三峡蓄水后典型河段分形维数的变化分析
三峡水库蓄水后长江沙市河段水位变化分析
三峡水库蓄水后长江沙市河段水位变化分析作者：邬和平来源：《中国水运》2014年第10期摘要：以统计学为基础，通过对历史实测资料进行分析，研究三峡蓄水前后沙市河段航道水位变化现象，找出其变化规律，可为今后长江沙市河段的航道维护管理工作提供技术支持。
关键词：三峡蓄水宜昌流量沙市河段航道水位长江沙市河段，上起腰店子，下至柳林洲，全长约17.5km，地处三峡大坝下游，是长江干线著名的浅水道之一，也是影响“畅中游”的关键性河段，历年来都是长江航道维护管理工作的重点和难点所在。
自2003年三峡水库开始蓄水以来，其不断增加的蓄水库容，对坝下径流过程产生巨大的调节作用，对长江沙市河段的水位变化产生直接影响，其清水下泄也对近坝河段的河床演变产生影响，从而影响到航道水位的变化。
以统计学为基础，通过对历史实测资料进行分析，研究三峡蓄水前后沙市河段航道水位变化现象，找出其变化规律，可为今后长江沙市河段的航道维护管理工作提供技术支持，以减小三峡工程对长江坝下航道维护带来的不利方面影响，保障中游航道的畅通安全。
三峡水库蓄水调度概况及其影响三峡工程是中国也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程，它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。
三峡水库设计正常蓄水位175 m，总库容393亿立方米，防洪调节库容165亿立方米。
三峡水库分三期蓄水，首次135 m、首次156 m蓄水分别于2003年6月和2006年10月顺利实现，2008年实施首次175 m试验性蓄水，2010年175 m试验性蓄水成功。
根据《三峡水库优化调度方案》和《2013年度长江上游水库群联合调度方案》，三峡水库每个水文年调度运行可分为四个阶段，分别为汛末蓄水期、枯水期补偿调度期、汛前消落期、汛期防洪调度期。
通常9月中上旬至10月底为汛末蓄水期，11月至次年4月下旬为枯水期补偿调度期，4月下泄至6月上旬为汛前消落期，6中旬-8月为汛期防洪调度期。
三峡水库蓄水后荆江河段河床冲淤及水位变化特点分析
摘要：根据三峡水库蓄水以来荆江河段实测水沙、河道冲淤等实测资料，统计并分析了蓄水以来荆江河段河床冲淤变化及水位变化特点。
分析指出，三峡水库蓄水运用后，荆江河段来沙量大幅减少，总体冲刷量较蓄水前有所增大，且主要集中在枯水河槽，与航道条件密切相关的枯水河槽以上的滩地部分冲刷也有所增大；同流量下沿程水位均有发生不同程度的下降，其中，砂卵石河床段、临近城陵矶的荆江河段尾端，水位下降幅度较小，而紧邻砂卵石河床段的沙市附近水位下降幅度较大。
关键词：三峡工程荆江河床冲淤水位变化三峡工程是中国、也是世界上最大的水利枢纽工程，是治理和开发长江的关键性骨干工程，它具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。
但是，三峡水库的蓄水将改变坝下游河段的来水来沙条件，引起长距离的河床冲刷及水位下降，航道条件与河床冲刷关系密切。
荆江河段为长江干流重点浅滩水道密集的河段，自身演变较为复杂，且受三峡影响最早最直接。
因此，研究三峡水库蓄水后，荆江河段河床冲淤及水位变化特点显得尤为重要。
概况荆江河段位于长江中游，上起枝城，下迄洞庭湖出口处的城陵矶，全长约347.2km，以藕池口为界，分上、下荆江。
荆江北岸有支流沮漳河入汇，南岸沿程有松滋口、太平口、藕池口和调弦口（已于1959年建闸控制）分流入洞庭湖，洞庭湖又集湘、资、沅、澧四水于城陵矶处汇入长江，构成非常复杂的江湖关系，见图1。
上荆江为微弯河段，多弯曲分汊，长约171.5km。
枝城至江口段为低山丘陵区向冲积平原区过渡的河段，两岸多为低山丘陵控制，河岸稳定。
下荆江上起藕池口，下迄洞庭湖出口处的城陵矶，全长约175.7km。
历史上，下荆江蜿蜒曲折，易发生自然裁弯，河道摆动幅度大，为典型的蜿蜒型河道。
20世纪60年代末至70年代初，下荆江经历了中洲子（1967年）、上车湾（1969年）两处人工裁弯以及沙滩子（1972年）自然裁弯，使其河长缩短了约78km。
裁弯工程实施后，因下荆江不断实施河势控制工程与护岸工程，河道摆动幅度明显减小，岸线稳定性得到了增强。
三峡工程蓄水前后库区河流水质变化分析
三峡 工 程 蓄 水前 后 库 区河 流水 质 变 化分 析
兰 峰
（ 长江水利 委员会 长江上游水环境监测 中心 ， 重庆 ４ ０２ ） ００ ０ 摘要 ： 通过对三峡库 区干支流水文断面蓄水前后 多年 水质 资料进行整理分析 ， 分析 了蓄 水前后库 区河流水质变
化趋势。研 究结果表 明： 三峡 库区 １５ｉ蓄水及 １６ｍ蓄水后 ， 区水质指标 变化 不明显。库 区溶解 氧浓度有 ３ ｎ ５ 库
面万县断面 ２０ ０２～２０ ０ ７年 的水质 观测资 料进 行对 比分析。观 测的水 质参数包括 ： 溶解 氧 （ Ｏ） 高锰酸盐 指数 （ ０ ） 五 日 Ｄ 、 ｃＤ 、 生化需 氧量 （ Ｏ ５ 、 氮 （ Ｈ Ｂ Ｄ ）氨 Ｎ ３一Ｎ） 总氮 （ Ｎ） 总磷 （Ｐ 、 、 Ｔ 、 Ｔ ） 铜
（ ）万县断面 ， 大坝距 离 ２８ ３ｋ 属三 峡 １５ｍ蓄水 库 １ 距 ８ ． ｍ， ３
尾 断面 。
（）清溪场断面 ， ２ 距大坝距离 ４２ ５ｋ 属三峡 １５ｍ蓄 水 ７ ． ｍ， ３ 背 景断面 ，５ １６ｍ蓄水库尾 断面 。
另外 ， 三峡库 区在 丰水期高锰 酸盐指数浓 度明显高于枯 水
（ ｕ 、 浮物 （ｓ等 ３ Ｃ ）悬 ｓ ） Ｏ多项 。根据 水体 的功能 和水 质特征 ， 分 别对氧平衡指标 、 营养盐指标和重金属 、 悬浮物指标 的分布特性
进行讨论。
１ １ 氧平衡 指标变 化分析 ．
氧平衡指标 主要讨论 Ｄ Ｃ Ｄ Ｏ、Ｏ 和 Ｂ Ｄ 。图 ２ ０‘ 为万县断面
文 献标 识 码 ： Ａ 中图 分 类 号 ： ８４ ｘ ２
三峡 工程 于 １９ ９７年 １ 月 ８日截 流 ， ２０ １ 于 ０３年 ６月 １日正 式蓄水 ， １ ６月 ０日蓄至 １５ｍ水位 ， ３ 平稳运 行 ３ａ ， 于 ２０ 后 又 ０６ 年 ９月开始二期蓄水 ， 正式蓄 至 １６ｍ水位 。蓄水 后 ， ５ 三峡库 区
三峡水库蓄水后土脑子河段冲淤特性分析
Ａｎａ ｙ ｉ ｆｓ ｏ ｉ ｎｄ ｄ ｐｏ ｉｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｓｏ ｌ ｓｓｏ ｃ ｕｒｎｇａ ｅ ｓｔｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＴｕｎ ｏ ｉｒ ａ ｈ ａ ｔ ｒ ａ ｚ ｅ ｃ ｆｅ
ｉ ｐｏ ｎｄ ｅ ｔｏ ｒ ｅＧ ｏ ｇ ｓＲｅ ｅ ｖ ｉ ｍ ｕ ｍ ｎ ｆｔ Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｒ ｏ ｒ ｈｅ
ＷＥＩＬ Ｌ ｉ－ ｏ ＪＮ Ｚ ｏ ｇ ｗｕ ｉ Ｕ Ｊｎ ｙ ｕ． Ｉ ｈ ｎ － ．
（ ａ ｇ ｅＲｖｒ ｃ ｎｉｃＲ ｓａｃ ｓｔｔ， ｈ ｎ４ ０ １ ， ｈｎ） Ｙ ｎｔ ｉ ｉ ｔｉ ｅｅｒ Ｉ ｔｕｅ Ｗｕ ａ ３ ０ ０ Ｃ ｉａ ｚ ｅ Ｓ ｅ ｆ ｈ ｎｉ
“ ” 型 断 面 向 “ ” 型 断 面转 变。 Ｖ Ｕ
关 键 词 ：三峡 水 库 ；土 脑 子 河段 ； 累积 淤 积
中图分类号 ：Ｔ ４ ＋ Ｖ１６． １
文献标 志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ － ９ ２ ２ １ ）４ ０ ０ — ４ ０ ２ ４ ７ （０ ０ ０ — １０ ０ －
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｕ ａ ｚ ｒａ ｈ ｉ ｌｃ ｔｄａ ｈ ａ ａ ｌ ａ ｋ ｔｒｚ ｎ ｆｔｅＴ ｒｅＧｏｇ ｓｗ ｅ ｔｒｓａ ｅｏ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｎ ｏ ｉ ｅ ｃ ｓ ｏ ａｅ ｔ ｅｖ ｒ ｂ ｅｂ ｃ ｗａｅ ｏ ｅｏ ｈｅ ｒｅ ｈ ｎｗａｅ ｔｇ ｆ ｔ ｉ ｈ
２ １ 年 ４月 ００
水 运 工 程
Ｐ ｒ ＆ Ｗ ａｅ ｗａ Ｅｎｇｎ ｅ ｎ ｏｔ ｔｒ ｙ ｉｅ ｒ ｇ ｉ
Ａｐ ．２ ０ ｒ ０１
第 ４期
总 第 ４ ０期 ４
Ｎｏ ４ Ｓ ｒａ ． ４ ． ｅ ｌ ｉ Ｎｏ ４ ０
ห้องสมุดไป่ตู้三峡水库蓄水后土脑子河段 冲淤特性分 析
三峡水库蓄水运用后枝江水道河床演变特征分析
第17卷第5期中国水运Vol.17No.52017年5月China Water Transport May 2017收稿日期：2017-03-08作者简介：程伊颖（1991-），女，湖北武汉人，硕士，长江航道规划设计研究院助理工程师，从事航道整治工作。
三峡水库蓄水运用后枝江水道河床演变特征分析程伊颖1，游强强1，冯敏2，徐果2（1.长江航道规划设计研究院，湖北武汉430011；2.长江勘测规划设计研究院，湖北武汉430011）摘要：三峡水利枢纽工程蓄水运用后，下游河段均发生再造床过程，河床冲淤调整相对剧烈。
