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长江中游宜昌—螺山段同流量下中水位变化特征及机制研究

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水电能源科学 2022年第10期40卷 31-34,86页

作者：尹祖迎柴元方河南省南阳市水利建筑勘测设计院河南南阳473000 阿姆斯特丹自由大学荷兰阿姆斯特丹1011

三峡水库的运行改变了坝下游的来水来沙条件,引起河道形态、河道比降、河床糙率等出现适应性调整,进而改变长江干流流量下中水位变化特征。以长江中游宜昌—螺山段为例,结合影响因素分析法和一维水沙模型法量化了各驱动因素对长江中游... 详细信息

三峡水库的运行改变了坝下游的来水来沙条件,引起河道形态、河道比降、河床糙率等出现适应性调整,进而改变长江干流流量下中水位变化特征。以长江中游宜昌—螺山段为例,结合影响因素分析法和一维水沙模型法量化了各驱动因素对长江中游同流量下中水位变化的贡献值。结果表明,三峡水库运行前,长江中游同流量下的中水位无明显变化趋势;三峡水库蓄水运行后,各站中水位均呈明显下降趋势,其中,在2003~2008年期间,中水位降幅较小,随着三峡水库进一步蓄水运行,2009~2016年期间的降幅明显增加;河床冲刷下切引起的地形调整(-0.39~-1.52 m)和下游控制水位变化(-0.01~-0.58 m)均使同流量下中水位进一步下降,而综合糙率的增加(0.23~0.92 m)使中水位增加;地形调整和下游控制水位变化的综合作用大于综合糙率变化的影响,从而使长江中游同流量下的中水位均呈显著下降趋势,其中地形调整为主导因素。

关键词：长江中游同流量中水位机制

长江中游荆江河段同流量—水位演化特征及驱动成因

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地理学报 2021年第1期76卷 101-113页

作者：柴元方邓金运杨云平孙昭华李义天朱玲玲武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 长江水利委员会长江科学院武汉430010 交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通运输行业重点实验室天津300456 长江水利委员会水文局武汉430010

水库运行改变了坝下游水沙输移条件,在河道冲刷的同时,引起水位过程出现适应性调整。本文以长江中游荆江河段为对象,采用多项式拟合法,对比分析1991—2016年间分级流量—水位变化特征,采用基于河流动力学原理的分离变量法,识别河道冲淤... 详细信息

水库运行改变了坝下游水沙输移条件,在河道冲刷的同时,引起水位过程出现适应性调整。本文以长江中游荆江河段为对象,采用多项式拟合法,对比分析1991—2016年间分级流量—水位变化特征,采用基于河流动力学原理的分离变量法,识别河道冲淤、下游控制水位及河床综合糙率等变化对分级流量—水位变化的影响程度。研究表明:1991—2016年间,长江中游荆江河段同流量—枯水位呈下降趋势,2009年以来降幅增大;河道冲刷是引起同流量—枯水位下降的主控因素,河床综合糙率增加抑制了同流量—枯水位下降起到积极作用。1991—2016年间,荆江河段同流量—洪水位经历了先减小后增大的"凹"线型变化,2003年以前洪水特征为"高洪水流量—高水位",2009年以来逐渐演化为"中大洪水流量—高水位",同流量—洪水位特性发生转变;河床综合糙率增大是同流量—洪水位抬升的主控因素,河道冲刷抑制了同流量—洪水位的抬升态势。在航道条件及防洪情势上,应重点防控近坝段沙质河段冲刷引起的水位下降溯源传递作用,其洪水流量—水位特性的转变,不利于减缓荆江河段的防洪压力。

关键词：同流量—水位时空演化河道形态长江中游

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长江荆江河段航道水深条件与河流演变的关系

Journal of Geographical Sciences 2023年第3期33卷 547-575页

作者：杨云平李明刘万利柴元方张杰余文钧 Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering Ministry of TransportTianjin 300456China Changjiang Waterway Institute of Planning and Design Wuhan 430040China Institute of International Rivers and Eco-security Yunnan UniversityKunming 650000China

Given the importance of waterway depths in river development,the effects of the evolution of bars and troughs on waterway expansion play an important role in river management and water depth *** study aims to expand the waterway dimensions of the Jingjiang Reach of the Yangtze *** achieve this objective,determining the relationship between river evolution processes and the potential for waterway depth improvement and navigation hindrances is ***,the sedimentation,hydrological,and terrain data of the Jingjiang Reach from 1955 to 2020 are analysed to elucidate the above-mentioned *** the commissioning of the Three Gorges Dam,the scouring of the low-flow channel has accounted for 90%-95%of all scouring in the Jingjiang ***,the central bars and beaches have shrunk by 9.4%and 24.9%,respectively,and 18.3%*** the bed scouring and waterway regulation projects in the Jingjiang Reach,we investigated the continuity of a 4.5 m×200 m×1050 m(depth×width×bend radius)waterway along the Jingjiang Reach,and find that navigation-hindering channels account for over 5.3%of the waterway ***,part of the Jingjiang Reach is an important nature reserve and shelters numerous water-related facilities,which inhibits the implementation of waterway deepening *** findings of this study demonstrate that numerous challenges are associated with increasing the waterway depths of the Jingjiang Reach.

