三峡库区洪峰的来水组成及传播特征

三峡库区的洪峰流量受入库支流洪水及水库运行方式的影响并表现出显著的空间变异性,开展基于来水组成的入库洪峰及其在库区传播特征的研究,有助于进一步认识河道型水库的水动力机理并支撑三峡水库优化调度实践。利用水文统计学及河流动力学理论,分析三峡水库2011—2020年实测的逐日流量数据,结果表明：(1)提出的阈值方法,能够有效统计任一场次洪水对应库区各站的洪峰流量;(2)当入库洪峰流量大于40 000 m³/s时,各支流洪水峰现时刻的异步特性对入库洪峰流量的影响相对较小;(3)清溪场、万县的洪峰流量主要取决于入库洪峰流量,庙河、黄陵庙的洪峰流量还取决于三峡水库的调度运行并随入库洪峰流量呈分段变化的趋势;(4)针对不同类型的洪峰,建立了清溪场、万县洪峰流量的计算公式。     

乌江洪水与长江三峡洪水遭遇研究

由于乌江白马航电枢纽位于长江三峡水库的变动回水区内,在乌江白马航电枢纽的勘测设计中,需研究乌江洪水与长江三峡洪水遭遇的问题.首先,从天气系统、暴雨洪水特性等方面,分析乌江洪水与长江三峡洪水发生遭遇的可能性.其次,从降水方面,统计分析乌江流域和长江三峡以上地区较大降水产生洪水发生遭遇的概率为21.4%.然后,从实测洪水方面,统计乌江武隆水文站与长江宜昌水文站实际发生的洪水遭遇概率为16.4%,当乌江发生较大洪水时,长江三峡洪水均为中小洪水.最后,根据乌江白马航电枢纽设计需要,提出了乌江洪水与长江三峡洪水遭遇时,三峡水库回水对乌江白马航电枢纽坝址水位的影响值.     

三峡水库蓄水初期寸滩站洪水预报方法研究

寸滩站作为长江上游重要控制站,承担着上游防汛和三峡蓄水的双重任务。基于三峡蓄水初期寸滩站水力学特性发生改变和该时段“高水位、低流量”现象,发现Q≤25 000 m3/s时,寸滩受顶托显著,Z—Q关系线发生“左偏”。在此变化条件下,分别研究了平水期、涨水期的水位、流量预报方法,即先由河道演算的流量查询预报综合线得到水位预报,进而通过水位反查报汛综合线（或绳套、临时关系线）获得流量预报。平水期,依适用条件采用落差指数或多元门限回归开展预报,成果基本能够满足防汛和蓄水需求;涨水期,以“嘉陵江2021年第3号洪水”寸滩预报为例,分析了洪水组成、Z—Q关系绳套化、洪峰水位流量错时出现、水库实时调度和下游顶托等多种因素,采用多源、多尺度水文气象耦合与预报调度一体化辅以主客观融合的人工校正技术实时预警预报,支撑长江上游水库群联合调度,降低寸滩水位约1～2.5 m。研究可为长江上游秋汛防洪和保障三峡蓄水提供支撑。     

三峡工程至上游水库区间可能最大洪水估算

为分析长江三峡工程的防洪效益,本文根据三峡至上游拟建(至2030年)大中型水库区间(29万 km~2)的自然地理、水文气象和暴雨洪水特性,并结合历史洪水资料丰富的特点,采用暴雨天气组合法和1870年洪水模拟放大法,估算了该区的可能最大降水,用“差值法”推求出可能最大洪水。结果表明,区间暴雨量占三峡以上总暴雨量的61～83%;区间可能最大洪峰流量为94000～100400m~3/S;三峡以上全流域产生可能最大洪水条件下,即使上游水库的防洪库容全用于削减三峡洪水,也只能减少洪峰流量19000m~3/S,从而显示出三峡工程的防洪效益不能被上游水库群所替代的优势.     