基于枝江水道三峡水库蓄水后2003~2015年原型观测资料，分析蓄水后该水道河床的冲淤及航道条件变化情况。
结果表明：该水道在三峡蓄水后总体处于冲刷态势，尤以河槽冲刷明显，局部区域有所淤积，洲滩受守护工程作用略有淤积，枝江上浅区水深不足问题逐年恶化，进而影响主航道条件，同时极有可能加剧上游芦家河水道坡陡流急问题。
在此基础上，对本水道河床演变趋势进行预测，一方面目前尚可的航道条件在自然作用下存在恶化的可能，另一方面枝江上浅区将成为本水道提高航道尺度的关键部位。
本文可为本水道航道尺度的进一步提高提供治理思路和工程设计依据。
关键词：枝江水道；河床演变；枝江上浅区；航道条件中图分类号：TV147.4文献标识码：A文章编号：1006-7973（2017）05-0210-04枝江水道位于长江中游荆江河段始端，距宜昌约64km，处于山区河流向平原河流过渡地带，河床多为砂卵石组成。
从已有研究成果[1-3]和大量实测资料来看，枝江水道沿程深泓凹凸起伏，断面宽窄相间，形成了多个对水位具有控制作用的节点，枝江水道是受三峡水库运行影响最早的水道之一。
朱玲玲等[4]利用三峡水库蓄水后5年的观测资料，分析枝江江口河段航道条件的主要影响因素，在此基础上运用二维数学模型进行河床可动性研究。
结果表明：该河段河床可动性较强，洲滩以及河槽的冲刷变化将会导致枝江上浅区的水浅问题加剧，而枝江下浅区的碍航问题可以得到改善，同时冲刷将引起昌门溪枯水水位较大幅度的下降。
三峡库尾重庆河段河道演变分析(完整版)实用资料
三峡库尾重庆河段河道演变分析（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）地理空间信息GEOSPATIAL INFORMATION收稿日期:2021-11-05项目来源:国家“十一五” 科技支撑计划重点资助项目 (2007BAB21B01-01A 。
1河段概况三峡库尾重庆河段从长江干流大渡口至铜锣峡、支流嘉陵江井口至朝天门, 全长约 60km 。
河段在平面上呈连续弯曲的形态,弯道段之间由较顺直的过渡段连接,弯道段与顺直过渡段所占比例约为 1∶ 1。
河段宽窄相间,河宽呈藕节状变化,开阔段与狭窄段河宽相差悬殊,岸线参差不齐,岸边常有石嘴突出。
河段床面主要为卵砾石、基岩与纯沙体,裸露基岩包括石梁、岛、礁之类。
河段岸坡以基岩为基础,除局部基岩间断性地裸露于岸坡外,更多的是沙土、石块覆盖在基岩面上。
航道主要碍航问题是枯水期航道弯、窄、浅,著名的碍航浅滩段有九龙滩、猪儿碛、铜元局以及嘉陵江出口等[1-2]。
本文分析采用整个河段上布设的60个固定断面水沙监测资料进行分析。
2来水来沙条件重庆河段来水来沙控制站,长江干流有朱沱、寸滩水文站,嘉陵江有北碚水文站。
三峡库尾重庆河段水沙变幅较大。
2021年朱沱径流量比多年均值偏大 3.1%, 11月增大了 50.4%,达到五百年一遇的同期枯季洪水;北碚、寸滩站比多年平均值分别偏小 11%和0.5%。
朱沱站 4~11月间悬移质输沙量比多年平均值减少了 29.9%, 其输沙量是同期多年均值的 3.83倍;北碚、寸滩站年悬移质输沙量分别比多年均值减少了 87.4%和 48.2%; 北碚站年内各月输沙量均比多年同期均值小,除 2月以外,其余各月都比多年同期均值减少 80%以上;寸滩站除 2~4月输沙量比多年同期偏大外,其他各月均小于多年同期均值,其中 3~9月减少值均在 40%以上。
3河床演变分析3.1岸线变化由于天然情况下重庆河段两岸主要为岩石组成, 因此岸线总体变化不大。
三峡大坝蓄水运行后川江塘土坝河段河床演变分析及趋势预测
第33 卷第4 期重庆交通大学学报( 自然科学版)V o l〃33N o〃4 2014 年8 月JOUＲNAL OF CHONGQING JIAOTONG UNIVEＲSITY( NATUＲAL SCIENCE)Au g〃2014d oi: 10〃 3969 / j〃 issn〃 1674-0696〃 2014〃 04〃 17三峡大坝蓄水运行后川江塘土坝河段河床演变分析及趋势预测丁陇云( 陕西省建筑职工大学，陕西西安710068)摘要: 在三峡大坝蓄水引起常年回水区水沙条件、边界条件发生重大变化的前提下，结合蓄水前后常年回水区塘土坝河段的来水来沙及河床地形的原型观测资料，分析了该河段的泥沙淤积、横断面和深泓线等的变化规律，并预测其发展趋势。
关键词: 水利工程; 蓄水; 河床演变; 塘土坝; 演变趋势中图分类号: TV147 文献标志码: A 文章编号: 1674-0696( 2014) 04-081-03Ｒiverbed Evolution Analysis and Forecast of Chuanjiang Tangtuba Ｒeachafter the Water Storage of Three Gorges DamDing Longyun( Shaanxi University of Architecture Staff，Xi’an 710068，Shaanxi，China)A b s t r a c t: A f ter the imp o undment of Three G o r g es dam，w hich caused the radical chan g e of sand c o nditi o ns and b o undar yc o nditi o ns at the perennial back w a ter area，the v ariati o n rule of the reach’s sediment dep o siti o n，cr o ss-sec ti o ns and thal-w e g，etc〃，w ere anal yz ed and its de v el o pment trend w a s a ls o fo reca sted，c o mbin g w ith the c o min g w ater and sediment c o n- diti o ns of Tan g tuba Ｒeach at perennial back w ater area be fo re and a f ter imp o undment as w ell as the ri v er bed t o p og raph y pr o- t o t y pe o bser v a ti o n data〃Key words: hydraulic engineering; wa ter storage; river bed evolution; T angtuba; evolution trend三峡水库175 m 方案蓄水运行后，汛期145 m 水位回水末端位于长寿［1］，长寿至坝前河段为常年回水区，随着水库成库正常运行，边界条件和水沙条件的重大变化［2］将引起该区域内的水流结构调整［3］，导致水沙运动规律发生变化，影响其冲淤特性及河床演变规律。
三峡水库蓄水后长江沙市河段水位变化分析
长 江 沙 市 河 段 ， 上 起 腰 店 子 ， 下 至 柳 林 洲 ， 全 长 约 １ ７ ． ５ ｋ ｎ，地 处 三 峡 大 坝 下 游 ， 是 长江 干 线 著 名 的 浅 水 道 之 一 ， ｉ
流 量 与 蓄 水 前 没 有 大 的 变 化 ，但 是 流 量 过 程 发 生 重 大 变 化 。
２ ０ ０ ９ — ２ ０ １ ３年 较 ２ ０ ０ ３ — ２ ０ ０ ８年 相 比 ，枯 水 期 补 水 明 显 ，最 枯 期
也是 影响 “ 畅 中游 ” 的 关 键 性 河 段 ，历 年 来 都 是 长 江 航 道 维 护 管 理工作 的重 点和难 点所 在 。 自 ２ ０ ０ ３年 三 峡 水 库 开 始 蓄 水 以 来 ，其 不 断 增 加 的 蓄 水 库 容 ，对 坝 下 径 流 过 程 产 生 巨 大 的调 节 作 用 ，对 长 江 沙 市 河 段 的水 位 变 化 产 生 直 接 影 响 ， 其 清 水 下 泄 也 对 近 坝 河 段 的 河 床 演 变 产 生 影 响 ，从 而 影 响 到 航 道 水 位 的 变 化 。 以统 计学 为 基 础 ，通 过 对 历 史 实 测 资 料 进 行 分 析 ，研 究 三 峡 蓄 水 前 后 沙 市 河 段 航 道 水 位 变 化 现 象 ，找 出其 变 化 规 律 ，可 为 今 后 长 江 沙 市 河 段 的航 道 维 护 管 理 工 作 提 供 技 术 支 持 ，以 减
水 ，首 次 １ ３ ５ ｍ、首 次 １ ５ ６ ｍ 蓄水分 别 于 ２ ０ ０ ３年 ６月 和 ２ ０ ０ ６ 年 １ ０月 顺 利 实 现 ，２ ０ ０ ８年 实 施 首 次 １ ７ ５ ｍ 试 验 性 蓄 水 ，２ ０ １ ０
三峡水库坝下游河道断面形态调整模式与机理研究
