长江与洞庭湖关系演变与调控课件

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,#,1,中国水利水电科学研究院,胡春宏 张双虎,2016,年,9,月,13,日,长江与洞庭湖关系演变与调控,报告提纲,洞庭湖综合治理措施,长江与洞庭湖关系演变,2,1,江湖关系定义,三峡水库运行前的江湖关系,三峡水库运行后的江湖关系,未来江湖关系演变趋势,1.1,洞庭湖基本情况,洞庭湖位置示意图,洞庭湖地位：,中国第二大淡水湖泊,长江中下游重要调洪场所,长江中下游重要水源地,国际重要湿地,湖区百姓赖以生存的基础,水位,面积曲线（,2625km,2,）,水位,容积,曲线（,234,亿,m,3,）,1.2,江湖关系定义,江湖关系定义,：,连通的江湖之间的相互作用，包括,江,湖水量交换,、,河床湖盆的冲淤变化,及其水文、生态、环境效应。长江与洞庭湖关系主要表征有：,（,1,）,荆江河段冲,淤,及其,水位流量关系变化,（,2,）,长江分流入洞庭湖,水沙,的,变化,（,3,）,荆南四河的,冲,淤,变化,（,4,）,洞庭湖冲淤及水文情势,变化,（,5,）,城汉,河段,冲淤,及其水位,流量,关系,变化,江湖,关系,演变,是,影响洞庭湖治理、开发与保护策略的重要,因素,。,1.2,江湖关系定义,荆,江,虎,渡,河,太平口,华,容,河,调弦口,近代江湖格局形成,1542,年荆江大堤形成，,太平口,、,调弦口,分流入湖；,1860,年藕池口冲开、,1870,年松滋口冲开，形成以“,四口分流入湖,”为标志的近代江湖格局。,1.2,江湖关系定义,四口分流入湖水量,持续增加,四,口分流入湖水量,持续减少,四,口分流入湖水量,持续减少,湖区,910,月份,水位消落速度加快,18601870,年,20,世纪,3040,年代,2003,年,近代江湖格局形成后，,以,入,湖水沙量,为标志，可以将,江湖关系,演变分为,“,两种状态、三个阶段,”,。,江湖关系演变的阶段划分,状态,一,第一,个阶段,状态二,第二个阶段,状态二,第三个阶段,1.3,三峡水库运前的江湖关系,（,1,）,荆江河段,普遍冲刷、中枯流量水位下降,（,2,）,荆南三口分流分沙量显著减少、断流天数,增加,（,3,）,荆南三河累积性淤积、洪水位不断,抬高,（,4,）,洞庭湖淤积,萎缩,、洪水位抬高,（,5,）,城,汉河段累积性淤积、同流量水位,抬高,三峡水库运行前的江湖关系演变特征,总体变化趋势是,逐渐趋缓,，,洞庭湖治理以,防洪,为主。,1.3,三峡水库,运行前,的江湖关系,荆江河段冲刷、城汉河段淤积,阶段,宜枝河段,上荆江,下荆江,荆江河段,城汉河段,1975-1996,-13498,-23770,3410,-20360,27380,1996-1998,3448,-2558,3303,745,-9960,1998-2002,-4350,-8352,-1837,-10189,-6694,19752002,-14400,-34680,4876,-29804,10726,三峡水库蓄水前长江干流泥沙冲淤量 单位：万,m,3,6000,10000,20000,-2.41,-2.07,-0.67,沙市,水文站,10000,2,0000,40000,1.98,1.62,1.46,螺,山水文站,1.3,三峡水库,运行前,的江湖关系,三口分流分沙量减少,三峡水库运用前荆南三口年分流量过程,1999-2002,年与,1959-1966,年相比，三口年均分流量减少,706,亿,m,3,，减少了,53%,藕池河,减少最多，减少了,471,亿,m,3,1967-1972,年,下荆江裁弯,是三口分流减少的主因。,阶段,枝城,松滋河,虎渡河,藕池河,三口合计,分流比,1959-1966,4595,490.6,215.4,625.3,1331.4,29.0,%,1967-1972,4287,445.5,185.8,390.3,1021.6,23.8%,1973-1980,4430,426.9,159.9,225.7,812.6,18.3%,1981-1998,4459,379.1,134.8,190,703.9,15.8%,1999-2002,4403,344.9,125.6,154.7,625.2,14.2%,不同阶段荆南三口分流量统计 单位,:,亿,m,3,1.3,三峡水库,运行前,的江湖关系,荆南三口分沙量变化,18497,15004,11050,9300,5670,1999-2002,年与,1959-1966,年相比，荆南三口分沙量,减少,12827,万,t,，减少近,70%,。