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。     

三峡工程建成后长江中游的防洪形势和解决方案（II）

 针对第I部分提出的三峡建成后长江中游防洪形势和问题，用相同模型研究了多种代表性措施的防洪效果，提出了应对长江中游防洪问题的综合解决方案。研究显示，牌洲裁弯、提高城陵矶设计洪水位和南北分洪等工程和调度措施单独使用，在三峡水库提供和《长江流域防洪规划》确定的条件下都难以保证长江中游再现1954年洪水的安全。按防御1954年洪水和保障荆江安全目标，本文通过大量方案计算比较，提出基于牌洲裁弯与南北分洪组合，以适当提高城陵矶设计洪水位为调度余地的综合方案。该方案在调度和运用条件等方面有较大的安全余地，可以更好适应三峡水库等影响下长江中游的河流变化。     

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.     

基于河段单元尺度长江中游河床形态调整过程及差异性研究

三峡水库对坝下游河道调整的影响已初步显现,利用1987~2014年长江中游原型观测资料,以河段作为研究单元,探讨了三峡水库蓄水后坝下游河床形态调整时空差异性及成因,研究表明:(1)坝下游河床整体为冲刷趋势,且主冲刷带下移约80km,175m蓄水以来宜昌—枝城及下荆江河段冲刷强度减弱,上荆江、城陵矶—湖口河段增强;(2)宜昌—城陵矶河段冲刷集中在枯水河槽,且集中程度增加,低滩和高滩冲刷所占比例减小;(3)城陵矶—汉口河段由试验性蓄水前的"冲槽淤滩"转为试验性蓄水后的"滩槽均冲",汉口—湖口河段蓄水前为"冲槽淤滩",蓄水初期深槽和低滩冲刷,高滩淤积,试验性蓄水期后为深槽冲刷,高、低滩均略有淤积;(4)试验性蓄水后坝下游中枯水历时增长,冲刷集中在枯水河槽,滩地因高水历时减少和航道整治工程等作用,冲刷速率减小或略有淤积;(5)砂卵石河段断面调整以深蚀为主,砂卵石—沙质过渡段深蚀过程中伴随横向展宽,沙质河段整体为深蚀趋势,伴随边心滩冲淤调整,其展宽、束窄均有发生.     

长江中游荆江和江汉-洞庭地区防洪减灾策略

 在反思已有防洪减灾措施的基础上,基于"洪水和泥沙资源化"的考虑,提出了长江中游荆江和江汉-洞庭地区防洪的措施,即："采沙扩湖、清淤改田",实现"再造云梦泽、扩张洞庭湖",扩大江汉-洞庭地区洪水调蓄空间,在"蓄泄兼筹,以泄为主"和"江湖两利"的原则下,达到防洪减灾、冷浸田改造和改善血防工作的统筹考虑,支撑服务长江经济带和长江中游地区可持续发展战略。     

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.     

长江防洪千年变局

<正>五千年中华文明史,一直与治水息息相关。三峡工程作为开发和治理长江的关键性骨干工程,防洪是其首要功能,在长江防洪体系中具有不可替代的作用。三峡处于长江上游来水进入中下游平原河道的"咽喉",紧邻长江防洪形势最为严峻的荆江河段,地理位置优越,三峡工程对长江中下游洪水的控制作用是上游干支流水库不能替代的。三峡工程可以控制荆江河段95%的洪水来量,三峡水库的     

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…     

洞庭湖的形成与演变

洞庭湖位于长江中游荆江段南侧,湖南省北部。面积2740平方公里,为我国第二大淡水湖。它以松滋、太平、藕池、调弦(调弦1958年已淤塞)四口及城陵矶(洞庭湖出水口)与长江相通;南纳湘江、资水、沅江、澧水四水(见图1)。因此它对于调蓄长江中游的     

洞庭湖洪涝灾害成因和治理研究

洞庭湖位于长江中游,荆江的南岸。荆江两岸是长江洪涝灾害最严重的地区之一。荆江北岸大堤形成于明朝张居正当政时代,为荆北平原的重要保障。因而长江洪水向南溃决,泛滥成灾。近几十年来,由于长江泥沙在湖区淤积,洲滩成群,湖盆淤浅。加之过量围垦,致使湖泊容积减少。且长江湖口以下干流河床淤积抬高,湖口排水受托,洪水渲泄不畅。因此,湖区的洪涝渍灾害日趋严重,影响国民经济的发展和人民生活水平的提高。本文在收集资料和实地调查的基础上,对洪涝灾害成因进行了分析,并对洞庭湖的综合治理和减轻长江中下游的洪涝灾害提出治理意见。     