关键词： beach trough evolution branching relationship waterway depth Jingjiang Reach middle reaches of the Yangtze River

气候变化、三峡工程蓄水及支流人类活动对长江年内径流均化的影响

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气候变化、三峡工程蓄水及支流人类活动对长江年内径流均化的影响

中国水利学会2019学术年会

作者：岳遥柴元方武汉大学水利水电学院水资源与水电工程国家重点实验室

由于气候变化、三峡工程蓄水以及支流人类活动的干扰,长江年内径流分配在过去几十年间发生了显著的均化。本文收集了1961—2014年攀枝花至大通区段16个水文站的日流量数据,以及长江流域145个气象站的日降水数据,通过还原无人类干扰和不... 详细信息

由于气候变化、三峡工程蓄水以及支流人类活动的干扰,长江年内径流分配在过去几十年间发生了显著的均化。本文收集了1961—2014年攀枝花至大通区段16个水文站的日流量数据,以及长江流域145个气象站的日降水数据,通过还原无人类干扰和不考虑三峡运行两种条件下的汛期、枯期径流序列,分别计算了降雨变化、三峡蓄水,以及支流水库调节等三大因素对长江年内径流均化现象的贡献。结果表明,降雨变化对沙市以下河段年内径流均化的贡献达9.5%～23.6%;三峡水库虽为世界上最大的水利工程,但对其下游径流均化的贡献仅为17.5%～27.2%;各支流区域水库调节的贡献则高达61.1%～100%;在所有支流流域中,汉江流域对长江入海径流均化的贡献最大（16.9%）。

关键词：长江年内径流分配降水三峡水库支流

来源： cnki会议评论

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1956年以来洞庭湖盆的演变

中国农村水利水电 2023年第11期 119-124,130页

作者：徐琪瞿毅然朱博渊柴元方长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114 伦敦大学学院巴特莱特学院伦敦WC1E 6BT 北京师范大学地理科学学部北京100875

1956年以来洞庭湖盆经历了萎缩和扩容的历史过程,为分析各历史阶段变化原因和预测变化趋势,根据1956-2019年洞庭湖水系水沙和湖盆水面面积、湖容实测资料开展研究,基于分离变量法重点识别泥沙淤积、湖盆沉降、湖区围垦及洞庭湖水系采沙... 详细信息

1956年以来洞庭湖盆经历了萎缩和扩容的历史过程,为分析各历史阶段变化原因和预测变化趋势,根据1956-2019年洞庭湖水系水沙和湖盆水面面积、湖容实测资料开展研究,基于分离变量法重点识别泥沙淤积、湖盆沉降、湖区围垦及洞庭湖水系采沙对湖容变化的贡献比例。结果表明:1956-2019年洞庭湖水面面积减小1247.59 km^(2),其中东洞庭湖水面面积萎缩最为严重,1956-1980年湖区围垦是洞庭湖水面面积减小的主要因素,1980年以后洞庭湖水面面积趋于稳定。三峡水库蓄水前(1956-2002年)入湖沙量及出湖沙量均持续减少,泥沙淤积率约为70%;三峡水库蓄水后(2003-2019年),入湖沙量大幅减少,泥沙淤积率降至14%。湖盆沉降、湖区采沙与泥沙淤积对湖容的影响存在抵消效应,洞庭湖盆目前仍处于缓慢的构造沉降中,平均沉降速率约3 mm/a;2003年以后随着采沙活动进行,洞庭湖萎缩速率有所减缓。1980年以前湖容减小,湖区围垦、泥沙淤积和湖盆沉降对湖容增大的贡献比例分别为-92.7%、-13.2%和5.9%;1980年以后湖容经历了由减小至变大的过程,整体为减小,1981-2002年泥沙淤积、湖盆沉降的贡献比例分别为-107.6%和7.6%,2003-2019年泥沙淤积、湖盆沉降及采沙的贡献比例分别为-11%,24.8%和86.2%。三峡水库蓄水后湖盆沉降速率大于泥沙淤积速率,同时湖区采沙为三峡水库蓄水后湖容变化控导因素,随着新一轮采沙规划(2023-2027年)实施,洞庭湖将呈现扩张趋势。

关键词：洞庭湖水面面积湖容驱动因素贡献比例

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泰森多边形法在明渠流量测量中的应用

灌溉排水学报 2015年第S1期 233-235页

作者：柴元方肖娟王超刘卫刚张佳妮郭帅成太原理工大学水利科学与工程学院

介绍了泰森多边形法在明渠流量测验中的应用原理,通过试验证明了泰森多边形法测量明渠流量的可行性,并与流速-面积法中的一点法、三点法进行对比分析。结果表明,利用泰森多边形法计算明渠流量比传统的流速-面积法更加合理、精确、简便。