,三口分流分沙量减少,荆南三河累积性淤积,洪水挟大量泥沙入湖，加之洞庭湖洪水顶托，大量泥沙淤积在荆南三河,1952-2003,年荆南三河累计,淤积,泥沙,6.5,亿,m,3,，,占,同期三口输沙量的,13%,其中松滋河、虎渡河、松虎洪道、藕池河淤分别占总淤积量的,26.2%,、,13.2%,、,6.6%,、,53.9%,荆南三河洪水逐渐抬高，断流时间提前、延长,1.3,三峡水库,运行前,的江湖关系,三口断流时间延长,时段,多年平均年断流天数,断流时枝城相应流量（,m,3,/s,）,沙道观,弥陀寺,藕池,(,管,),藕池,(,康,),沙道观,弥陀寺,藕池,(,管,),藕池,(,康,),1959-1966,0,35,17,213,/,4292,3925,13070,1967-1972,0,3,80,241,/,3470,4958,15950,1973-1980,71,70,145,258,4660,5180,7790,18350,1981-1998,167,152,161,251,8590,7680,8290,17600,1999-2002,189,170,192,235,10300,7650,10270,16530,三口五站中，除,新江口站,外其余四站全部断流；断流时间逐渐延长，藕池河在,9,月份就开始断流,，,断流时间,8,个月,。,荆南三口断流时间统计,1.3,三峡水库,运行前,的江湖关系,洞庭湖淤积萎缩，调洪能力下降,19592002,年，洞庭湖淤积泥沙,44.26,亿,t,，,年均淤积,1.06,亿,t,；,西洞庭湖,淤高,45m,、南洞庭湖、东洞庭湖平均,淤高约,1.9m,;,泥沙淤积和围湖造田等影响，洞庭湖严重萎缩。,1954,年以来洞庭湖最大水域面积,减少,1290km,2,，容积,减少,101,亿,m,3,，分别减少,33%,、,38%,。,三峡水库运行前洞庭湖典型站年平均水位变化,洞庭湖年水位无明显变化趋势，略有抬高,。,1.4,三峡水库,运行后的江湖,关系,（,1,）,荆江河段,冲刷加剧，城汉河段由淤转冲,（,2,）,荆南三口分流分沙,量,锐减,（,3,）,荆南三,河,发生暂时性冲刷,（,4,）洞庭湖水位降低、,9-10,月份消落幅度加大,三峡水库运用后江湖关系演变特征,洞庭湖治理以,防洪与兴利,并举。,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,长江上游来水来沙变化,4338,3991,三峡水库运行后,入库,水量变化,三峡水库运行前后入库沙量变化,三峡水库运行后（,2003-2012,年）长江上游来水减少了,347,亿,m,3,，减少,8%,，来沙量减少（与,1990,年前比）,2,.94,亿,t,，减少,61%,。,4.8,亿,t,3.57,亿,t,1.86,亿,t,三峡水库对径流过程的调蓄,2003-2012,年的,9-10,月，三峡水库蓄水,100,亿,m,3,；,2008-2012,年的,9-10,月水库蓄水,160,亿,m,3,与三峡水库运行前相比，宜昌站输沙,0.47,亿,t,，,减少了,90%,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,荆,江河段冲刷加剧，城汉河段由淤转冲,三峡水库运行前后长江干流冲淤变化,20032014,年，荆江河段累计,冲刷,7.92,亿,t,，城汉河段累计冲刷,2.19,亿,t,荆,江河段年均冲刷量是,19752002,年的,6,倍,荆,江河段,平均冲深,2.13m,，深泓,最大冲深,16.5m,(,调关河段,),沙市,水文站,螺山,水文站,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,荆南三口分流分沙锐减,2003-2012,年荆南三口年均分流,493.2,亿,m,3,，较,1991-2000,年平均值,减少,129,亿,m,3,，减少了,21%,8-9,月份分流量减少最大,10,月份降低幅度最大,三峡水库运行后三口年均分流量变化,三峡水库运行后三口月平均分流量变化,荆南三口分流量减少定量评估,2008-2012,年与,1991-2002,年相比，,三口分流减少,129,亿,m,3,.,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,长江上游来水偏枯对三口分流量的影响,阶段,枝城,荆南三口,枝城,荆南