《洞庭湖河湖疏浚防洪減災(zāi)效益研究(1)程力學(xué)畢》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、洞庭湖河湖疏浚防洪減災(zāi)效益研究(1)程力學(xué)畢摘要：洞庭湖是長(zhǎng)江中游的重要調(diào)蓄湖泊，但由于接納湘、資、沅、澧四水和長(zhǎng)江三口洪水、泥沙，使得河道湖泊泥沙淤積，洪水位抬高，在不斷加重湖區(qū)的防洪負(fù)擔(dān)的同時(shí)，造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害。根據(jù)洞庭湖河湖疏浚規(guī)劃，通過對(duì)典型河段疏浚前后水情、堤防防洪能力和內(nèi)湖自排時(shí)間等的變化的深入分析，定量與定性相結(jié)合對(duì)洞庭湖河湖疏浚的防洪減災(zāi)效益進(jìn)行了分析研究和預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞：疏浚防洪減災(zāi)效益洞庭湖1問題的提出洞庭湖作為長(zhǎng)江中游的調(diào)蓄湖泊，是長(zhǎng)江中下游防洪體系中的重要組成部分。它不僅具有調(diào)蓄江河徑流、發(fā)展航運(yùn)、漁業(yè)和為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供豐富水資源等用

2、途，還對(duì)調(diào)節(jié)湖區(qū)氣候和生態(tài)平衡也起著重要作用。由于洞庭湖接納湘、資、沅、澧四水和長(zhǎng)江的松滋河、虎渡河、藕池河三口，每年有大量的泥沙進(jìn)入洞庭湖，其中約四分之一左右的泥沙由城陵磯注入長(zhǎng)江，四分之三則淤積在洞庭湖，1975年與1952年比較，七里湖平均淤積達(dá)4m以上，南洞庭湖淤積近2m，東洞庭湖淤積近1m。由于泥沙淤積，造成四口洪道多呈淤積萎縮態(tài)勢(shì)，湖內(nèi)洲灘滋長(zhǎng)、蘆柳叢生、滯流阻水嚴(yán)重，進(jìn)而加速泥沙淤積，并有惡性循環(huán)之勢(shì)。而且由于湖泊萎縮使得水系紊亂，相互頂托干擾。這些問題導(dǎo)致洞庭湖區(qū)調(diào)蓄容積減少、洪水位不斷抬升、江湖關(guān)系改變，加重湖區(qū)的防洪負(fù)擔(dān)、造成嚴(yán)重的洪澇災(zāi)

3、害。因此，加強(qiáng)洞庭湖區(qū)河道整治、實(shí)施河湖疏浚工程、調(diào)整部分河段的河勢(shì)、改善水流條件、穩(wěn)定河床、減少泥沙淤積、延長(zhǎng)河道壽命是非常迫切的。目前洞庭湖河湖疏浚規(guī)劃已經(jīng)完成，包括湘、資、沅、澧四水尾閭和松滋河、藕池河、南洞庭湖、東洞庭湖、汩羅江等疏挖總工程量達(dá)33876.40×104m3，目前為止已經(jīng)付諸實(shí)施的有約4067.91×104m3。為了客觀地反映河湖疏浚的實(shí)際效果和作用，必須正確全面地對(duì)河湖疏浚的防洪減災(zāi)效益進(jìn)行分析和研究，并作出合理的評(píng)價(jià)。2河湖疏浚對(duì)典型河段的洪水水位影響分析2.1水力學(xué)方法水力學(xué)法的主要思路是運(yùn)用洞庭湖水動(dòng)力學(xué)模型，在同樣的來水條件下