三峡水库坝下游河道断面形态调整模式与机理研究李明;胡春宏;方春明【摘要】2003年三峡水库蓄水运用后,长江中下游河道对新水沙条件的自适应调整十分复杂.本文重点关注河道横断面形态调整问题,分析表明,在减沙效应影响的河段内,河道总体冲刷过程中断面形态的变化可以分为3种模式:整体下切型、平移调整型和复合调整型.针对长江中下游大部分为受控型河道的现状,提出采用形心相对深度指标对断面形态变化进行定量分析.结果表明,在河道冲刷过程中,断面形态既存在冲滩为主的坦化现象,也存在冲槽为主的锐化现象.结合水沙条件变化分析,阐述了3种断面形态调整模式的水沙作用机理,指出在新水沙条件下河道转变为冲刷型后,断面形态的调整方向由主流区的强冲刷效应所主导,且因中水流量级的造床作用凸显,洪水流量级的造床作用被明显削弱.在原始深槽走向与优势流量级主流倾向位置差别较大的河段,河道横断面优先表现出平移调整模式;在深槽走向相对平顺的河段,河道横断面的调整以复合调整模式为主,呈现出冲深淤浅的锐化特征.【期刊名称】《水利学报》【年(卷),期】2018(049)012【总页数】12页(P1439-1450)【关键词】河床演变;造床作用;三峡工程;断面形态;水沙条件【作者】李明;胡春宏;方春明【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430040;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TV1471 研究背景能够自由发展的冲积河流的河床，在水流长期作用下，有可能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态，在此均衡状态下，河道形态指标与水沙边界条件等特征物理量之间的函数关系即为河相关系，长期以来，冲积河流河相关系是对其进行演变分析与河道整治的重要依据[1]。
三峡水库蓄水后铜陵河段演变特点及趋势分析
新 生洲边 滩 。１９ ９ ８年后 随着 长 江 隐蔽 工程 的实 施 ， 左 岸 沿线一 带崩 岸基 本得 到控 制 ， 生洲滩 槽变 化趋 小 ； 新
成德 洲右 汉分 流 比约 占 ４ ％ ， 岸 边 界 稳 定 ， 槽 也 ０ 右 滩 相对 稳定 ； 自新 沟 以下分 成成 德洲 中汉 和南夹 江汊 道 ，
第４ ３卷 第 ５期
２ ０ １２ 年 ３ 月
人 民 长 江
Ｙａ ｔｅ Ｒｉｅ ｎｇｚ ｖｒ
Ｖｏ． １ ４３， Ｎｏ． ５ Ｍ ａ ．， ２ ２ ｒ ０１
文 章 编 号 ： ０ １— １ ９ ２ １ ） ５— ０ ９— ４ １０ ４ ７ （０ ２ ０ ０ ８ ０
线 逐年崩 退 ， 北岸形 成 大锣鼓 边滩 ， 成德 洲 中下 部形 成
金 牛渡 至皇公 庙 一带 岸 线 自 １５ ９ ８年 开 始 陆续 进 行 了 守 护 ， 冲退 幅度较 小 ¨ 。 故
三峡 水库 蓄水 运用前 的近 ４ ０ ａ中 ， 德 洲 左右 汊 成 分 流分 沙 比变 化不 大 。１ ５ ２ ０ 年 ， 德 洲 左 汉分 ９ ９～ ０ １ 成
汉 即 为 南夹 江 ， ３ ０ ｍ。成 德 洲 左 右 汊 行 至洲 尾 后 宽 ０
汇合 ， 主流 贴靠 左岸 安定 街 一刘家 渡一 带下 行 ， 刘 家 在 渡 附 近被铜 陵 沙分 为 两 汉 ， 陵沙 左 汊 为 主汉 。 主汉 铜 下 行 至太 阳洲 尾 以下 与南 夹 江 出流 汇 合 为 一 ， 流贴 主 靠 右岸 ， 金牛 渡 、 经 皇公 庙 、 港河 口而 出该 河段 ， 荻 进入
作者简介 ： 冯 源 ， ， 士 ， 男 博 主要 从 事 河 道 演 变 与整 治及 工 程 泥 沙 问题 研 究 。Ｅ—ｍ ｉ ｆｎｙａ９ ＠ １６ ｏｍ ａ ： ｇｕｎ ９ ２ ．ｏ ｌｅ
三峡蓄水后宜昌河段河床演变分析
收稿日期：2009-05-13作者简介：刘金（1987—），男，硕士研究生，主要从事环境与工程泥沙和治河防洪方面的研究。
1概况1.1河道概况宜昌—虎牙滩河段上接镇川门，下游与宜都水道相连接，全长19.4km ，处于山区河道与平原河道之间的过渡段，为顺直分汊河段。
本河段有较大的洲滩胭脂坝，胭脂坝将河道分为左汊及右汊，左汊为主汊，右汊为支汊。
胭脂坝以上江面宽度约为650~900m ，胭脂坝处河道宽度达到1500m ，以下河道宽度逐渐从1500m 收窄到虎牙滩处的800m 。
三峡蓄水后宜昌河段河床演变分析刘金，陈立，周银军，许文盛（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072）摘要：三峡水库蓄水运用以后，改变了宜昌河段的来水来沙条件，引发了河流的再造床过程。
依据蓄水前后原型观测资料结合宜昌河段的来水来沙及边界条件，分析了宜昌河段的冲淤变化、深泓线、深泓纵剖面、洲滩等变化规律，并对其演变趋势做了预测。
关键词：三峡；宜昌河段；演变中国分类号：TV 147文献标志码头：A文章编号：1002-4972（2009）11-0116-05Evolution of Yichang reach after impoundment of the Three Gorges ReservoirLIU Jin,CHEN Li,ZHOU Yin-jun,XU Wen-sheng(State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science,Wuhan University,Wuhan 430072,China)Abstract:Since the impoundment of Three Gorges Reservoir,the water and sediment to the reach haschanged,resulting in the process of river transformation.Based on the prototype observation data before and after the impoundment,as well as the boundary condition,this paper analyzes the river channel change,thalweg and evolution of the shoal,and predicts the trend of evolution of Yichang reach.Key words:Three Gorges;Yichang reach;river process图1葛洲坝下游宜昌河段形势图2009年11月第11期总第434期Nov.2009No.11Serial No.434水运工程Port &Waterway Engineering第11期1.2航道概况宜昌至虎牙滩河段的航道条件优良，河道的冲淤变化未给本河段带来不利影响，但是宜昌至虎牙滩河段的冲刷下切是引起宜昌枯水位下降重要因素之一，而宜昌枯水位的下降直接影响葛洲坝船闸的通航。
三峡水库蓄水前后重庆段整体水质变化分析
三峡水库蓄水前后重庆段整体水质变化分析吕平毓;米武娟【摘要】随着三峡水库的形成和不同水位的蓄水,水环境发生了很大的变化.通过对三峡水库重庆段2003～2009年主要代表监测断面水质监测数据的统计分析,采用单因子评价方法对蓄水前后整体水质进行评价,以各月水质类别占全年比例的变化来反映水质变化特征.结果表明:不考虑粪大肠菌群,三峡库区重庆江段总体水质良好,各个监测断面水质类别大多为Ⅲ类(含优于Ⅲ类水),少数断面个别年月总磷、高锰酸盐指数和石油类超标较严重.干流2003～2009年Ⅲ类水质类别所占比例为58.9%～80.56%,且比重呈上升趋势,变化幅度平缓;支流2004-2009年Ⅲ类所占比例为80.3%-96.96%,年变化趋势平缓.三峡水库蓄水6 a来,库区江段总体水质呈向好趋势.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2011(042)007【总页数】5页(P28-32)【关键词】水质评价;水质类别;蓄水前后;三峡水库【作者】吕平毓;米武娟【作者单位】长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局,重庆,400014;重庆交通大学河海学院,重庆,400074【正文语种】中文【中图分类】X824三峡工程于2003年6月1日开始蓄水后，库区水深增加、水面加宽、水流流速减缓，这将影响库区污染物的稀释、扩散［1］。
此外，受自然条件及历史条件的影响，三峡库区的城镇、工矿企业多沿江河分布。
长江及其支流既是生活、生产的取水源，又是城市和工业企业的纳污水体［2－3］，而重庆库段占三峡库区范围的85%，对其整体水质的分析评价具有重要意义。
本文主要对三峡水库重庆段2003～2009年整体水质状况进行分析，评价库区蓄水前后水质变化特征，力求客观地反映库区重庆段水环境质量状况与水质变化，为三峡水库水资源利用保护和管理监督提供参考依据。
1 水质监测断面布置根据三峡水库重庆段的自然环境特征、库区水文情势和社会经济发展特点，为较为合理地对重庆段库区水体环境质量进行监测和较为客观地评价蓄水前后水质变化情况，选取长江干流铜罐驿、寸滩、长寿、清溪场、万县和奉节6个代表断面，支流北碚(嘉陵江)、临江门(嘉陵江)、武隆(乌江)、御临河、小江、大宁河进行分析。
