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（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。     

长江中游洪水调度研究（Ⅱ）：整体防洪设计洪水分析

区域设计洪水是评价防洪工程体系整体效果的主要依据,文中首先探讨了地区组成法、洪泛区组合法等经验方法的优缺点,并结合长江中游螺山以上的实际情况,分析计算了该区域不同标准的设计洪水。其结果显示,典型年法、洪泛区组合法、同频率组成法具有不同的数学、物理背景,几种方法分别是从偏于冒险、偏于安全等角度选取洪水组合方案的不同提法;按照不同方法分别放大1954年、1995年、1996年、1998年型洪水,基本能够涵盖长江中游各种遭遇类型的洪水组合。     

从地学角度谈长江中游防洪

关于长江中游防洪,我们仅从地学角度,提一点意见。要点是“挡”要注意基础,长远以蓄、泄为主,并提出两条思路供参考。一、“挡”是当前急务,但要注意堤防基础　　１９９８年抗洪实践证明,“堤”是“防”的关键。从某种意义上说,保卫大堤的胜利就是抗洪斗争的胜利。因此,加固长江大堤是当前急务,无可争议。但是从地学角度看,大堤的坚固,不仅在于其本身的钢筋水泥,还在于它的基础。其一,长江中游干堤大都建在具二元结构的第四纪冲积层之上,即下面是含水透水的河床相（砂层）,上面是较不透水的河漫滩相（亚粘土和粘土）。人人皆…     

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。     

大洪水后的反思--关于长江中游防洪体系建设的初步设想

一、水灾是中国第一大灾，长江中游历来就是重灾区　　人类与洪水斗争贯穿着人类的历史过程。尽管人类社会已进入信息时代，科学技术有了很大的发展，防洪体系的建设日趋完善，但水害为自然灾害之首至今未变。２５００年前的先秦时代，《管子·度地篇》就说得一清二楚：“五害之属水为大”。目前全球各种自然灾害所造成的损失，洪涝占４０％，热带气旋占２０％，干旱占１５％，地震占１５％，其余占１０％，可见水灾损失之严重性。中国是一个水灾频发的国家。中国水量在空间和时间上分布严重不均，占国土面积５３％的东南部，其水资源占全国…     

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。     

长江中游湿地生态恢复研究

长江中游是我国较有代表性和典型意义的湿地分布区，进行湿地生态恢复具有重要意义．由于受人为因素和自然因素综合影响，长江中游湿地生态呈现恶化趋势，江湖关系发生巨大变化，影响了湿地生态系统正常演化和湿地功能的发挥．必须大力加强湿地生态恢复研究，采取积极的生态恢复措施，据此，提出了长江中游湿地恢复的基本目标和要解决的关键问题．     

长江中游水旱灾害特点与水旱兼治对策——以"两湖"地区为例

历史资料和现代记录均清楚地表明,长江中游旱灾的发生频次和灾情与洪灾基本相当,中下游地区既是水灾的高发区,又是旱灾高发区．旱灾和洪灾多以2a为周期交替出现,常常是水旱同年．旱灾不但分布范围广,且延续时间长,其灾害损失不容忽视．20世纪中后期,长江中游水旱灾害呈明显的加剧趋势,其原因主要与生态环境变差,蓄洪空间减少和水利工程长期存在的重防洪、轻防旱等有关．建议：（1）转变传统的“防洪抗旱”观念为“防洪防旱”;（2）以20世纪60年代初期为参照,建立防洪防旱并举的河、渠、湖、塘网络系统;（3）扩大湖泊蓄水能力;（4）建立农田深沟深塘排蓄水系统．     

长江中游地区水业开发研究

长江中游地区平均年径流深663．3mm,为全国平均年径流深值的2．3倍「';人均拥有水资源约2SOOm',比全国人均占有水平高12％;此外,从上游入境的客水量与中游区内的产水量相当,也可以开发利用．长江中游地区清江、洞庭湖、汉江与邵阳湖水系可开发水能资源约2O72XIc'kw［'j,占全流域的11％,水能资源的开发区位优于上游地区．充沛的水资源是一项有利于中游地区经济社会可持续发展的优势要素,应对水资源进行大规模的产业化开发,建立水业群体,形成区域优势产业,将水资源优势转化为产业优势．1水业群体的主要部分售水业．由于北方地…     

