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1、第4期水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)No.42017年8月HYDRO-SCIENCEANDENGINEERINGAug.2017DOI：10.16198／j.cnki.1009-640X.2017.04.006郭怡，孫昭華，羅方冰.三峽水庫蓄水后宜昌枯水位的時(shí)變特征及成因[J].水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)，2017（4）：35-42.（GUOYi，SUNZhaohua，LUOFangbing.Time-variationcharacteristicsandcausesofYichanglow-waterlevelsin
2、ceimpoundmentofThreeGorgesreservoir[J].Hydro-ScienceandEngineering，2017（4）：35-42.（inChinese））三峽水庫蓄水后宜昌枯水位的時(shí)變特征及成因郭怡，孫昭華，羅方冰（武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430072）摘要：三峽水庫蓄水后，葛洲壩樞紐下游近壩河段內(nèi)枝城枯水位降幅較小，但宜昌及宜都等位置枯水位降幅較大，且隨時(shí)間變化顯示出非均勻下降的特征。為揭示該現(xiàn)象成因，依據(jù)宜昌至枝城河段內(nèi)枯水位、地形
3、、河床組成等實(shí)測資料分析了各因素的時(shí)變特征，并采用分離變量法計(jì)算分析了枯水位非均勻下降的機(jī)理。結(jié)果表明：宜昌枯水位在2008年前降幅小且下降速度慢，2008年以后降幅增大且下降速度加快；宜都至枝城區(qū)間沖刷是引起宜昌枯水位下降的主導(dǎo)因素，宜都以上河床變形、枝城水位下降為次要因素；宜都以上河床粗化引起阻力調(diào)整，是導(dǎo)致2008年前宜昌枯水位降幅小的主要原因；2012年后，宜昌至枝城段河床變形和阻力調(diào)整余地都已不大，未來宜昌枯水位穩(wěn)定性主要取決于枝城水位變幅。關(guān)鍵詞：壩下游；枯水位；河床沖淤調(diào)整；阻力變
4、化中圖分類號(hào)：TV143文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009-640X（2017）04-0035-08宜昌枯水位是影響葛洲壩樞紐通航條件的重要指標(biāo)。早在三峽水庫蓄水前，多家單位就曾采用數(shù)值模擬等方法對(duì)宜昌枯水位下降過程開展預(yù)測研究，但由于缺少實(shí)測資料以及計(jì)算參數(shù)難以估計(jì)，枯水位預(yù)測結(jié)[1-3]果與蓄水后實(shí)際觀測結(jié)果存在偏差。三峽水庫蓄水后，針對(duì)宜昌枯水位影響因素多的特點(diǎn)，李云中[4-8]等結(jié)合原型觀測資料從河道形態(tài)、河床阻力、節(jié)點(diǎn)控制作用等方面又開展了細(xì)致研究，這些工作使宜昌枯水位的影響因素得到充分
5、揭示，并在節(jié)點(diǎn)控制作用等方面形成了共識(shí)。但需要注意的是，國內(nèi)外許多水庫[9]下游枯水位下降都曾呈現(xiàn)非均勻變化的衰減特征，這種時(shí)變特征甚至被作為水位變化趨勢(shì)預(yù)測的重要參[5-6，10-11]考。對(duì)于葛洲壩樞紐下游河段而言，許多觀測研究顯示，在蘆家河等節(jié)點(diǎn)保持穩(wěn)定、枝城水位降幅較小的同時(shí)，宜昌枯水位在近10年內(nèi)顯示了某段時(shí)期內(nèi)降幅較小而另一段時(shí)期又明顯下降的階段性變化，這與其他水庫下游枯水位降幅隨時(shí)間逐漸衰減的規(guī)律明顯不同，但對(duì)于該現(xiàn)象的成因目前尚缺乏系統(tǒng)研究。本文結(jié)合2003—2014年較為全面的
6、原型觀測資料，綜合分析宜昌枯水位下降歷程，以及各種影響因素隨時(shí)間的變化特征，在此基礎(chǔ)上，探討各因素與宜昌枯水位變化之間的響應(yīng)規(guī)律，從而明確各影響因素主次地位隨時(shí)間的演化關(guān)系，為未來宜昌枯水位變化趨勢(shì)預(yù)測以及選擇控制枯水位下降的工程措施提供參考。1資料和方法1.1河段概況已有研究普遍認(rèn)為，枝城下游關(guān)洲、蘆家河等節(jié)點(diǎn)部位深泓高凸且河床抗沖性強(qiáng)，枝城下游枯水期水面[5-6，10-12]線存在明顯轉(zhuǎn)折，枝城水位在一定程度上對(duì)其上游枯水位起到侵蝕基點(diǎn)的作用，故將枝城站作為研究的下邊界，枝城以下河床沖刷的影
7、響通過其水位變化加以體現(xiàn)。收稿日期：2016-07-21基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃課題（2013BAB12B02）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51579185，51339001）作者簡介：郭怡（1991—），女，河南新鄉(xiāng)人，碩士研究生，主要從事河流動(dòng)力學(xué)方面的研究。E-mail：gy1003028＠163.com通信作者：孫昭華（E-mail：lnszh＠126.com）36水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào)2017年8月宜昌—枝城河段全長約60km（圖1），河床組成以寬級(jí)配卵石夾沙為主，兩岸為階地或出露基巖，岸
8、坡抗沖性強(qiáng)。已有研究表明，河段內(nèi)深泓高凸的虎牙灘、古老背、宜都、龍窩等是控制枯水位的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[8，10]位置。研究河段內(nèi)，水文部門布設(shè)有宜昌、枝城兩水文站和磨盤溪、紅花套和宜都等水位站，2003年以來航道部門布設(shè)了白沙腦、云池、白洋等枯水位觀測水尺。河段內(nèi)雖有清江入?yún)R，但其枯期徑流基本可忽略，沿程站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)可全面反映河道內(nèi)枯期流量水位特征。圖1宜昌—枝城河段Fig.1SketchmapofYichang-Zhichengriverreach1.2研究資料及方法3枯水位的統(tǒng)計(jì)分析，以三峽水庫進(jìn)入