三峡水库蓄水前后坝下游河道造床流量及水流挟沙能力变化分析
三峡水库蓄水前后坝下游河道造床流量及水流挟沙能力变化分析*闫金波，李云中，邹涛（长江水利委员会三峡水文水资源勘测局,湖北,宜昌 443000）摘要:本文通过对三峡水库蓄水前后坝下游水沙条件代表站——宜昌水文站的资料进行统计,分析了三峡水库蓄水前后坝下游河道造床流量的变化，并结合水力学计算对水流挟沙能力进行估算，简要分析了坝下游河道水流挟沙能力沿程的变化情况。
分析认为，三峡水库蓄水后引起的坝下游第一、第二造床流量变化和水流挟沙能力变化反映了坝下游河床以纵向冲刷为主的发展趋势；三峡蓄水前后同流量级条件下沿程水流挟沙能力的变化反映了三峡蓄水以来坝下游河段以中低水冲刷为主、中枯水位下降相对明显及河床沿程变化受节点控制的客观事实。
关键词:造床流量挟沙能力1 引言天然条件下葛洲坝下游河道沿程造床流量计算，已有研究成果。
但随着三峡水库的蓄水运用，坝下游来水来沙条件、年内水文过程、水流造床作用等因素都发生了明显变化，作为对形成天然河道河床特性及河槽基本尺寸起支配作用的河道造床流量也将发生变化，探讨坝下游河床造床流量的变化情况对于我们研究坝下游河道河床演变特性有重要的参考意义。
因此，本文首先以宜昌水文站资料为代表，对蓄水前后坝下游河道造床流量的变化进行了详细分析，而后通过河道水力学计算，并结合河流泥沙动力学中水流挟沙的有关理论简要分析了坝下游河道水流挟沙能力的变化情况，得出了一些认识。
2 坝下游河道造床流量的计算我们在研究河床的稳定性和河道水力几何形态特征的时候，都要使用一个单一的代表流量作为特征流量，这个流量对形成天然河道河床特性及河槽基本尺寸起支配作用，其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当，与河道最大流量、平均流量、水流历时、洪水频率以及河道输沙等因素相关，我们常称其为——造床流量。
对于造床流量的确定，目前在理论上尚不成熟，根据应用的侧重不同，其计算方法和确定条件也较多，如应用于河道演变分析和航道整治特征条件确定时其计算条件选取和计算方法就会有所区别。
三峡水库蓄水后长江中游典型弯曲分汊河道的调整响应
４ ３ ０ ０ ７ ２ ；
后 长江中游水沙变异特征的基础上 ， 以监 利河段 、 武 汉天兴 洲河段 和戴 家洲河段 为典型分 析河段 ， 就 河道
（ １ ． 武汉 大 学 水 资源 与水 电工程科 学 国家 重点 实验 室 ， 湖 北 武汉 ２ ． 长 江科 学院 河 流研 究所 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要： 三峡水库 已蓄水运用 １ ０余年 ， 坝下游长江 中游各 弯曲分 汊河道 已出现 不 同程度 的冲淤响应 ， 呈
下 游 城 陵 矶 至 徐 六 泾 段 分 汊 河 道 汉 道 段 总 长 ９ ０ ６ ． ２ ｋ ｍ， 占河段 全长 的６ ９ ． ５ ％ 。弯 曲分 汉 河道
１ ） 。其 中监 利弯 曲 分 汊 河 段 位 于 江 湖 关 系 复 杂 的
荆 江 河段 ， 地 处 下荆 江河段 中部 ， 下 临上车 湾人工 裁
１ 河 道 概 况
研 究河 段均 位于 三 峡大 坝 以下 的长 江 中游 （ 图
河 道 出现 剧烈 调 整 ， 之 前 河 道 的季 节 性 冲淤 几 乎 消 失 。分汊 型 河 段 是 冲 积 平 原 河 流 中 一 种 常 见 的 河 型， 在长 江 中下游 河道 中普 遍存 在 。据统 计 ， 长江 中
１ ９ ７ ９年 和 １ ９ ８ ５年就 对 多座 水 库 建设 后 河 道 形 态 的
复杂 响应进 行 了研 究 Ｉ ２ 。针 对三 峡水 库 蓄水 运 用 后 坝下 游水 沙 变化 和 河 道 调 整 影 响 问 题 ， 一 些 学者 开展 了研 究 ＿ ３ ， 发现三峡水库蓄水后 ， 长 江 中 游
三峡水库蓄水后长江中游干流来水量变化分析
中游径 流 变化 特征 进行 研究 。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ９— ２ ３
２ ． ２ 洞 庭 湖水 系 和 汉 江 来 水
洞庭 湖 水 系 以 城 陵 矶 站 为 代 表 ， １ ９ ５ ６～２ ０ ０ ２年 （ 蓄水前 ， 下 同） 多年平 均流量为 ９ ４ ０ ０ ｍ ／ ｓ ， ２ ０ ０ ３～ ２ ０ １ ０年 （ 蓄水 后 ， 下同） 多 年 平 均 流量 为 ７ ０ ６ ０ ｍ ／ ｓ ，
三 峡 水 库 蓄 水 后 长 江 中游 干 流 来 水 量 变 化分 析
张 德 兵， 何 素 萍， 胡 国 祥， 胡 高 平
（ 长 江 水 利 委 员会 长 江 中游 水 文 水 资 源 勘 测 局 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ １ ２ ）
摘要 ： 为 了解 三 峡 水 库 建 成 运 用后 对 长 江 中游 径 流 产 生 的 影 响 ， 依据 宜昌、 汉 口、 仙桃 、 城 陵 矾 等 主 要 水 文站 多 年 流 量 资料 ， 对 三 峡 水 库 蓄 水前 后 汉 口站 年 径‘ 流量 、 径 流 量 年 内分 配 、 年 最 小 流 量 等 进 行 了统 计 分 析 。结 果 表 明， 三峡 水 库 蓄 水 运 用 以后 ， 汉 口站 年 径 流 量 没 有发 生 明 显 变化 ， 但 汛后 流 量 减 小 、 枯期 流量增大 ， 汛期 则 受三
三峡水库蓄水后长江中游界牌河段河床演变特性分析
界 牌 河 段 为 岳 阳 河 段 下 段 ，上 起 杨 林 山 ，下迄 赤 壁 山 止 ，全 长 约 51 km。河段进口为杨林山、龙头 山 节 点 控 制 ，河 宽 仅 1 100 m,以 下 逐 步 放 宽 ，至新 堤 一 带 最 大 河 宽 达 3 900 m，出口处河宽又束窄为 1 6 7 0 m。从 河 道 平 面 形 态 上 看 ，河道以 谷 花 洲 为
摘 要 ：界牌 河 段 是 长 江 中 游 典 型 的 顺 直 分 汊 型 河 段 ，河 段 内 洲 滩 发 育 。 自2 0 0 3 年 三 峡 水 库 蓄 水 运 用 以
来 ，受 清 水 下 泄 影 响 ，上 游 来 沙 量 大 幅 减 小 ，该 河 段 河 床 也 发 生 了 相 应 的 调 整 和 变 化 。根 据 2003~2016年 实
1 研究背景
长江三峡水利枢纽工程于2003年 6 月开始蓄 水 运 行 ，水 库 蓄 水 至 135 m,2006年 10月水库实现 156 m蓄 水 ,2008年 汛 后 正 式 实 施 175.0 m水位试验 性 蓄 水 。随着三峡水库的蓄水运用，水库的拦蓄调 节 作 用 改 变 了 天 然 河 道 的 水 沙 输 移 特 性 ，呈 现 “库 区 淤 积 、坝下游冲刷”的总体趋势，长江中下游河道 也发生了相应的响应和调整。
4 近期河道演变
4 . 1 河道冲淤变化
3 蓄水前后河段水沙条件对比
测 水 下 地 形 资 料 ，全 面 分 析 了 该 河 段 近 期 河 床 演 变 特 性 。 结 果 表 明 ：自 三 峡 水 库 蓄 水 运 用 以 来 ，河段岸线
基 本 稳 定 ，河 床 冲 刷 部 位 主 要 在 枯 水 河 槽 ，河 床 形 态 汊 道 段 受 冲 刷 影 响 变 化 较 大 ，其 他 断 面 形 态 变 化 较 小 ，
三峡工程蓄水以来九江-湖口河段河道冲淤分析
三峡工程蓄水以来九江-湖口河段河道冲淤分析
三峡工程建设后，由于蓄水导致了水位的变化，对河道冲淤有一定影响。
本篇将针对九江至湖口河段进行河道冲淤分析。
我们来看河道的冲淤情况。
河道的冲淤是由于河流输沙量的变化引起的，河流输沙量的变化受到水位变化、水流速度、河床底质等因素的影响。
根据资料，三峡水库蓄水后，九江至湖口河段的水位有了明显的变化。
水库蓄水后，蓄水位随着时间的推移逐渐提高，这对河道的冲淤产生了一定的影响。
蓄水初期，由于水位变化较大，河流的水流速度增大，可能会导致局部河道的冲淤。
而蓄水后期，水位相对稳定，水流速度变缓，可能导致河道的淤积。
河道冲淤也受到河流输沙量的影响。
河流输沙量的大小取决于河道的泥沙供给情况和输沙能力。
三峡工程建成后，水库上游的河道受到了一定的影响，泥沙供给可能发生了变化，导致九江至湖口河段的河道冲淤情况发生了变化。
为了解决九江至湖口河段的河道冲淤问题，可以采取一定的措施。
一方面，可以进行河道淤积的清淤工作，及时清理河道内的淤积物，恢复河道的正常水流状态。
可以进行河道的整治和疏浚工程，增加河道的流量，提高河道的输沙能力，减少冲刷和淤积的可能性。
三峡工程的蓄水对于九江至湖口河段的河道冲淤产生了一定影响。
蓄水引起的水位变化和水流速度变化，以及河道输沙量的变化，是导致河道冲淤的主要原因。
为了解决河道冲淤问题，需要采取一系列的措施，包括清淤工作和河道整治工程等。
这样才能保持河道的正常运行，保护沿岸地区的生态环境。
长江三峡库岸几何形态的分形分维研究
作 者 简 介 ： 齐 英 ， ， 士研 究 生 ， 要 从 事 遥 感 与 地 质 灾 害 交叉 方 向的 研 究 。Ｅ—ｍ ｉ ｑ ｉｇ ９ ６８ １３ ｃｒ 江 女 硕 主 ａｌ ｉ ｎ 一１８ ０ ＠ ６ ．ｏ ：ｙ ｎ
