪水位抬高,使得洞庭湖和城陵矶附近防洪形势更加严峻,对三峡水库控制下的下荆江也构成较大威胁。本文依据三峡梯级和长江上游水库群数学模型、长江中游河网水动力学模型仿真模拟了当前条件下的1998、1954年全流域洪水。结果表明,1954年全流域洪水长江中游需要分洪量显著增加,当前建设和规划建设的分蓄洪区规模偏小,城陵矶高洪水位壅高下荆江水位、监利等地洪水位超出堤防设计水位,三峡水库全面拦洪条件下的长江中游防洪形势仍十分严峻。下荆江在1954年洪水条件下存在较大危险,应引起高度重视。     

基于洪水问题的洞庭湖湿地区域划分

为了充分发挥三峡水库对洞庭湖防洪的有利作用,缓解其对湖区湿地水文条件的影响,采用水文模型对城陵矶河段的洪水进行情景模拟,并分析了3口洪道的分流现状以及三峡水库运用后荆江防洪的泄流要求.结果表明,进一步提高洞庭湖的蓄洪功能、保护3口洪道的分流能力,仍是实现长江中游防洪安全的必要条件.由此,结合湖区城镇、产业分布与自然地理条件,按"人类活动集中区—扩大蓄洪区—蓄洪区—自然湿地"的梯级层次提出了划分洞庭湖湿地区域的框架.     

长江中游洪水调度研究(III):防洪工程体系效果浅析

长江中游荆江洞庭湖区的防洪工程体系包括三峡水库以及分散的多个分蓄洪区,它们在不同类型来流情况下可能显示出不同的运用特点和效果。以1%设计标准的洪水为讨论前提,采用洪水调度数学模型分析了各种来流情况下的工程效果。其结果显示:三峡水库的调节作用主要是避免了荆江分蓄洪区的启用,将荆江段的超额洪量转移到水库进行调蓄;尽管不同类型洪水条件下各分蓄洪区运用情况不尽一致,但有、无三峡水库条件下,城陵矶附近总分洪量变化不大,分洪后的洪峰水位也变化不大。     

长江中游洪水调度研究（Ⅲ）：防洪工程体系效果浅析

长江中游荆江洞庭湖区的防洪工程体系包括三峡水库以及分散的多个分蓄洪区,它们在不同类型来流情况下可能显示出不同的运用特点和效果。以1％设计标准的洪水为讨论前提,采用洪水调度数学模型分析了各种来流情况下的工程效果。其结果显示：三峡水库的调节作用主要是避免了荆江分蓄洪区的启用,将荆江段的超额洪量转移到水库进行调蓄;尽管不同类型洪水条件下各分蓄洪区运用情况不尽一致,但有、无三峡水库条件下,城陵矶附近总分洪量变化不大,分洪后的洪峰水位也变化不大。     

三峡工程建成后长江中游应该关注的问题

三峡工程在2008年基本建成后,将为长江中游带来重大的防洪效益;但是,水库大量拦沙将使荆江河段泥沙出现严重不平衡泥沙冲刷将会对长江中游带来深刻的影响和一系列问题。此外,三峡水库的有效防洪能力相对较小,尽管近年来城陵矶附近的防洪形势严峻,但是,单靠三峡工程并不能解决城陵矶附近防洪的问题。从最危险的角度,提出了如果荆江发生严重冲刷和三峡承担城陵矶调度任务等将产生的问题,以便供有关的研究和规划参考。     

对长江中游城陵矶设计洪水位的意见

长江中下游的防洪 ,分别以上游宜昌来水与清江会合后的荆江沙市、与洞庭湖四水会合后的城陵矶（莲花塘 ,下同）、与汉江会合后的汉口以及与鄱阳湖五水会合后的湖口等４处设计洪水位为标准。１９７２年和１９８０年水利部与长江中下游“五省一市”防洪座谈会上 ,根据１９５４年长江最大洪水达到的最高洪水位和分洪溃口情况 ,所定上述４处的设计洪水位分别为４５．０ｍ、３４．４ｍ、２９．７３ｍ、２２．５ｍ。经过近２０年的实践 ,沙市洪水位于１９９８年在未启用荆江分洪区的情况下曾超过０．２２ｍ ;城陵矶洪水位于１９９６年超过０．６１…     