4、，分別計(jì)算疏浚前后（地形和糙率不同）洞庭湖疏浚影響區(qū)的洪水水位，通過對(duì)水位差值的比較，得出疏浚對(duì)河湖洪水水位的影響。洞庭湖水系中，四水及長(zhǎng)江三口控制斷面以下無流量站控制，區(qū)間面積約占洞庭湖水系總面積的20％，與洞庭湖洪水的形成密切相關(guān)。本研究洪水演算采用SMS（地表水模擬系統(tǒng)）水力學(xué)模型，區(qū)間的產(chǎn)流計(jì)算采用SSARR（河流綜合預(yù)報(bào)與水庫(kù)調(diào)度模型）水文學(xué)模型。SMS模型(SurfaceodelingSystem)是美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)開發(fā)的水力學(xué)模型。該模型通過求解二維完全圣維南方程組，求解出計(jì)算時(shí)間內(nèi)整個(gè)研究區(qū)域的水位、流量及二維X、Y方向的水流速度。其顯著優(yōu)點(diǎn)

5、是可以實(shí)現(xiàn)一二維水力學(xué)模型的結(jié)合，這使得我們?cè)诮r(shí)可將河道概化為一維單元，湖泊等寬廣水面概化為二維單元，實(shí)現(xiàn)一、二維水力學(xué)模型的有機(jī)結(jié)合。SSARR模型是一種概念性河流系統(tǒng)水文預(yù)報(bào)數(shù)學(xué)模型，由美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)河流預(yù)報(bào)中心20世紀(jì)70年代中期研制。它認(rèn)為降雨徑流模型實(shí)質(zhì)上是一個(gè)扣損曲線流域模型，在流域內(nèi)的降雨輸入可以轉(zhuǎn)化為徑流、土壤含水量的增加和流域蒸散發(fā)損失三部分。由于洞庭湖區(qū)間大部分地區(qū)無流量觀測(cè)資料，因此選擇有流量資料的典型流域進(jìn)行參數(shù)分析，再根據(jù)有關(guān)地理因數(shù)，將參數(shù)換算到無資料地區(qū)。根據(jù)水力學(xué)模型的需要將整個(gè)湖區(qū)區(qū)間劃分為49個(gè)子塊，每個(gè)子塊單獨(dú)計(jì)算

6、產(chǎn)流過程。2.1.1SMS水力學(xué)模型邊界條件　模型上邊界：四水入流控制站湘潭、桃江、桃源、石門及長(zhǎng)江宜昌、長(zhǎng)陽(yáng)及湖區(qū)區(qū)間產(chǎn)流流量。洞庭湖區(qū)沿湖區(qū)間面積的產(chǎn)流，使用SSARR水文學(xué)模型，根據(jù)降雨過程模擬出湖區(qū)區(qū)間流量過程。模型下邊界：長(zhǎng)江螺山站。由于河湖疏浚對(duì)螺山站的水位影響甚微，因此可以認(rèn)為疏浚前后螺山站水位基本保持不變。故可將典型年螺山站的實(shí)際水位過程作為模型的下邊界。2.1.2洪水典型年的選擇　為了保證分析成果的代表性，必須選擇不同類型的典型年進(jìn)行分析。典型年主要選擇近期的主要大水年1996、1998、1999年。其中1996年洪水為四水遭遇型洪水，19

7、98年洪水為1954年后長(zhǎng)江流域全流域大洪水，1999年洪水為湖區(qū)區(qū)間及長(zhǎng)江干流遭遇的惡劣組合型洪水。2.1.3分析計(jì)算結(jié)果及原因分析　對(duì)計(jì)算采用的3個(gè)典型年，分別選擇疏浚前后的地形資料計(jì)算三個(gè)典型河段影響區(qū)的水位，在疏浚區(qū)每隔500m，模型輸出一個(gè)水位值。計(jì)算的結(jié)果為：澧水洪道洪水水位降低0.2～0.3m；南洞庭湖洪水水位0.09～0.17m。在所選的典型河段中，澧水洪道的影響十分顯著，南洞庭湖一帶疏浚前后的影響次于澧水洪道。造成這一結(jié)果的原主要是因?yàn)殄⑺榈罏橐华M窄性河道，洪水期間經(jīng)常出現(xiàn)礙洪現(xiàn)象。疏浚后河道橫斷面面積增加，且主河槽深度加深，水流阻力減小

8、，過流能力增加，洪水水位降低比較明顯；在南洞庭湖區(qū)，