三口,备注,1991-2002,4338.0,622.3,4245.0,583.8,不含,1998,2003-2012,4092.0,493.2,4212.0,527.7,不含,2006,相差,-246.0,-129.1,-33.0,-56.1,1991-2002,4338.0,622.3,4189.0,562.1,不含,1998,、,1999,2008-2012,4164.0,493.8,4164.0,493.8,相差,-174.0,-128.5,-25.0,-68.3,三峡水库运行后,三峡水库运行前,2008,4280.8,528.7,1996,4267.3,628.4,2009,4043.2,444.9,2002,4005.0,521.8,2010,4194.2,566.0,2001,4199.5,493.1,2011,3577.6,276.4,1997,3644.0,421.0,2012,4724.4,653.1,2000,4787.4,684.7,平均,4164.0,493.8,平均,4180.6,549.8,三峡水库运行前后荆南三口分流量统计 单位,:,亿,m,3,三峡水库运行前后，在,枝城来水相差不大,的前提下，三口年均,分流量减少,6070,亿,m,3,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,荆江和荆南三河冲淤变化对分流量影响,分流能力,是指某一枝城流量三口分流量，可以表征荆江河道和荆南三河冲淤对三口分流量的影响。,三峡水库运行前后荆南三河分流能力对比,中小流量下分流能力对比,枝城流量小于,25000m,3,/s,时,三口分流能力降低，大于,25000m,3,/s,时分流能力增加；,由于,地形冲淤变化,，,2008-2012,年荆南三口,年均分流量减少,20,亿,m,3,。,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,三峡水库对径流过程调蓄对分流量影响,荆南三口分流量与枝城来水量呈一元二次正相关，三峡水库对,中小洪水调蓄,和,汛后兴利蓄水,降低三口分流量,枯水期增泄水位抬高与地形冲刷水位降低抵消，,增泄对分流量增加作用不大,枝城水量与三口分流量相关关系,三峡水库对径流过程的调蓄，,2008-2012,年荆南三口,年均分流量减少,4,5,亿,m,3,20,2016,年三峡水库兴利蓄水对三口分流量的影响,三峡水库,蓄水后,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,湖,区水位降低、,9-10,月份消落加快,目平湖南咀站,南洞,庭杨柳潭,东洞庭城陵矶,三峡水库运行前后,年水位,过程,三峡水库运行前后,月水位,对比,蓄水期,三峡水库,蓄水后,三峡水库运用后，东、南洞庭湖和目平湖多年平均水位分别,降低,0.02,、,0.19,和,0.33m,2008-2012,年与,1980-2002,年相比,9-10,月水位消落深度,增加,1.5m,三峡水库运用后,10,月下旬水位与运用前,11,月下旬水位接近，,枯水期,提前,1,个,月,1.4,三峡水库运行后的江湖关系,三口洪道发生暂时冲刷,2003-2006,年,2006-2009,年,2009-2011,年,2003-2011,年,松滋河,-1598,499,-2421,-3520,虎渡河,-615,-320,-558,-1493,松虎洪道,-1238,-94,596,-736,藕池河,-3099,50,1280,-1769,三峡水库蓄水后荆南三河冲淤统计 单位,:,万,m,3,松滋河、虎渡河,冲刷；,松虎洪道、藕池河,2009,年前冲刷,、,2009,年后淤积,洞庭湖淤积减缓,洞庭湖区由淤积转冲,，少量淤积主要集中在南洞庭湖西部和洞庭湖南部，其余以冲刷,为主,三峡水库蓄水后洞庭湖年均淤积,226,万,t,，较三峡水库蓄水前,减少,95%,以上,2003-2011,年洞庭湖淤分布,1.5,未来江湖关系演变趋势预测,模型计算条件,长江上游大型梯级水库分布,考虑,16,座,水库联合运行，且乌东德、白鹤滩在,2020,年,前后投入运行,90,水沙,系列（,1991-2000,年），以,10,年为一周期滚动计算,中国水科院一维江湖水沙数学模型,江湖关系演变趋势总体,同三峡水库蓄水后,，但变化幅度,逐渐趋缓,1.5,未来江湖关系演变趋势预测,荆江河道长期持续冲刷,三峡水库运行,100,年内,，坝下河段将持续冲刷，宜昌至城陵矶河段累计冲