第 ９期
江 齐 英 ， ： 江 三 峡 库 岸 几 何 形 态 的 分 形 分 维 研 究 等 长
长江 三 峡 库 岸 几 何 形 态 的分 形 分 维 研 究
江 齐 英 ， 瑞 卿 牛
（ 中国 地 质 大 学 （ 汉 ）地 球 物理 与 空 间信 息 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 湖 ３ ０４
摘 要 ： 用数 盒 子 法 分段 计 算 三峡 大 坝 蓄 水 前 （ 位 线 高程 约 ６ １ 和 一 期 蓄 水 后 （ 前 水 位 】 ５ １） 个 时 利 水 ５／） ９ 坝 ３ ＇ 两 ３ １ 期 长 江 干 流 左 右 岸 库 岸 线 的分 维值 ， 将 其 计 算 结 果进 行 对 比 ， 并 以研 究长 江 三峡 库 岸 分 维值 与 地 质 环 境 的 关 系 。分 析 这 两个 时期 库 岸 的 分 维值 及 其 差 值 ， 现 峡 谷 区均 小 于 宽 谷 区 ， 究 表 明 这 受 库 岸 的 地 层 岩 性 、 发 研 构
述 自然 界和非 线性ห้องสมุดไป่ตู้系统 中不 光滑和 不规则 几何 体 的有
效 工 具 ， 计 算 方 法 已 经 有 多 种 ， 盒 子 法 是 河 流 其 数
１ ５ｍ） ３ 库岸 线 的 分 维 值 ， 分 析 其 与 库 岸 地 层 岩 性 、 并
构 造 、 质灾 害及人 类 工程 活动 的关 系。 地
第４ １卷 第 ９期 ２ ０ １０ 年 ５ 月 文 章 编 号 ：０ １ ４ ７ 《 ０ ０ ０ １ ０ — １ ９ ２ １ ） ９—０ ４ ０ ０ ２— ３
三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流变化
第５１卷第８期２０２０年８月㊀㊀人㊀民㊀长㊀江Ｙａｎｇｔｚｅ㊀Ｒｉｖｅｒ㊀㊀Ｖｏｌ.５１ꎬＮｏ.８Ａｕｇ.ꎬ２０２０收稿日期:２０１９－０４－１０作者简介:魏㊀轩ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ主要从事河流水文泥沙及河道演变等方面的工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ａｄｇ５８７４１２＠１２６.ｃｏｍ㊀㊀文章编号:１００１－４１７９(２０２０)０８－００９９－０５三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流变化魏㊀轩ꎬ刘㊀瑜ꎬ胡家彬(长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局ꎬ湖北荆州４３４０２０)摘要:为进一步了解２００８年三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流的变化及趋势ꎬ在１９５６~２００７年研究成果的基础上ꎬ利用２００８~２０１７年的实测资料ꎬ详细分析了在三峡水库试验性蓄水后荆江三口年均径流量㊁月均流量以及断流天数等各方面的变化ꎮ结果表明:随着三峡工程的调蓄作用日渐稳定ꎬ同时由于上游来水偏少ꎬ使得三口各个口门的冲淤变化不大ꎻ荆江三口的分流比基本保持小幅度并大致同步的下降变化ꎮ研究成果可为长江中游水资源规划治理及江湖关系深入研究等提供参考ꎮ关㊀键㊀词:荆江三口ꎻ分流比ꎻ年均径流量ꎻ月均流量ꎻ三峡水库中图法分类号:ＴＶ６９７㊀㊀㊀文献标志码:ＡＤＯＩ:１０.１６２３２/ｊ.ｃｎｋｉ.１００１－４１７９.２０２０.０８.０１８１㊀研究背景万里长江ꎬ险在荆江ꎬ枝城至城陵矶河段即为著名的荆江ꎬ其两岸平原广阔ꎬ地势低洼ꎬ是长江防洪形势最为严峻的河段ꎮ其中途径松滋口㊁太平口㊁藕池口ꎬ称为荆江三口(以下简称三口)ꎬ分流入洞庭湖ꎬ最后于城陵矶汇入长江ꎬ形成复杂的江湖关系ꎮ荆江三口是连接长江荆江河段与洞庭湖区的纽带ꎬ在各口门处分别设有新江口㊁沙道观㊁弥陀寺㊁康家岗㊁藕池(管家铺)５个重要控制水文站进行流量监测ꎬ其分流的变化对长江中下游的防洪和洞庭湖区的洪水㊁航运及水资源利用起着决定性作用(见图１)ꎮ系统分析荆江三口分流变化规律ꎬ对于深入研究荆江与洞庭湖关系调整规律和预测江湖变化趋势具有十分重要意义[１]ꎮ众多学者做了大量实测资料分析ꎬ取得丰硕的成果ꎬ如卢金友等[２]通过１９５５~１９９５年资料在长江与洞庭湖关系分析中发现三口分流比逐年递减ꎮ但关于三峡建库后ꎬ荆江三口分流比的预测目前还存在很大争议ꎬ如秦凯等[３]在荆江三口分流能力分析中预测三峡蓄水初期高水分流比会增强ꎬ可能由于建库后实测资料时间系列不长导致预测不准确ꎻ单剑武ꎬ李义天等[４－５]在三峡建库后荆江三口分流比研究中预测分流比不会减少ꎮ本文将在已有的１９５６~２００７年荆江三口分流研究成果的基础上ꎬ利用２００８~２０１７年的实测资料进一步对荆江三口分流的变化进行详细分析㊁合理预测ꎮ研究成果可为长江中游江湖规划㊁治理及江湖关系深入研究等提供技术支撑ꎮ图１㊀荆江河段三口洪道水系示意Ｆｉｇ.１㊀ＲｉｖｅｒｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ２㊀１９５６~２００７年荆江三口分流变化荆江三口洪道分流的变化ꎬ既有河道延长㊁口门附近河道冲淤及河势变化等自然因素的影响ꎬ也有近代水利工程建设及人工裁弯的人工因素影响[１]ꎮ其中１９５６~１９６６年为下荆江系统裁弯前的自然演变期ꎬ该时期枝城径流量为４５１５亿ｍ３ꎬ三口分流了１３３１.６㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀亿ｍ３ꎬ占长江干流流量的２９.８％ꎻ１９６７~１９７２年为下荆江系统裁弯期ꎬ先后有中洲子㊁上车湾人工裁弯和沙滩子自然裁弯ꎬ该时期三口分流比降至２３.７％ꎬ减少６.１％ꎻ１９７３~１９８０年为裁弯后至葛洲坝水利枢纽运用前阶段ꎬ该时期三口分流比为１８.８％ꎬ继续衰减４.９％ꎻ１９８１~２００２年为葛洲坝运行中㊁三峡枢纽运行前ꎬ该时期三口分流比为１５.４％ꎬ衰减３.４％[６－８]ꎻ２００３~２００７年为三峡蓄水前期ꎬ显而易见人工裁弯及水利工程建设对三口分流有很大影响ꎮ长江干流多年平均径流量无趋势性的变化时一直呈现衰减趋势ꎬ导致三口总的分流比也呈衰减趋势ꎬ其中松滋口与太平口分流比受影响变化较小ꎬ下降幅度沿时程变化不大ꎬ且两者变化趋势大致相同ꎬ而藕池口分流比年际间跳动幅度较大ꎬ受影响明显ꎬ衰减了１１.１％ꎬ主要由于其口门距下荆江裁弯河段较近所致ꎬ具体如图２所示ꎮ图２㊀１９５６~２００７年三口分流比Ｆｉｇ.２㊀ＤｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ(１９５６~２００７)３㊀２００８~２０１７年荆江三口分流变化３.１㊀年均径流量及分流变化１９５６年以来ꎬ由于人类的活动如下荆江的裁弯过程㊁修建葛洲坝及三峡水利工程等ꎬ对荆江三口(调弦口１９５９年封堵)的分流有着巨大的影响ꎮ通过对三口分流５个阶段的演变进行分析发现:荆江三口分流量及分流比在逐渐减少ꎬ三峡水库蓄水前(２００３年以前)及开始初期蓄水后(２００３~２００７年)ꎬ分流量及分流比也是沿时程逐步衰减的ꎮ２００８~２０１７年各口门分流量及分流比见表１ꎮ由表中统计数据可以看出ꎬ在三峡水库初期蓄水直至其稳定运行期间ꎬ各口门分流量及分流比呈现变幅不大的波动状态ꎬ整个分流变化过程趋于稳定ꎮ这表明水库在稳定调度运行期间对三口分流变化影响较小ꎬ此时三口径流变化主要受干流变化影响ꎬ如干流来水量㊁干流水位㊁干流河道冲淤变化及口门自身形态的变化等ꎮ由三口分流量及分流比数据表明这些因素对三口分流的影响正在逐渐减小ꎬ各口门分流呈现出稳定变化的趋势ꎮ各口门分流比近１０ａ变化如图３所示ꎮ图３㊀２００８~２０１７年三口分流比Ｆｉｇ.３㊀ＤｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ(２００８~２０１７)３.２㊀月均流量及分流变化荆江三口分流与干流来水来沙关系密不可分ꎮ与干流特点相同ꎬ三口分流也集中在汛期ꎬ汛期流量越表１㊀２００８~２０１７年三口年径流量与分流比Ｔａｂ.１㊀ＡｎｎｕａｌｒｕｎｏｆｆａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ(２００８~２０１７)年份松滋口新江口径流量/亿ｍ３沙道观径流量/亿ｍ３分流比/％太平口弥陀寺径流量/亿ｍ３分流比/％藕池口管家铺径流量/亿ｍ３康家岗径流量/亿ｍ３分流比/％枝城径流量/亿ｍ３三口合计分流量径流量/亿ｍ３分流比/％２００８２５７.０５６.１７.３９８.７２.３１１３.０３.９６２.７４２８０５２８.７１１２.４２００９２１５.０４８.５６.５８６.７２.２９１.４３.２８２.３４０４０４４４.９０１１.０２０１０２６０.０６２.４７.７１０７.０２.５１３１.０５.７７３.３４２００５６６.０２１３.５２０１１１６２.０２２.５５.２４７.６１.３４３.８０.５８１.２３５８０２７６.１８７.７２０１２３１４.０７６.１８.３１１４.０２.４１４３.０６.