下荆江河槽形态及过流能力调整对上下游边界条件的响应
受三峡工程运用与洞庭湖出流顶托影响,下荆江河段的进口水沙条件及其出口侵蚀基准面发生改变,河床冲淤调整剧烈,平滩河槽形态及过流能力变化显著,威胁到两岸的防洪安全.首先采用一维水动力学模型及河段平均的河床演变分析方法,计算了下荆江2002-2016年河段尺度的平滩特征值(平滩宽度(W)Bf、水深(H)bv、面积(A)bf及流量(O)bf),以及石首与监利两站相应警戒水位下的过流流量(QSSwn、QJLwn).其次分析了上述参数对上下游边界条件的响应,并建立了这些参数与前5年汛期平均水流冲刷强度(F)5f(上边界)、当年上下游汛期平均水位差△(Z)f(下边界)之间的单因素及多因素响应关系,并对综合关系式进行了率定与验证.结果表明:(1)受大规模护岸工程控制,下荆江河床调整以河段平滩水深增加为主,增幅为8.8％,相应宽深比减小8％,河床趋于窄深;(2)河道过流能力年际间变化较大,无明显单向增加或减少趋势,其中河段平滩流量介于27 401～34 548 m3/s之间,多年平均值为31 335 m3/s,而石首及监利两站警戒水位下过流流量的多年平均值分别为36 976、34 381 m3/s;(3)在综合关系式中,对于河段平滩面积(A)bf而言,上边界(F)5f占比的平均值约为96％,且(A)bf随(F)5f的增加而增大;对于河道过流能力((O)bf、QSSwn、QJLwn)而言,下边界△(Z)f占比的平均值约为86％,且(O)bf、QSSwn和QJLwn均随△(Z)f的增加而增大.故下荆江河段平滩河槽形态调整主要与进口水沙条件有关,而过流能力调整主要受出口侵蚀基准面条件(洞庭湖出流顶托)控制.
平滩河槽形态、过流能力、警戒水位、水流冲刷强度、侵蚀基准面、下荆江河段
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TV147.2(水利工程基础科学)
国家重点研发计划2016YFC0402305;国家自然科学基金项目51725902,51579186
2019-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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