长江中游水灾监测系统的研究和建立

洪涝灾害是长江中游地区最为严重的自然灾害．本文叙述了以遥感和地理信息的应用为基础,将多元资料复合^[1],快速、准确与全天候的对长江中游地区水灾进行监测的方法．介绍了RS和GIS支持下建立起来的监测系统的目标、技术路线、结构流程等,并进行了应用分析．以期利用高新技术手段为长江中游地区有关部门快速了解灾情、指定救灾方案和灾后重建提供决策支持．     

长江中游城市群城乡融合时空格局及障碍因素研究

科学测度和系统解构城乡融合水平对于推进城乡融合发展意义重大.以2010年、2014年和2019年为研究时点,从空间、经济、社会三维度构建指标体系测度长江中游城市群城乡融合发展水平,运用LISA时间路径分析城乡融合时空动态性特征,通过障碍度诊断模型揭示城乡融合发展障碍因素并对其进行阻力模式划分.结果表明:(1)2010—2019年,长江中游城市群城乡融合发展水平时序变化呈“V”字型,表现出“先减后增”的发展态势;空间上城乡融合高水平区主要围绕武汉城市圈、省会城市分布,低水平区多分布在环长株潭、环鄱阳湖城市群外围.(2)研究区城乡融合发展水平变动幅度较小,局部空间结构稳定,空间依赖效应整体较弱,表明城乡融合水平空间结构的动态变化主要受城市本身发展因素影响,邻近城市对其影响较弱.(3)现阶段城乡融合发展主要受空间融合、经济融合和社会融合共同影响,城市空间扩张、产业结构转型、道路交通通达性和网络覆盖率是研究区城乡融合发展的主要障碍因子.     

基于社会网络分析的长江中游城市群专利转让网络结构研究

基于2018年11月至2021年11月的专利转让数据,采用社会网络分析法对长江中游城市群专利转让的网络结构宏观特征和8个具体技术领域网络结构微观特征进行研究。结果表明：在宏观层面上,长江中游城市群专利转让网络密度较低,网络结构松散,边缘城市较多,区域一体化目标尚未完成;南昌和株洲作为专利技术创新高地,其技术集聚与辐射能力有待进一步增强,两个城市节点的层次不清晰;长江中游城市群31个城市之间专利转让强度有待增强,专利转出与转入不均衡,双向关联城市对较少导致网络结构不稳固。在微观层面上,长江中游城市群8个具体技术领域专利转让网络密度都较低,各城市节点在不同技术领域网络中的位置存在差别,其中天门在不同技术领域专利转让网络中多次成为孤岛。最后在研究结论的基础上,对长江中游城市群专利转让发展提出针对性建议。     

防洪水库（群）洪水优化调度的线性规划方法

分析了水库（群）防洪调度的基本原理和模型，以此为基础构造了一类线性规划模型，提出了两种变量替代解法，并分析了两种解法的优缺点及其适用条件，最后用实例验证了该法的有效性和实用性。     

人工杨树林对长江中游芦苇滩地土壤细菌多样性影响的研究

以长江中游芦苇滩地为研究对象,利用微生物分离培养计数方法和PCR—DGGE技术重点研究了人工杨树林对芦苇滩地土壤细菌种群的影响．结果表明：与芦苇地相比,人工杨树林根际土、根表土和0—10cm土层中的氮、速效磷和总有机碳的含量都明显降低;人工杨树林下根际土中的微生物数量都比芦苇地的低,而其根表土中则是细菌、真菌数量低于芦苇地,放线菌比芦苇地高;就4种功能细菌来说,人工杨树林根际土的纤维素菌、反硝化菌、硝化细菌和氨氧化细菌的数量则比芦苇地低,而根表土中除了氨氧化细菌外,其他3种功能细菌含量又比芦苇地的高．4种功能细菌数量在不同的土壤剖面中的分布也各不相同：在0—10cm土层中,人工杨树林的纤维素茵和氨氧化细菌的数量高于芦苇地,而其余2种功能菌则低于芦苇地;在10—25cm土层中,人工杨树林的纤维素菌和硝化细菌含量低于芦苇地,反硝化菌的含量却高于芦苇地,而氨氧化菌含量相同;在25—60cm土层中,除了纤维素菌,其他3种功能细菌含量都是人工杨树林低于芦苇地．通过系统进化树分析发现,滩地中普遍存在的细菌类群为α变形菌纲、β变形菌纲和硝化螺旋菌纲,而人工杨树林和芦苇地的根表土、根际土和0—10cm土层均存在各自专有的细菌种群,表明人工杨树林对芦苇滩地土壤中细菌种群产生了一定的影响．     