４３３.２４７２０６５３.３０１３.８２０１３２０８.０４１.６６.５６８.８１.８７７.３１.６３２.１３８３０３９６.９１１０.４２０１４２７３.０６４.１７.２９１.８２.０１２１.０３.３１２.７４６６０５５３.５５１１.９２０１５１９４.０３１.２５.７５１.２１.３７５.２０.８８１.９３９６０３５２.５０８.９２０１６２５８.０５５.８７.１６９.６１.６１２１.０３.５６２.８４４３０５０７.８０１１.５２０１７２５２.０５０.４６.８５５.９１.２９６.５１.０２２.２４４８０４５６.００１０.２㊀注:松滋口㊁太平口㊁藕池口分流比均值分别为６.８％ꎬ１.９％与２.４％ꎻ三口分流比均值为１１.１％ꎮ００１㊀第８期㊀㊀㊀魏㊀轩ꎬ等:三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流变化大ꎬ干流水位越高ꎬ三口分流比也就越大ꎮ２００８~２０１７年期间受上游葛洲坝及三峡水库调度等影响ꎬ各口门月均流量呈现不同变化趋势ꎮ三峡工程蓄水前ꎬ藕池口分流比衰减幅度大ꎻ三峡工程蓄水后ꎬ藕池口分流比趋于稳定变化ꎬ如图４所示ꎮ受上游来水量变化与三峡调度影响ꎬ２００８~２０１７年期间藕池口各月均分流比沿时程减小ꎬ比值相对分散ꎬ集中性差ꎬ尤其７~１０月的月均分流比变化较为明显ꎮ从藕池口月均分流量变化曲线(见图５)可以看出ꎬ９~１０月的月均流量减少明显ꎬ大部分时间出现断流ꎬ主要原因在于汛期水库调蓄了洪水ꎬ削减了洪峰ꎬ汛后蓄水所致ꎮ图４㊀２００８~２０１７年藕池口月均分流比变化Ｆｉｇ.４㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅＯｕｃｈｉｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)图５㊀２００８~２０１７年藕池口月均分流量变化曲线Ｆｉｇ.５㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｆｌｏｗｏｆｔｈｅＯｕｃｈｉｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)㊀㊀从图６可以看出ꎬ随着时间发展ꎬ太平口月均流量分流比呈减少趋势ꎬ受上游来水偏少与中小洪水调度等影响ꎬ在该期间通流期４~６月变化幅度不大ꎬ集中性好ꎻ汛期７~１０月分流比值相对分散ꎬ集中性差ꎮ从太平口月均分流量变化曲线(图７)可以看出ꎬ９~１０月的月均流量减少明显ꎬ１~３月出现断流ꎬ与三峡工程蓄水前相比ꎬ月均流量均有所下降ꎮ图６㊀２００８~２０１７年太平口月均分流比变化Ｆｉｇ.６㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅＴａｉｐｉｎｇｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)图７㊀２００８~２０１７年太平口月均分流量变化曲线Ｆｉｇ.７㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｆｌｏｗｏｆｔｈｅＴａｉｐｉｎｇｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)㊀㊀图８显示ꎬ松滋口月均流量分流比总体呈减少趋势ꎬ不过离干流枝城近ꎬ全年通流ꎬ仅在汛期８~１０月份分流比变化幅度大ꎻ１~７月分流比值集中性好ꎮ从松滋口月均分流量变化曲线(图９)可以看出７~９月的月均流量变化明显ꎬ其他月份基本稳定ꎬ与三峡工程蓄水前相比ꎬ月均流量均有所下降ꎮ图８㊀２００８~２０１７年松滋口月均分流比变化Ｆｉｇ.８㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅＳｏｎｇｚｉｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)３.３㊀高水位期典型洪峰过程三口分流变化三口分流量主要集中在汛期ꎬ为分析三峡水库蓄１０１㊀㊀人㊀民㊀长㊀江２０２０年㊀水以后三口分流在干流不同流量级过程中的变化ꎬ选取了２００８~２０１７年枝城不同流量级３ｄ典型洪峰过程ꎬ对其相应分流比进行分析ꎬ具体见表２ꎮ图９㊀２００８~２０１７年松滋口月均分流量变化Ｆｉｇ.９㊀ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｆｌｏｗｏｆｔｈｅＳｏｎｇｚｉｃｈａｎｎｅｌ(２００８~２０１７)表２㊀２００８~２０１７年三口３ｄ洪量及分流比统计Ｔａｂ.２㊀ＲｕｎｏｆｆｏｆｔｈｒｅｅｄａｙｓａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ(２００８~２０１７)洪次枝城洪峰流量/(ｍ３ ｓ－１)３ｄ洪量/亿ｍ３松滋口３ｄ洪量/亿ｍ３分流比/％太平口３ｄ洪量/亿ｍ３分流比/％藕池口３ｄ洪量/亿ｍ３分流比/％三口合计分流比/％２００８０８１７４０３００１００.０１１.７０１１.７３.５３３.５３５.１６５.１６２０.４２００９０８０５４０１００１０２.０１２.３０１２.１４.０８４.００５.４５５.３４２１.４２０１００７２７４２６００１０８.０１４.９０１３.８５.１９４.８１７.８３７.２５２５.９２０１１０８０６２８７００７２.３８.０２１１.１２.５２３.４９３.０９４.２７１８.９２０１２０７３０４７５００１２０.０１７.１０１４.３５.０７４.２３８.３０６.９２２５.４２０１３０７２３３５３００８８.４１１.３０１２.８３.１７３.５９３.９５４.４７２０.８２０１４０９１９４７８００１２０.０１６.２０１３.５４.０４３.３７６.１４５.１１２２.０２０１５０７０１３２１００８１.２９.９６１２.３２.８０３.４５４.３５５.３６２１.１２０１６０７０１３４９００８６.６１１.７０１３.５３.０２３.４９５.６４６.５１２３.５２０１７１００８３１２００７３.８８.９７１２.２２.６７３.６２４.７１６.３８２２.２从表２可以看出ꎬ三口分流比总体上随枝城洪峰流量级增大而增大ꎬ但因各口门河段特性各异ꎬ藕池口分流比从４.２７％变化至７.２５％ꎬ随洪峰流量级增大而明显增大ꎻ松滋口分流比从１１.１％变化至１４.３％ꎬ也是明显随着干流洪峰流量增大而增大ꎻ太平口分流比从３.３７％变化至４.８１％ꎬ但随干流洪峰流量增大其变化趋势不明显ꎬ受洪峰影响不大ꎮ３.４㊀荆江三口断流天数变化２００３年以前ꎬ三口河道及三口口门段的逐渐淤积萎缩导致三口通流时水位抬高ꎮ沙道观㊁弥陀寺㊁管家铺㊁康家岗４站基本上每年均出现断流现象ꎬ而且每年的断流天数在逐步增加ꎬ在一些特殊枯水年份表现更为显著ꎮ沙道观㊁康家岗及管家铺多年平均年断流时间均长达半年以上ꎮ随着三峡水库开始蓄水ꎬ三口的断流天数仍在显著增加ꎬ据已有分析资料[９－１０]ꎬ２００３~２００７年三口多年平均年断流天数达到最大ꎬ分别为２１９ꎬ１６３ꎬ２０３ꎬ２７５ｄꎻ相较于各站１９５６~１９６６年的多年平均年断流天数０ꎬ３５ꎬ１７ꎬ２１３ｄ表现出显著的上升趋势ꎬ其中ꎬ沙道观㊁弥陀寺及管家铺这３站增加尤为明显ꎮ三口站分时段多年平均年断流天数见表３ꎮ表３㊀三口分时段多年平均年断流天数Ｔａｂ.３㊀Ｔｒｅｎｄｏｆｎｏ－ｆｌｏｗｄａｙｓｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＣｈａｎｎｅｌｓｉｎＪｉｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｄ时段松滋口沙道观太平口弥陀寺藕池口管家铺康家岗１９５６~１９６６年０３５１７２１３１９６７~１９７２年０３８０２４１１９７３~１９８０年７１７０１４５２５８１９８１~２００２年１７１１５５１６７２４８２００３~２００７年２１９１６３２０３２７５２００８年１６２１１６１３７２４３２００９年２０８１３１１９６２９３２０１０年１８８１５７１７４２４７２０１１年２４０１０２２０５３２０２０１２年１８１１４６１７８２４３２０１３年２１３２１１２１４２９５２０１４年１５３１２７１４９２７０２０１５年１６５１１４１５３３２３２０１６年１５８１２１１８５２６３２０１７年１３８１０２１５２２８３２００８年以后ꎬ三口断流天数变幅不大ꎬ趋于平稳ꎮ２００８~２０１７年松滋口㊁太平口及藕池口三口对应水文站时段多年平均断流天数相较于２００３~２００７年(三口多年平均年断流天数最大)均表现出一定程度的下降ꎮ但就近１０ａ而言ꎬ整体上三口对应水文站多年平均断流天数趋于平稳ꎮ虽然三口对应水文站时段多年平均断流天数表现出一定程度的波动ꎬ但变幅不大ꎬ呈现出平稳趋势ꎬ说明在三峡水库调度的稳定运行期间荆江三口分流变化较小ꎬ蓄水对分流影响并不明显ꎮ４㊀三口分流变化趋势探讨已有研究成果表明[７]:影响荆江三口分流的主要因素是三口口门附近长江干流水位变化㊁口门河段冲淤变化以及口门附近河道河势的变化ꎮ三峡工程蓄水后ꎬ干流含沙量大幅度减小ꎬ相较之前必然会对三口造成或大或小的冲刷ꎮ据已有成果显示[１]:蓄水后长江干流枝城站中高流量下水位与蓄水前相比变化不大ꎬ小流量则低于蓄水前且下降趋势明显ꎬ但小流量引起的变化对