实时校正中的旁侧入流反演方法

在水文与水动力学相结合的预报模型中,对于水文模型计算有误差,造成水动力学区间旁侧入流与实际不吻合情况,依据水量平衡原理,对旁侧入流进行反演校正。采用四点线性隐格式求解圣维南方程组,结合卡尔曼滤波技术建立以水位、流量作为综合状态量的卡尔曼滤波状态空间方程。采用反问题的思想把校正后的水位、流量不平衡量反馈到旁侧入流中,修正原有的区间来水量,进而修正预报期的旁侧入流。选择长江干流寸滩至万县河段,以及长江下游大通至镇江段进行演算,分别采用三峡水库135m蓄水阶段的水文资料和1998年水文资料进行6h洪水预报,结果表明旁侧入流反演校正方法是可行的。     

1870年7月长江上游特大暴雨分析

1870年7月上、中旬在长江上游发生了连续性暴雨,其中7月13～19日在川东嘉陵江地区和干流重庆～宜昌区间的特大暴雨,及由此产生的洪水为历史上所罕见。根据实地调查及文献的考证,1870年洪水是自1153年以来的一次特大洪水。宜昌洪峰流量达110000秒立米,卅天洪量大约在1767～1852亿立米间。这次暴雨历时长,面积广,强度大,造成长江上中游大范围严重的洪水灾害。为了弄清这场特大洪水的暴雨概况及其成因,在缺乏实测降雨记录和历史天气资料情况下,根据故宫奏折、县府州志书、采访录、水利史藉,历代史料实录及有关流域规划报告共约80余种篇目,200多卷册,     

统计相关条件下降水及洪水预报误差相关分析

以三峡水库上游寸滩至万县区间降水预报误差和入库洪水预报误差相应数据为例,在探讨两者统计相关性的基础上,采用Frank、Gumbel、Clayton三种二元Copula连接函数分析了两预报误差的相关结构,以离差平方和最小为准则进行了Copula函数的选择,并与两预报误差独立情况下联合频率分布进行比较和分析。研究结果表明,降水预报误差和洪水预报误差的相关性对其二元联合分布有一定影响,同时,在两预报误差负相关条件下,其联合分布可做简化处理。本文研究结果可为水库预报调度风险管理提供决策参考。     

晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录

长江上游三峡河段主要的古洪水记录有:1)三峡深槽的蚀积变化;2)长江阶地粗粒沉积;3)长江的泛滥沉积;4)长江的古洪水平流沉积。不同时间跨度不同类型古洪水记录的精度有较大的差别。古洪水记录显示,晚更新世晚期的40～30kaB.P.,长江上游大洪水比30kaB.P.以来的长江上游大洪水大得多;全新世以来,以3983aB.P.前后的大洪水为相对最大;公元1870年大洪水为3000aB.P.以来最大洪水;近百年来的实测洪水以公元1981年洪水为最大。     

晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录

长江上游三峡河段主要的古洪水记录有:1)三峡深槽的蚀积变化;2)长江阶地粗粒沉积;3)长江的泛滥沉积;4)长江的古洪水平流沉积。不同时间跨度不同类型古洪水记录的精度有较大的差别。古洪水记录显示,晚更新世晚期的40～30kaB.P.,长江上游大洪水比30kaB.P.以来的长江上游大洪水大得多;全新世以来,以3983aB.P.前后的大洪水为相对最大;公元1870年大洪水为3000aB.P.以来最大洪水;近百年来的实测洪水以公元1981年洪水为最大。     

《长江三峡高陡岩质岸坡与危岩体》自序代新书简介

"长江上游宜昌—江津段环境工程地质调查"第一阶段(2006-2008)工作已经结束。这一阶段的工作重点是针对库区主要是三峡段高陡岩质岸坡危岩体的分布特征、发育状况的调查。并对重要的危岩体开展监测工作。为蓄水后三峡水库航道安全提供地质依据。是否将报告整理出版一直困扰着笔者。三峡一带山高坡陡。工作内容针对的是高陡岩质岸坡和危岩     