鄱阳湖控制工程防洪作用的探讨

长江三峡工程建成及鄱阳湖区退田还湖工程完成后，若遇1954年型洪水，要控制湖口站水位22．50m，湖口附近地区的分洪量仍在95．7亿m^3以上，远大于原规划分洪量50亿m^3；若按规划分洪量50亿m^3控制，湖口站的最高洪水位将达23．07m，超过湖口站防洪水位22．50m，湖口附近长江干流和鄱阳湖区的防洪形势仍然十分严峻，说明兴建鄱阳湖控制工程是十分迫切和必要的。以充分发挥鄱阳湖对长江洪水调蓄功能为前提，拟定了“江湖两利”的防洪运行原则。1954、1995、1998年等各种典型大洪水的防洪计算表明，鄱阳湖控制工程建成后可使鄱阳湖内湖最高水位控制在21．50m以下，使长江湖口站水位不超过其防洪水位22．50m，并能解决湖口附近地区1954年洪水的超额分洪量问题，对于长江中下游和鄱阳湖区均有较大的防洪作用，可实现江湖两利的防洪目标，且具有发电、供水、血防、航运、水产、改善生态环境等巨大的社会经济效益。     

鄱阳湖控制工程的初步研究

阐述了人工控制鄱阳湖的必要性和重要性，提出满足多功能运用的人工控制湖水位节律性波动面的运行方案，分析了人工控制鄱阳湖后可获得的经济、社会、生态等效益，并重点论述了遇1954年型洪水可解决44亿m^3的超额分洪量，对长江中下游防洪有巨大贡献。     

对长江中游城陵矶设计洪水位的意见

 长江中下游的防洪 ,分别以上游宜昌来水与清江会合后的荆江沙市、与洞庭湖四水会合后的城陵矶（莲花塘 ,下同）、与汉江会合后的汉口以及与鄱阳湖五水会合后的湖口等４处设计洪水位为标准。１９７２年和１９８０年水利部与长江中下游“五省一市”防洪座谈会上 ,根据１９５４年长江最大洪水达到的最高洪水位和分洪溃口情况 ,所定上述４处的设计洪水位分别为４５．０ｍ、３４．４ｍ、２９．７３ｍ、２２．５ｍ。     

永定河泛区洪水调度数值模拟

提出了具有旁侧出流的河网独立计算的一、二维多口门嵌套衔接模式,建立了一维河道嵌套于平面二维永定河泛区洪水演进水流数学模型.结合历史调查洪水资料对永定河泛区洪水演进进行了模型验证,二者结果基本吻合.应用该模型对永定河泛区洪水调度方案进行了模拟,先后模拟了无机场、机场近期建设后和远期建设后3种工况下的洪水演进过程.分析对比机场建设前后各分洪区洪水位、滞洪量、淹没范围的变化.模拟结果显示,各分洪口门启用时间稍微提前,机场建设区寺垡辛庄口门启用次序稍有变化,水位的雍高、分洪量的增量、淹没范围的变化对泛区洪水调度方案影响较小,表明了机场建设的可行性.该研究为淹没区的洪灾损失评估及相应的防洪调度方案修订提供了必要的参数和依据.     

三峡水库蓄水后长江中游分汊河道演变机理及趋势

长江中游宜昌-湖口河段分汊河型分布广泛,涵盖了顺直分汊、微弯分汊及鹅头型分汊3种类型.本文依据三峡水库蓄水以来大量原型观测资料,总结归纳了长江中游各分汊河段的演变特征及其内在机理,并初步预测了其发展趋势.研究结果表明,三峡水库蓄水后,沙量大幅减少,同时局部河床边界条件发生变化,长江中游分汊河段普遍出现支汊冲刷发展、中低滩冲刷变形、高滩滩缘崩退等演变现象.伴随着三峡水库调度方式的不断优化,加之河床冲刷下造床质输移水平的沿程恢复,以及大量航道整治工程的作用,城陵矶以下分汊河段稳定性将优于荆江河段.     

长江中下游河道的特征及其防洪对策

根据长江河道的特征，制定、采用不同的防洪对策，是当务之急的大事。在自然裁弯频繁的荆江弯曲河道，实施人工裁弯已取得了利大于弊的较好效果，提高了防洪排洪能力；但Ｐａｉ洲弯道的裁弯，在未能提高黄石－武穴河段泄洪能力的前提下，将会出现武汉河段的河床淤积，加重武汉的防洪负担。对分汊支数较多或演变周期短的鹅头形弯曲分汊河段，则可堵塞掉一部分衰亡中的支汊，加强发展中的主汊，促成稳定单一河道的形成，取得改善洪条件     