分流比造成的影响不大ꎮ同时三峡工程蓄水以来的实测资料表明:荆江三口的分流比除２０１１年之外ꎬ其他年份无明显变化ꎮ综合分析可知ꎬ若长江干流中高水位下降幅度不大ꎬ甚至高水位略有抬高ꎬ同时三口受冲刷作用ꎬ对三口分流有利ꎻ另一方面ꎬ从三口断流天数可以看出ꎬ由于受三峡水库调蓄影响荆江河段２０１㊀第８期㊀㊀㊀魏㊀轩ꎬ等:三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流变化年内大流量发生频率和持续时间均明显减少ꎬ引起该时段三口分流比相应减小ꎬ因此ꎬ荆江三口分流能力将基本维持目前减小但趋势不明显的格局ꎮ５㊀结论(１)三峡工程调蓄初期ꎬ２００３~２００８年荆江三口处于调节期ꎬ分流比仍然处于大幅度衰减变化中ꎮ但根据２００８~２０１７年资料分析显示ꎬ随着近期上游来水偏少以及三峡水库调蓄作用进入稳定ꎬ荆江三口的分流暂时处于平衡阶段ꎬ除特殊枯水年之外(如２０１１年)ꎬ其他年份三口分流分沙年际变化减幅不明显ꎮ(２)荆江三口因口门河道特性差异ꎬ月均流量分流比呈现趋势有所差异ꎮ松滋口月均分流比随干流来水影响较大ꎬ和干流变化趋势一致ꎬ具有较好的正相关关系ꎻ而藕池口和太平口月均分流比变化明显ꎬ与上游来水量关系不大ꎬ正相关关系不如松滋口ꎮ另外干流典型洪峰时期ꎬ随洪峰流量的增大荆江三口的总分流比也呈增大趋势ꎬ松滋口占比大ꎬ太平口和藕池口占比小ꎮ(３)近期荆江三口断流天数变化不大ꎬ原因为三峡调蓄使得上游来水不大以及各口门冲淤变化减小ꎬ使得三口分流变化幅度减小ꎮ参考文献:[１]㊀宋平ꎬ黎昔春.长江三口的分流变化及原因分析[Ｊ].湖南水电科技ꎬ２０１０ꎬ５２(１):１－２.[２]㊀卢金友ꎬ罗恒凯.长江与洞庭湖关系变化初步分析[Ｊ].人民长江ꎬ１９９９ꎬ３０(４):１－４.[３]㊀秦凯ꎬ彭玉明ꎬ陈俭煌.荆江三口分流能力变化分析[Ｊ].人民长江ꎬ２０１５ꎬ４６(１８):１－５.[４]㊀单剑武ꎬ荆江四口分流分沙的演变[Ｊ].人民长江ꎬ１９９１ꎬ２２(３):１－６.[５]㊀李义天ꎬ郭小虎ꎬ唐金武ꎬ等.三峡建库后荆江三口分流的变化[Ｊ].应用基础与工程科学学报ꎬ２００９ꎬ１７(１):１－１１.[６]㊀王冬ꎬ方娟娟ꎬ李义天ꎬ等.三峡水库蓄水后荆江三口分流变化及原因[Ｊ].水电能源科学ꎬ２０１７ꎬ３５(１２):１－４.[７]㊀徐剑秋ꎬ毛北平ꎬ梅军亚.荆江藕池口分流比变化影响因素灰关联度分析[Ｊ].人民长江ꎬ２００６ꎬ１２(３):１－３.[８]㊀李义天ꎬ郭小虎ꎬ唐金武ꎬ等.三峡水库蓄水后荆江三口分流比估算[Ｊ].天津大学学报ꎬ２００８ꎬ４１(９):１－８.[９]㊀胡光伟ꎬ毛德华ꎬ李正最ꎬ等.三峡工程运行对洞庭湖与荆江三口关系的影响分析[Ｊ].海洋与湖沼ꎬ２０１４ꎬ４５(３):１－９.[１０]㊀朱玲玲ꎬ许全喜ꎬ戴明龙.荆江三口分流变化及三峡水库蓄水影响[Ｊ].水科学进展ꎬ２０１６ꎬ２７(６):１－１０.(编辑:江文)引用本文:魏轩ꎬ刘瑜ꎬ胡家彬.三峡水库试验性蓄水后荆江三口分流变化[Ｊ].人民长江ꎬ２０２０ꎬ５１(８):９９－１０３.ＣｈａｎｇｅｓｉｎｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｔｔｈｒｅｅｏｕｔｌｅｔｓｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒａｆｔｅｒｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔｏｆＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＷＥＩＸｕａｎꎬＬＩＵＹｕꎬＨＵＪｉａｂｉｎ(ＪｉｎｇｊｉａｎｇＢｕｒｅａｕｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｙａｎｄＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＳｕｒｖｅｙꎬＣｈａｎｇｊｉａｎｇＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎꎬＪｉｎｇｚｈｏｕ４３４０２０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:㊀ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｃｈａｎｇｅｓａｎｄｔｒｅｎｄｓｏｆｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｔｔｈｒｅｅｏｕｔｌｅｔｓｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒａｆｔｅｒｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔｏｆＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｎｃｅ２００８ꎬｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｆｒｏｍ１９５６ｔｏ２００７ꎬｗｅａｄｏｐｔｅｄｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａｆｒｏｍ２００８ｔｏ２０１７ｔｏａｎａｌｙｚｅｃｈａｎｇｅｓｉｎａｎｎｕａｌｒｕｎｏｆｆꎬａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｆｌｏｗａｎｄｄｒｙ－ｕｐｄａｙｓａｔｔｈｒｅｅｏｕｔｌｅｔｓｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｄｕｅｔｏｌｅｓｓｆｌｏｗｆｒｏｍｕｐｓｔｒｅａｍꎬｔｈｅｓｃｏｕｒｉｎｇａｎｄｓｉｌｔｉｎｇａｔＴｈｒｅｅｏｕｔｌｅｔｓｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖ￣ｅｒｈａｄｎｏｔｃｈａｎｇｅｄｍｕｃｈａｓｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＰｒｏｊｅｃｔｅｎｔｅｒｉｎｇａｓｔａｂｌｅｐｅｒｉｏｄ.ＢｅｓｉｄｅｓꎬｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏｏｆｅａｃｈｏｕｔｌｅｔｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒａｌｌｓｈｏｗｅｄｓｌｉｇｈｔｄｅｃｌｉｎｅｔｒｅｎｄ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒａｎｄｔｈｅｉｎ－ｄｅｐｔｈｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｒｉｖｅｒｓａｎｄｌａｋｅｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:㊀ＴｈｒｅｅｏｕｔｌｅｔｓｏｆＪｉｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒꎻｄｉｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏꎻａｖｅｒａｇｅａｎｎｕａｌｒｕｎｏｆｆꎻａｖｅｒａｇｅｍｏｎｔｈｌｙｆｌｏｗꎻＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＲｅｓ￣ｅｒｖｏｉｒ３０１。
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三峡蓄水后典型河段分形维数的变化分析周银军1,2,陈 立1,欧阳娟1,刘 金1(11武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉 430072;21长江科学院河流研究所,湖北武汉 430010)摘要:针对三峡工程蓄水后下游河道河床表面形态的变化,采用分形维数对河床表面形态进行量化,并分析河道冲淤调整特点,对河床表面分形维数(BS D )的变化特点及物理意义进行探讨。
结果表明,BS D 与河床各个剖面形态之间的关系是整体与部分的关系,BS D 能全面地反映床面形态的复杂程度。
三峡蓄水后,宜昌-虎牙滩和宜都河段BS D 明显增大,关洲河段增大幅度较小,而芦家河河段BS D 值略有减小,同时,各河段BS D 的变化可在一定程度上表征三峡蓄水后下游河道河床综合阻力的调整结果。
可通过对各河段演变趋势的分析,来预测其BS D 的变化,进而为分析其阻力和水位的变化趋势提供依据。
关键词:河道;三峡工程;河床表面分形维数;演变;河床综合阻力中图分类号:T V14715 文献标志码:A 文章编号:100126791(2010)0320299208收稿日期:2009207201基金项目:“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAB05B03205);国家自然科学基金资助项目(10672125)作者简介:周银军(1983-),男,河南信阳人,博士研究生,主要从事水力学及河流动力学研究工作。