长江中游流域水资源禀赋特征及其与自然保护地的空间关系研究

【目的】定量分析长江中游流域水资源禀赋格局及其与自然保护地的空间关系,为流域型自然保护地的合理规划与布局提供科学依据。【方法】通过构建水资源禀赋综合评价模型,结合ArcGIS技术,从数量和密度的角度定量揭示长江中游流域水资源禀赋格局与不同类型自然保护地的空间关系。【结果】长江中游流域水资源高、较高、中、较低和无禀赋区分别占研究区的2.61%、29.13%、40.01%、18.58%和9.67%,其中高禀赋区位于鄱阳环湖,无禀赋区位于唐白河流域;除地质公园外,其他自然保护地均与水资源禀赋存在较高空间关系,且在不同类型水资源及其生态系统功能、社会经济价值方面表现的相关性具有明显差异;具有水资源高禀赋的鄱阳南湖和较高禀赋的梁子湖群四级流域自然保护地分布极少,应加强对该地区水资源的保护和开发管控力度。【结论】结合ArcGIS技术,以自然保护为目标的水资源禀赋综合评价模型能够定量揭示水资源禀赋格局与快速识别其保护空缺现状,有利于我国水资源保护与流域型自然保护地体系建设。     

长江中游流域国家级自然保护地交叉重叠特征及其优化整合研究

【目的】定量分析长江中游流域国家级自然保护地交叉重叠特征及其优化整合对策,为我国自然保护地的合理规划与布局提供科学依据。【方法】以长江中游流域6类661处国家级自然保护地为研究对象,运用ArcGIS核密度指数方法,定量分析其交叉重叠特征和优化整合对策。【结果】长江中游流域共214处国家级自然保护地存在交叉重叠,主要集聚分布于鄱阳环湖、大别山南部武陵山脉和伏牛山等区域;在省级行政区划交界、流域区划交界、生物多样性保护优先区和生态功能保护区内,优化整合应优先考虑以国家公园、自然保护区、风景名胜区和自然公园4类为主体分别进行类型整合、范围调整、吸收合并和同类合并。【结论】运用ArcGIS定量可视化叠加分析方法,可以有效识别并判断自然保护地交叉重叠现状、特征及问题,有利于科学构建我国自然保护地体系及其空间格局规划。     

基于三阶段DEA模型的长江中游城市群创新效率研究

以长江中游城市群28个地级市为研究对象,运用三阶段数据包络分析（DEA）模型测度并分析长江中游城市群2005—2018年的创新效率及其时空演化特征,采用地理加权回归（GWR）模型揭示创新效率空间差异的影响因子及其空间异质性.结果显示：长江中游城市群创新效率呈现两段式特征,2005—2010年为平稳发展期,2011—2018年为波动变化期;“一圈二群”创新发展趋势尚不明朗,目前还处于创新发展的初级阶段;长江中游城市群2005—2018年创新效率空间分异显著,整体上呈现“发散-聚敛-发散”的特征;经济基础（ECO）、产业结构（INDU）、外商投资（FDI）、政府支持（GOV）以及基础设施建设（BAS）对长江中游城市群创新发展的驱动模式存在较大差异,具有明显的空间分异性.     

环境规制对城市生态韧性的影响效应：以长江中游城市群为例

从时空交互层面分析2005—2020年长江中游城市群环境规制与生态韧性的演进特征,并利用空间计量模型厘清环境规制对城市生态韧性的影响效应。结果表明：1)长江中游城市群环境规制强度从2005年的0.167增长到2020年的0.903,生态韧性由0.227增长至0.747,两者呈波动上升趋势;各城市环境规制强度的局部空间结构较为稳定,其生态韧性在空间演化方向上的依赖性较强,并呈现一定程度的时空竞争。2)环境规制强度与城市生态韧性间的倒U型关系显著,环境规制的实施对周边地市虽有正向溢出效应,但对本地区生态韧性的提高作用更为明显。3)子城市群环境规制对本地生态韧性提升具有正向直接效应,对周边区域的影响各有差异;武汉城市圈环境规制呈负向空间溢出效应,环鄱阳湖城市群间接效应为正,环长株潭城市群环境规制对周边区域的影响并不显著。