面向决策支持的复杂防洪系统多目标决策模型

以复杂的长江防洪系统联合调度问题为研究背景,应用大系统分解协调递阶求解原理和多目标权重方法,提出了子系统之间分解协调连接递阶结构的计算方法,建立面向决策支持的长江防洪系统的多目标联合调度模型．在考虑已建成的三峡水库及其他干支流水库的基础上,将边界定为从长江上中游干支流水库至汉口河段,并运用1931年、1935年和1954年资料进行模拟仿真验证．研究结果表明,该模型不仅考虑了防洪系统的多目标性、系统的拓展性和防洪系统各个水库的可操作性,而且考虑了防洪系统整体目标,同时可调整有关目标函数权重参数进行各个目标的权衡分析,可以生成面向决策支持的长江防洪系统联合调度多方案．     

三峡工程建成后长江中游防洪等问题的对策

全面解决长江中游防洪问题,稳定长江中游河势,需要更多的措施和途径以及全面的研究。在前文提出三峡工程建成后长江中游在河道冲淤、防洪和生态环境等方面可能出现一些问题的基础上,提出了解决上述问题的一系列初步的对策和建议。结合三峡工程的防洪优势,认真研究、处理好长江中游可能出现的问题,并结合工程和优化调度,长江中游防洪等问题可以得到更好的解决。     

长江中游洪水调度研究（Ⅰ）：洪水调度的水文-水力学耦合模型

根据长江中游的实际特点,选择汊点分组解法求解河网矩阵方程,克服大型复杂区域内模型计算速度和整体性之间的矛盾。选择水文学-水力学模拟技术相耦合的集成措施,解决洪水调度中下边界难以确定的困难,在此基础上建立了洪水调度数学模型。模型在不同来水条件下均能取得较好的洪水调度模拟效果,能够根据调度原则,给出任意位置水位流量、蓄洪区进出洪量等详细信息,为防洪决策提供参考。     

1954年型洪水长江湖口附近地区分洪量的探讨

通过对长江1954年型水湖口附近地区分量变化的多种情况分析研究，指出因江湖调蓄容积与江槽泄流能力的改变，湖口附近地区分洪量比原规划分洪量增加较多，并提出该地区防御1954年型洪水的对策建议。     

长江上游干支流水库防洪调度探讨

根据长江洪水特征和长江中下游防洪要求,对长江上游干、支流水库群如何配合三峡水库解决长江中下游防洪问题进行了探讨,提出了“蓄泄兼施,先泄后蓄,能泄则泄,该蓄则蓄”的水库群调度原则．主要是充分利用河道的宣泄能力,减少干支流水库群拦蓄腰、基流水量,使防洪库容在关键的洪峰流量出现过程中,发挥拦洪削峰作用,提高防洪库容有效系数,为长江中下游防洪发挥更大作用．     

长江防洪系统实时洪水调度仿真模型研究

根据长江流域防洪系统问题,以“先泄、后蓄、再分洪”为洪水调度原则,进行实时调度仿真模拟,并以长江流域1954年洪水为实例进行模拟验证。模型应用结果表明：应用信息反馈技术实施防洪系统实时调度时,将网络调度模型中节点之间的传播时间融合到网络时空结构中,调整了网络结构,减少了迭代次数和算时,且在网络结构中便于考虑上下游水库蓄放水时间空间差异的协调配合;宜昌至汉口的洪水演进由原来3段分为6段,从而计算精度得到提高。     

三峡工程防洪效益弊多利少

三峡工程是举世瞩目全国关心的最大水利工程建设。它的任务是防洪、航运、发电,主要是防洪,因发电尚可用其他方案代替,而航运,特别是库末航运条件总比建库前有所退化。经分析,三峡工程的防洪效益弊多利少,三峡工程是否兴建,是值得重新考虑的大问题。长江一次的洪水量很大,以1954年为例,需要处理的洪水量为1023亿立米,目前加高堤防,需要处理的洪水量约500亿立米;三峡工程在正常发电水位以上有一个防洪库容,这个防洪库容有220亿立米。它与须处理的洪水量相比尚不到二分之一,故三峡水库的防洪能力是微弱的。而三峡防洪的严重性     

江西省修河流域防洪调度系统

修水流域的防洪调度是以柘林水库的洪水调度为中心，兼顾考虑下游地区的防洪任务。因此，防洪凋度的关键是在考虑柘林水库上游来水预报及下游区间洪水预报(主要是潦河)的条件下，制定柘林水库的防洪调度方案。防洪调度涉及众多因素，是非常复杂的决策过程，调度的各个阶段均需要调度人员的积极参与，所以，合理采用人机交互是解决这类问题的有效手段。根据修河流域防洪特点和要求，开发完成的本防洪调度系统包括调度方案生成、调度方案分析和调度方案实施三类功能模块。