E 2mail:zhouyinjun1114@1261com通信作者:陈立,E 2mail:chenli w uhee@2631net三峡工程蓄水后,改变了下游河道的来水来沙条件,将引起下游河道一系列的冲淤调整[122]。
其中河床表面形态的冲淤调整直接关系到河床形态阻力的变化[3],进而影响到河段枯水位的变化[4]。
床面形态的量化历来是河流动力学中的一个难题[3],分形理论的出现则为此提供了一个有力工具。
N ikora [5]、冯平[6]、马宗伟[7]和白玉川等[8]先后研究了河段平面形态(河长)的分形特征,认为河床形态分维体现了河流的蜿蜒程度[8],甚至可用于河型判别[526],且与洪水频率存在关系[7]。
Robert [9]和金德生[10]则分别对河道断面及深泓纵剖面分维进行了研究,认为河道纵剖面分维体现了河道纵剖面的复杂程度,可作为河流纵向消能的一种量度。
可见,目前对河流形态分形的研究多针对某个剖面的线分维(其分维数介于1～2)特征,缺乏对整个河床表面形态的分形研究[11],且尚未能将河床形态分维与河床冲淤调整较好地进行结合。
本文针对三峡工程坝下游河段河床表面形态的冲淤调整,选取典型河段,通过计算河床表面分形维数(Bed Surface fractal D i m ensi on,BS D ,介于2～3之间)来对河床表面形态调整进行量化,并建立了BS D 与相应河段冲淤演变的关系,一方面来进一步阐释BS D 的物理意义,另一方面可通过BS D 的变化来分析蓄水后各河段河床表面形态的调整特点,并以此探讨河床阻力的调整结果。
1 BS D 的计算方法BS D 的计算在分形理论中属于面分维的范畴[12]。
作为一个新兴的理论,面分维的计算方法有很多,目前还没有形成相应的规范可供遵循[13],同时,在此之前,虽然面分维已在流域地貌等领域略有显现[14216],但尚未用以描述河床表面形态复杂程度并以此来进行河床阻力分析[17],因此,有必要在此简要说明本文BS D 的计算方法。
(1)数据源来自实测河道水下地形图(DW G 格式),在提取高程数据以后利用GI S 软件建立河床表面DE M ,以此作为分维分析的对象;(2)采用改进的投影覆盖法[11](表面积2尺码法[18]的一种)来对河道DE M 进行分形分析,计算出河床表面的分形维数D ,图1为投影覆盖法示意图,式(1)为计算公式。
第21卷第3期2010年5月 水科学进展ADVANCES I N WATER SC I ENCE Vol 121,No 13 M ay,2010 图1 河床表面投影覆盖法示意图Fig 11Schematic vie w of the p r ojecti on covering methodD =2-ln A -ln C 0ln r (1)式中 A 为河床表面的欧氏面积,即方格覆盖后各空间四边形面积之和;r 为尺码,即覆盖所用方格的边长,本文采用人工判定法确定无标度区,经过相关试验,并考虑到建立的河道DE M 的精度,r 的取值范围设定为(30m ,100m );C 0为常数,ln C 0可由ln A ～ln r 的线性拟合方程得出;D 即为粗糙表面的分形维数,介于2～3之间,D 为2时表示为绝对光滑平面,数值越大则表面越凹凸不平[19],因而阻力越大。
计算所用各河段DE M 精度均为30m ×30m ,且范围均以两岸大堤堤线为准,即各年份河段平面位置是一定的,所计算的BS D 的反映的即是这一平面范围内的冲淤变化。
2 三峡蓄水后典型河段冲淤调整特点及其BS D 变化针对三峡工程坝下游河段河床表面形态的冲淤调整(图2),选取了4个分汊河段作为典型河段,分别为宜昌河段、宜都河段、关洲河段和芦家河河段,通过计算河床表面分形维数来对河床表面形态调整进行量化。
图2 分析河段整体示意图Fig 12Entire map of the analysis reach三峡蓄水以后,改变了下游河段的来水来沙条件,引起相应的河床冲淤调整,床面形态的变化亦为其河床冲淤的结果之一,其复杂程度的变化可由BS D 的大小来定量反映。
本文基于2003年3月～2008年3月原观地形,对各河段的演变特点进行了分析,其中表1给出了各河段历年BS D 的变化情况。
表1 各河段历年河床表面分形维数统计Table 1BS D of each reach fro m Y i chang to Yangji a nao时 间不同河段分形维数D 宜昌河段宜都河段关洲河段芦家河河段2003年3月211588302113353621214215211518032004年3月211628562113739221216419211368142005年3月211658212113391321218278211403372006年3月211664182114322921213920211431052007年3月211660282114594221217589211422402008年3月2116752721149892212164372114251703水科学进展第21卷211 宜昌河段宜昌(宜昌-虎牙滩)河段为一顺直分汊河段,上起镇川门,下接云池水道,全长1914km ,处于山区河道与平原河道之间的过渡段,河段较大的洲滩为胭脂坝江心洲。
三峡蓄水以来,宜昌河段总体河势稳定、河床调整以冲刷为主,通过对2003年3月～2008年3月宜昌河段原观测资料分析,可知其冲刷调整具有以下主要特点:(1)冲刷年际间分布不均,以蓄水第一年为最大,冲刷量占5年间的4815%,其余各年虽有所冲刷,但冲刷量均较小。
(2)冲刷主要在河道主槽内进行,深泓线下切的沿程分布具有集中性,历年均集中于胭脂坝汊道下段和河段中下部的临江坪段。
(3)胭脂坝洲头略有后退,尤以2006年3月～2007年3月较为明显,洲头冲刷、高程下降,出现0m 线贯通的横向串沟,使原来的洲头与胭脂坝主体分开,胭脂坝整体在蓄水后略有萎缩,但程度有限。
(4)从表1可以看出,2003年3月～2008年3月宜昌河段河床表面分形维数整体呈增大趋势,尤其以蓄水后第1年增大最多。
212 宜都河段宜都河段距离宜昌39km ,上起云池,下至白洋镇,全长14km ,为急弯、低水分汊河段。
在河段右岸弯顶略下的位置有清江入汇,入汇口稍上的河心有南阳碛潜洲,水道因此分为左右两泓,左泓为沙泓,右泓为石泓。
河段内左岸有中沙咀边滩和沙坝湾边滩,右岸有三马溪边滩和大石坝边滩。
三峡蓄水以后,冲淤调整以冲刷为主,河段整体河势变化不大,其冲刷具有以下特点:(1)各年持续冲刷,且幅度较大,年均冲刷量在700万m 3以上。
(2)河床冲刷主要在枯水河槽内进行,河段上部冲刷以深泓下切为主要形式,下部以边滩冲刷、枯水河槽展宽、深泓摆动为主要形式。
(3)分汊段沙泓上、下浅区深泓明显下切,石泓深泓及南阳碛洲面高程亦有一定程度的下降,但期间有冲淤反复。
(4)洲滩变化以南阳碛和沙坝湾边滩变化为主,南阳碛因沙、石泓的冲刷,横断面“W ”特征更为明显,南阳碛滩面高程亦有所降低,以2005年4月为最低,与2003年3月相差119m;沙坝湾边滩0m 等深线(航基面为黄海高程35179m )在2003年3月～2008年3月期间累计冲刷达250m ,深泓随之左移贴岸。
(5)2003年3月～2008年3月宜都河段河床表面分形维数整体呈增大趋势(表1)。
213 关洲河段关洲河段位于长江中游荆江河段进口,属双股微弯高水分汊河型,起于枝城大桥,止于伍家口,长14km 。
关洲左汊习称为关洲夹,为次槽,右汊为主槽,河道左岸有沙集坪边滩和同心垸边滩。
三峡蓄水以来,关洲河段有冲有淤,以冲为主,整体河势基本稳定,其冲刷调整具有以下特点:(1)冲刷量在时间分布上具有集中性,主要集中在2004年3月～2005年3月,该年冲刷量占2003年3月～2008年3月5年总体冲刷量的7814%,其余各年冲刷量相对较小,有些年份甚至为淤积。
(2)主要冲刷部位在枯水河槽,间有淤积,中、高水河槽各年持续小幅冲刷。
(3)关洲左右两汊相比而言,右汊相对稳定,略有冲刷下切,左汊关洲夹冲淤变化较为剧烈,主要冲刷形式以深泓下切,汊道进出口展宽为主,而淤积则表现为关洲夹中心滩的出没。
(4)洲滩变化特点为沙集坪边滩冲刷后退、关洲基本稳定、同心垸边滩冲淤反复。
(5)三峡蓄水以后关洲河段河床表面分形维数整体上有所增大,尤其是蓄水后头两年其BS D 持续增大,2005年3月至2006年3月则有所减小,其后再次增大,而2008年3月的BS D 又相对2007年3月的为小。
214 芦家河河段芦家河河段自陈二口至昌门溪,全长12km ,为微弯放宽且有分流口的水道,其进口右侧有松滋河分流入洞庭湖。
河道内有碛坝将河槽分为两汊,沙泓位于左侧,为枯水期主航道;石泓位于右侧,为中、洪水期103 第3期周银军,等:三峡蓄水后典型河段分形维数的变化分析主航道。
三峡蓄水后,芦家河河段河势保持稳定,各年份有冲有淤,整体表现为冲刷,但冲淤量相对以上几个河段为小,2003年3月～2008年3月其冲淤调整具有以下特点:(1)河段并非持续冲刷,而是冲淤相间,以冲为主,冲刷量相对较小。