基于多变量时间序列（CAR）模型的洞庭湖区域地下水资源量预测

为了预测洞庭湖区域地下水资源量的变化趋势,制定应对地下水资源量较低年份的有效措施,通过分析洞庭湖区域河川天然径流量、长江三口入水量、城陵矶出水量与地下水资源量的变化趋势和相关性,运用多变量时间序列CAR模型,建立了洞庭湖区域地下水资源量的预测模型,验证了模型的预测效果;并运用该模型对洞庭湖区域地下水资源量的变化进行了预测。研究结果表明,洞庭湖区域河川天然径流量、长江三口入水量和城陵矶出水量的变化是引起地下水资源量变化的主要因素;本研究所建的模型模拟值与实测值相对误差的最大值为-7.47%,平均值为3.63%,表明该模型的预测精度高、效果好;通过对未来10年洞庭湖区域的地下水资源量进行预测可知,其平均值下降了0.49亿m3,最低值下降了0.66亿m3,表明该区域地下水资源量仍将持续降低;据不同方案下的地下水资源量预测结果可知,通过增加长江三口入水量,可以有效提高洞庭湖区域的地下水资源量。     

泥沙输移对长江中游水位抬升的影响

通过对长江干流宜昌至汉口河段及与洞庭湖区泥沙输移变化的综合分析,得到了三口分流分沙逐年减少是造成洞庭湖区淤积速率减小和螺山至汉口河段淤积速率增大的主要原因,也是造成长江干流监利至螺山河段水位逐年抬升、洞庭湖区的洪水调节能力大幅度下降的主要原因等结论．按照因势利导的治理原则,荆江及洞庭湖的近期治理策略应是淤积围垸减少河道淤积、疏浚河道、加固干堤．     

三峡蓄水后城陵矶水位变化初步研究

近50年实测水沙资料分析表明,城陵矶水位变化取决于螺山-汉口河段冲淤量．三峡蓄水后,螺山-汉口河段冲淤量又取决于宜昌下泄和宜昌-城陵矶河段冲起的粗沙量（d〉0．085mm）及汉口（扣除汉江）粗沙输沙量．通过估算三峡蓄水后宜昌-城陵矶河段粗沙冲刷量和汉口（扣除汉江）粗沙输沙量,表明螺山-汉口河段最大冲刷约9．5&#215;10^8t,螺山流量为10000-60000m^3／s时,城陵矶水位下降约1．26-0.32m,并且随着螺山流量的增大,城陵矶水位下降幅度减小．     

三峡水库蓄水后荆江三口分流比估算

笔者根据近50年来的实测资料,分析了三口分流比变化的原因．在1955-1990年期间三口分流比递减,主要原因是荆江河段水位下降以及三口口门淤积;而在1990-2004年期间三口分流比基本变化不大,主要原因是荆江河段水位以及三口口门冲淤均变化不大、三峡蓄水以后,长江干流含沙量将会大幅度减少,笔者结合三峡蓄水以来的实测数据预测了蓄水20年后荆江河段的水位变化．在此基础上,计算了三口口门冲刷深度以及分流比的变化．结果表明,荆江河段中、高水位下降幅度有限,三口口门河床高程下降幅度较大,因而三口分流比将不会减少．     

基于MODIS遥感影像数据的洞庭湖蓄水量估算

以洞庭湖为研究对象,应用MODIS遥感影像、水位以及湖底DEM数据估算洞庭湖蓄水量.根据水体在近红外和红外波段的吸收特性,通过对MODIS数据NDVI指数和NIR波段分别设置阈值的方法来实现对洞庭湖水面的动态提取.根据洞庭湖流域各水文/水位站的水位数据,进行空间插值,得到洞庭湖多个时段的水位空间分布.结合洞庭湖水面提取数据、水位插值数据和湖底DEM,估算洞庭湖蓄水量,并以此初步分析三峡截流前后洞庭湖流域的水文响应.结果显示,该方法能有效实现对洞庭湖蓄水量的估算,计算得出的水面面积、蓄水量有明显的相关性;洞庭湖蓄水量与城陵矶水位呈现明显的3次曲线关系,截流前后3年拟合方程决定系数分别达到了0.915和0.928;截流后三峡工程调蓄功能初显,连续3年洞庭湖汛期累积水量占全年水量比重减小;与此同时夏末秋初三峡水库蓄水,下泄水量减少加剧了2006年洞庭湖流域夏秋连旱的影响.     

洞庭湖区干旱灾害发生的原因分析

长期以来,干旱灾害是洞庭湖区严重的自然灾害之一,特别是进入21世纪至今,洞庭湖区受到降水减少,湘、资、沅、澧四水及长江三口来水量变化及历史上围湖造田活动等的共同影响,干旱灾害不断发生;随着四水流域和洞庭湖区社会经济的发展,人们的生产生活用水在大量增加,使得干旱灾害的影响更加严重.频发的旱灾制约了湖区经济的可持续发展,对人民的生产生活产生严重的危害.主要从洞庭湖区的实际情况出发,对洞庭湖区干旱灾害的原因进行简要分析.