刷,15.5,亿,m,3,，其中,2062,年后冲刷缓慢,2012-2052,年沙市站,6000m,3,/s,、,20000m,3,/s,和,30000m,3,/s,流量,对应水位累计分别,降低,1.42m,、,0.89m,和,0.42m,15.28,宜城,-,城陵矶河段未来泥沙冲淤量,未来沙市站水位流量关系变化,1.5,未来江湖关系演变趋势预测,三口分流分沙持续减少,三峡水库运行后第,5,个,10,年平均与建库前,90,系列相比，三口分流,减少,122,亿,m,3,，减少了,19%,1991,年典型水文年，,2052,年与现状,2012,年相比，荆南三口分流量,减少,70,亿,m,3,，减少了,12%,；与实测,1991,年相比,减少,140,亿,m,3,，减少了,21%,荆南三口未来分流量预测（,1991,年典型）,荆南三口未来分流量预测（,90,系列平均）,1.5,未来江湖关系演变趋势预测,湖区,9-10,月份水位降低显著,1991,年水文年，,2052,年与,现状,2012,年相比，,9-10,月份七里山站水位分别,降低,1.82m,、,0.95m,；与,1991,年,实测相比分别,降低,3.71m,、,5.31m,七里山站未来湖区水位变化（,1991,年典型）,南咀未来湖区水位变化（,1991,年典型）,报告提纲,洞庭湖综合治理措施,长江与洞庭湖关系演变,2,1,松滋河疏浚建闸,城陵,矶综合枢纽建设,2.1,洞庭湖面临的水安全问题,2.2,洞庭湖综合治理措施,松,滋河,综合治理工程措施：,松滋口建闸,松滋东支,(,瓦窑河以上,),、中支自治局河疏浚；,松,滋西支大湖口河平原水库,建设,引河,开挖,松滋河综合治理工程示意图,工程,方案,:,松,滋闸最大过流能力,11000m,3,/s,疏浚后当枝城流量,6000m,3,/s,时，松滋河分流量达,400m,3,/s;,总疏浚泥沙量,6200,万,m,3,;,31.0m,31m,30m,27.4m,26.2m,26.2m,2.3,松,滋河疏浚建闸,2.3,松滋河疏浚建闸,总体,定位“,错峰不控洪,、,调枯不断流,”,。,通常情况,闸门全开敞泄,，,汛期,相机实施,松滋河来水与澧水洪水,错峰调度,，枯水期,增加,分流,入湖水量,”。,松,滋闸运行调度原则,松,滋闸疏浚建闸作用,松滋河疏浚建闸对提高湖区枯水期水位作用有限。,2.4,城陵矶综合枢纽建设,枢纽,闸址,枢纽位于洞庭湖出口河段七里山水文站附近，上距洞庭湖一桥,1.1km,下距拟建的洞庭湖二桥,2.1km,，即,七里山坝址,。,长,江,洞,庭,湖,枢纽,城陵矶枢纽位置示意图,七里,山坝址,3420m,2.4,城陵矶综合枢纽建设,枢纽布置,城陵矶枢纽是一个,全闸工程,，轴线全长约,3420m,。从左到右依次布置：左岸溢流明渠段、左岸泄水闸段、船闸段、右岸泄水闸段、鱼道及右岸连接段。,2.4,城陵矶综合枢纽建设,枢纽调度原则,调控畅洪,48,月闸门全开敞泄，保持洞庭湖调洪蓄洪能力,有效应对江湖关系,缓解长江上游控制性枢纽蓄水对洞庭湖枯期水位的影响,与控制性工程联合运用,在三峡水库开始蓄水前完成下闸蓄水,工程综合影响最小,优化枢纽运行调度方式，尽量将可能的影响降到最低,水资源统一调度,在干流遭遇特枯水文年或突发性水污染事件时，发挥应急水源作用,2.4,城陵矶综合枢纽建设,枢纽运行调度方案,最高蓄水位,27.5mm,调控高水位,24m,调控,低,水位,23m,最低蓄水位,22m,2.4,城陵矶综合枢纽建设,27.5,24,23.523,22,4.1,9.1,9.10,11.1,12.1,3.31,敞,泄期,补水期,补偿调节期,枯水期,蓄水期,推荐枢纽运行调度方式示意图,枢纽运行调度方案,2.4,城陵矶综合枢纽,建设,城陵矶综合枢纽建成后，回水范围最远北至华容河华容县城、藕池河东支南县县城，西至南咀和小河咀；当闸前水位低于,26m,时，回水主要影响区在闸前至东、南洞庭湖交界处。,华容,南县,东,洞,庭,南,洞,庭,目平湖,27.5m,城陵,矶枢纽回水范围分析,26.0m,城陵,矶枢纽回水范围,2.4,城陵矶综合枢纽,建设,城陵,矶综合枢纽作用,结 语,松滋河疏浚建闸和,城,陵矶综合枢纽建设有利有弊，利弊大小与枢纽管理模式、水位调控原则、工程形式以及洞庭湖流域的综合管理等密切相关,。,总体来看，工程建设利大于弊。,从工程迫切性、工程建设难度和综合效益来看，建议优先实施松滋河疏浚建闸为核心的四口河系综合整治工程，同时开展城陵矶综合枢纽建设相关研究工作。,40,敬请批评指正！,