宜昌砾石层重矿物组合特征及物源示踪分析

广泛分布于宜昌至枝江—松滋一带的宜昌砾石层,对江汉平原乃至长江中游的地层划分、地貌演化、古环境变迁以及长江的形成与演化等研究具有重要意义。本研究在课题组前期研究的基础上,以本区内最具代表性的6个剖面为研究对象,对0.125~0.063mm粒级粉细砂质沉积物的重矿物特征进行了分析,结果显示宜昌代表性剖面砾石层细颗粒粉砂质沉积物的重矿物组合基本一致:锆石—绿帘石—白钛石—赤褐铁矿—钛铁矿—磁铁矿。源-汇分析表明,重矿物组成所指示的源区原岩类型除了三峡地区的还有长江三峡以西的金沙江、岷江、嘉陵江及乌江流域;经与长江及江汉平原西缘各河流的重矿物组合比较发现,宜昌砾石层的稳定重矿物组合特征与现代长江河漫滩和低矮阶地沉积物的重矿物组合一致。综合分析认为宜昌砾石层是于早更新世长江贯通三峡时形成的冲积扇,结合前人对宜昌砾石层形成时代的研究,推断三峡贯通的时间应该在1.0Ma BP左右。     

三峡工程蓄水水文特性变化浅析

本文通过对"2007.07"长江上游洪水的还原计算,简要分析了三峡工程蓄水前后的水文特性变化,以及水库蓄水对下游荆江河段各站洪峰水位的影响.通过对建库前、135m蓄水以及156m蓄水3种条件下的洪水还原计算可见,随着三峡工程蓄水水位的升高,上游及区间洪水传播至坝址时洪量更加集中,洪峰加大,峰时提前,洪水传播时间大大缩短,洪水预报预见期也显著减少,预报难度加大.     

水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法

为减少非恒定水流计算中的不确定性,在水流随机运动系统状态空间模型基础上,应用集合卡尔曼滤波(EnKF)技术建立了非恒定水流分析的实时更新(校正)方法。该方法适用于非线性的随机微分方程,过程和观测噪声可以是非正态分布。同时,为充分利用水位、流量等误差量级相差巨大的观测中所蕴含的有效信息,导出了EnKF多变量分析格式。以明渠单峰洪水过程的合成数据为例,考察了运用建立的实时更新方法分析预报一维洪水演进的性能。重点对比了采用不同精度等级下的水位和流量观测资料进行滤波的效果。在中国现行标准规定的允许观测误差范围内,以水位观测进行一维洪水动力学模型的滤波分析可有效地控制误差、估计流量、识别水流运动系统状态。长江干流清溪场至万县江段实际洪水计算还证实:该方法通过插入即时观测,可实时更新模型状态,给出与实际更为接近的计算。     

三峡工程洪水随机模拟研究综述

在三峡工程的规划与设计中，为研究三峡工程设计洪水的地区组成、上游干支流水库群以三峡工程的影响以及三峡水库对长江中下游的防洪作用，在有的实测短系列的基础 水变量的随机特性，分别建立了三峡献计睛宜昌站、坝址以下的宜昌－城陵矶段及包含三坝址的寸滩－大通段的洪水随机模型，所采用的模型尽量多种多样，既有单站的回归模型和时间解集模型，又有多站的自回归模型和空间解集模型。这些模型的建立，使得过去由设计解集模型，     

