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摘要
荆江-洞庭湖构成的具有复杂时空变化特点的江湖水系对长江防洪体系有着重要影响。自三峡水库蓄水运用以来,荆江干流以及向洞庭湖三口分流过程发生了新的调整,因此在一定程度上改变了原有的防洪形势。为应对荆江-洞庭湖水系关系的变化,需要能够准确模拟河道、湖泊内各种复杂水流运动过程,建立了荆江-洞庭湖区一、二维嵌套水动力学模型,对荆江和三口河系模拟采用一维河网模型,洞庭湖区采用二维浅水湖泊模型。本嵌套模型是以边界搭接的水量交换方式连接一、二维模型,即一维模型为二维模型的提供上游流量边界;二维模型为一维模型提供下游水位边界,模型之间能互相传递物理量,并依据边界水力因子相等原则,实现互赋边界迭代计算。利用2008年全年荆江干流上监利、螺山站,三口河道的新江口、沙道观站、弥陀寺以及洞庭湖区内的鹿角站的实测水文资料对模型进行率定,利用2012年的实测水文资料对模型进行验证。同时模拟计算了洞庭湖丰、枯水期的流场,湖区主体表层水流流向是从目平湖-南洞庭湖-东洞庭湖,最终由城陵矶流出,接着汇入长江。丰水期水体几乎被置换,而枯水期"死水"现象明显。模型在水位、流量、断面流速过程3方面的验证结果显示,无论是在荆江干流、分洪水系还是洞庭湖区,模拟结果均与实测资料吻合较好,峰谷对应关系明显。嵌套模型选取的糙率等参数准确,技术处理到位,具有较高的精度,能较好反映整个荆江-洞庭湖区的水流运动过程。同时模型可用于荆江-洞庭湖区不同组合类型洪水过程的计算,对三峡调度影响下的荆江防洪预测有着重要参考价值。
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