关键词：明渠流量泰森多边形法流速-面积法

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长江流域近期水沙变化趋势及成因分析

灌溉排水学报 2017年第3期36卷 94-101页

作者：柴元方李义天李思璇朱博渊王靖宜武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

采用双累积曲线法分析了2000—2013年长江流域7大水文站水沙变化关系,基于Mann-kendall检验法和Yamamoto突变检验法研究水沙变化趋势和突变年份。结果表明,屏山、朱沱和寸滩站的双累积曲线较为顺直。宜昌、沙市、汉口和大通站则均在200... 详细信息

采用双累积曲线法分析了2000—2013年长江流域7大水文站水沙变化关系,基于Mann-kendall检验法和Yamamoto突变检验法研究水沙变化趋势和突变年份。结果表明,屏山、朱沱和寸滩站的双累积曲线较为顺直。宜昌、沙市、汉口和大通站则均在2005年发生转折,斜率减小,输沙量大幅减小;长江干流径流量的变化趋势较为平稳,发生突变的现象少,仅屏山站于2001—2002和2005—2006年发生突变,而输沙量的变化趋势则较为明显,常发生强突变现象,且宜昌、沙市、汉口和大通站均无虚假点出现;造成长江干流2000年以来输沙量显著减小的主要原因是三峡水库的蓄水运用和水土保持工作的持续开展,而降雨量下降是导致径流量减小的因素之一。

关键词：趋势分析 Mann-kendall检验法 Yamamoto突变检验法长江流域水沙变化

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不同因素对城陵矶水位变化贡献率的分析

水电能源科学 2017年第8期35卷 60-64页

作者：柴元方李义天李思璇李晓昭王靖宜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 华中科技大学水电与数字化工程学院湖北武汉430074

为分析不同因素对城陵矶水位变化的贡献率,基于1955~2014年实测水文资料,利用Mann-kendall检验法、回归分析等方法分析城陵矶水位变化特征及其成因。结果表明,下荆江裁弯和葛洲坝的运行对城陵矶水位流量关系造成较大影响,同流量下城陵... 详细信息

为分析不同因素对城陵矶水位变化的贡献率,基于1955~2014年实测水文资料,利用Mann-kendall检验法、回归分析等方法分析城陵矶水位变化特征及其成因。结果表明,下荆江裁弯和葛洲坝的运行对城陵矶水位流量关系造成较大影响,同流量下城陵矶水位增幅明显,而三峡水库对城陵矶水位流量关系影响不大;1972~2002年水位流量出现"此消彼长"的现象,主要是因为干流顶托作用加强和断面逐年淤高对水位的抬高值大于因流量减小对水位的减小值所致;城陵矶水位于1967年发生突变,这与1967年中州子裁弯有一定联系,而四水入湖流量的减少是1977年流量发生突变的主要原因;通过构建模型,计算得出下荆江裁弯、葛洲坝和三峡水库的运行在各自所在时期对城陵矶水位变化的贡献率分别为50.3%、50.5%、56.8%。

关键词：水位贡献率城陵矶三峡工程葛洲坝下荆江裁弯

涉河工程影响下长江中游河道演变及水力特性变化研究

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水利水电快报 2023年第2期44卷 48-54页

作者：王超王福良李浩柴元方水发规划设计有限公司山东济南250000 中国水利水电科学研究院北京100038 阿姆斯特丹自由大学荷兰阿姆斯特丹1011

三峡工程运行后,长江中下游河道发生了长距离、长历时的冲刷,河道水位及形态出现显著调整,对长江中游河床的影响最为明显。以三峡大坝下游宜昌至螺山站河段为研究区域,探究了长江中游河床冲淤、深泓变化、横向调整、床面糙率变化以及岸... 详细信息

三峡工程运行后,长江中下游河道发生了长距离、长历时的冲刷,河道水位及形态出现显著调整,对长江中游河床的影响最为明显。以三峡大坝下游宜昌至螺山站河段为研究区域,探究了长江中游河床冲淤、深泓变化、横向调整、床面糙率变化以及岸滩植被生长等在三峡水库运行前后的变化规律,并分析其与同流量下洪、中、枯水位变化之间的联系。结果表明:三峡水库蓄水后,河床横向形态变化有助于岸线的展宽;2001~2009年间河床糙率显著增加,并自2009年以来河段粗化作用基本完成;而河段沿程深泓变化则与相应的中、枯水位的变化规律一致。该研究成果可为长江中游河道治理、防洪规划及蓄滞洪区的利用等提供理论参考。

关键词：涉河工程河道形态河床演变水位变化三峡工程长江中游