宜昌第四纪砾石层钾长石主、微量元素物源研究及其地质意义

位于长江三峡出口的宜昌地区分布着一套第四纪砂砾石层,详细记录了区域内古环境变迁以及长江的形成与演化,但这些砾石层何时与长江上游物质建立物源关系一直存在较大争议。而钾长石是河流沉积物中常见的矿物,其地球化学元素组成在不同区域内存在显著差异,是进行河流物源对比研究的理想矿物。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对宜昌第四纪砾石层和宜昌以上长江流域开展碎屑钾长石原位主微量元素和主成分（PCA）分析,结合砾石层已发表的地层沉积年龄,综合区域内已发表的研究结果,系统对比分析宜昌砾石层与长江上游物质建立物源联系的时间,结果表明在1.15 Ma时宜昌砾石层和长江流域存在物源关系;在0.75 Ma时随着长江上游水系的拓展与调整,有新物源区的物质进入长江。这些物源变化现象,主要体现了1.2~0.7 Ma期间长江流域受东亚和南亚夏季风的气候影响出现的沉积过程。      

三峡区间入库洪水实时预报系统研究

三峡区间的数字流域水系模型采用基于格网型的数字高程模型坡面流模拟方法和处理"洼地"的最短流程法构建,并以新安江模型为基础建立具有诸多特点的三峡区间流域水文模型;以水动力学理论为基础建立考虑水利工程影响的河川型水库洪水演进模型,并实现这两者的有机耦合。在GIS平台上,将三峡区间流域水文模型、库区洪水演进模型和流域水系生成模型在底层集成,研制了功能先进和完善的三峡水库实时洪水预报系统。该系统已安装在三峡总公司梯级水库调度中心,投入试运行。     

投影寻踪自回归和多维混合回归模型及其在大河长河段洪水预报中的应用

投影寻踪自回归和多维混合回归模型，是将投影寻踪技术应用于时间序列分析中的一种新型的非线性时序分析模型。本文将此模型用于长江寸滩－宜昌河段的洪水演算，不必使用区间雨量资料，仅仅根据上下游站的流量资料，就可做出预见期为４８－７２ｈ的复杂长河段洪水预报，并取得了令人满意的的研究成果。     

关于了解长江干支流水文测站工作情况的彙报

一、工作组了解的过程去年十一月中旬,我组在漢口参加了“长江规划办公室1956年水文测騐总结大会”后,又分別去到长江上游重庆水文总站所屬的北碚(嘉陵江)、寸灘(长江干流)、屏山(金沙江)、李家湾(沱江)各站,沙市水文总站所屬的宜昌、枝江、監利(长江干流)各站,漢口水文总站所     

长江中下游现代河漫滩土层物理力学性质及工程地质评价

长江出三峡南津关口自宜昌而下, 由于河谷增宽, 水力梯度减小, 沉积物的颗粒由上游至下游逐渐变细、各类土层的工程地质性质也逐次变差。本文以长江中下游河谷两岸漫滩土层的物理力学性质和基本地质环境条件予以工程评价, 欲望能对长江中下游河谷两岸的各类土木工程建筑提供基础资料。     

黄河下游漫滩高含沙洪水滩槽界定及泥沙时空沉积特性

黄河下游漫滩高含沙洪水河床调整剧烈,多数断面洪水后形成"相对窄深河槽",洪水前后河槽宽度发生明显变化。分别以观测断面洪水前后的河槽宽度为基准,计算漫滩高含沙洪水期泥沙时空沉积分布,结果表明,漫滩高含沙洪水与非漫滩高含沙洪水相比,能将主河槽内淤积泥沙量的59.3%搬运至嫩滩或滩地,减缓主河槽淤积。在分析研究基础上,建立了洪水后漫滩河段河槽相对缩窄率与洪水前期河槽宽度的量化关系,洪水后主槽宽度缩窄率为15.5%~44.0%;分析遴选了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与主要水力因子间关联度及物理含义,给出了漫滩高含沙洪水滩地淤积量与相应水力因子间的响应函数;初步提出漫滩洪水河道塑槽淤滩的临界水沙配置指标,临界水沙系数取值为0.025~0.040。成果对高含沙洪水调控具有一定的指导意义。