湖泊水文计算的水文水动力学模型研究

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1、中国农村水利水电·２０１５年第７期３１文章编号：１００７－２２８４（２０１５）０７－００３１－０５湖泊水文计算的水文水动力学模型研究吴凤燕１，张培青１，任茂昆１，胡铁松２（１．湖北省水利水电科学研究院，武汉，４３００７０；２．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉４３００７２）摘要：研究了一类丘陵与平原过渡地带的湖泊水文计算问题，建立了水文与水动力学模型相结合的湖泊水文计算模型，模型对湖泊上游丘陵区采用新安江模型和湖泊周围的平原区采用ＳＣＳ模型进行降雨径流计算，对入湖河道、湖泊及其周围涵闸与泵站采用以湖泊为蓄水汊点、以调控涵闸为内边界、以

2、外排泵站和涵闸为外边界的河网水动力学模型。以湖北省四湖流域上区长湖的入湖洪水计算为实例，计算结果表明模拟长湖水位、刘岭闸下水位和田关闸上水位均取得较好计算效果，长湖最高水位的绝对误差除１９９６年外均小于０．１ｍ。关键词：湖泊；防洪排涝；新安江模型；水动力学模型；长湖中图分类号：ＴＶ６９７文献标识码：ＡＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄＨｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃＰｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆＬａｒｇｅＬａｋｅ１，ＺＨＡＮＧＰｅｉ－ｑｉｎｇ１，ＲｅｎＭａｏ－ｋｕｎ１，ＨＵＴｉｅ－ｓｏｎｇ２ＷＵＦｅｎｇ－ｙａｎ（１．Ｈｕｂｅ

3、ｉＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｌａｒｇｅｌａｋｅｓｌｏｃａｔｅｄｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｚｏ

4、ｎｅｆｒｏｍｈｉｌｌｓｔｏｐｌａｉｎｌａｋｅｄｉｓｔｒｉｃｔｓ．ＴｈｅＸｉｎａｎｊｉａｎｇｍｏｄｅｌａｎｄＳＣＳｍｏｄｅｌａｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｒａｉｎｆａｌｌ－ｒｕｎｏｆｆｉｎｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｈｉｌｌｙａｒｅａａｎｄｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｐｌａｉｎｌａｋｅｄｉｓｔｒｉｃｔｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｌａｋｅｔｏｂｅｉｍｐｏｕｎｄｉｎｇｂｒａｎｃｈ，ｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｃｕｌｖｅｒｔｇａｔｅｓｔｏｂｅｔｈｅｉｎ

5、ｔｅｒｎａｌｂｏｕｎｄａｒｙ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｌｕｘｐｕｍｐｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｓａｓｗｅｌｌａｓｃｕｌｖｅｒｔｇａｔｅｓｔｏｂｅｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｈｅｆｏｕｒｆｌｏｏｄｅｖｅｎｔｓｉｎ１９８３、１９９１、１９９７ａｎｄ２００７：Ｒｅｇｕ－ｌａｔｅｄｆｌｏｗｓａｔａｍａｊｏｒｇａｕｇｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｈａｖｅｈｉｇｈｄａｉｌｙＮＳＥ－ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ０．９３ａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｏｂｓｅｒｖｅｄｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｏｆｔｈｅＣｈａｎｇＬａｋｅｗｉｔｈ

6、ｉｎｔｈｅＦｏｕｒ－ｌａｋｅｓＷａｔｅｒｓｈｅｄｉｎＨｕｂｅｉｐｒｏｖｉｎｃｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂｏｔｈｂｅｆｏｒｅｉｎｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅＬｉｕｌｉｎｇｇａｔｅａｎｄｔｈｅＴｉａｎｇｕａｎｇａｔｅｈａｖｅａｃｈｉｅｖｅｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｅｒｒｏｒｓｆｏｒａｌｌｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＣｈａｎｇＬａｋｅａｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ０．１ｍ，ｅｘｃｅｐｔｆｏｒｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎ１９９６．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｋｅ

7、ｓ；ｆｌｏｏｄｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ；Ｘｉｎａｎｊｉａｎｇｍｏｄｅｌ；ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ；ＣｈａｎｇＬａｋｅ制，湖泊地表径流主要表现为坡面漫流、片流和沟渠流，湖泊周０引言边的高地或其他水体的水以坡面漫流、片流、明渠流、漫流等多湖泊水文计算是湖泊水资源可持续利用、平原湖区灌溉排种形式进入湖泊［１］，而且湖泊通常位于经济发达、人口聚集的水系统设计以及与湖泊防洪排涝工程规划中的主要内容与重低洼平原区，入湖及出湖过程深受人类活动影响较多［２－４］。与点环节，与流域水文计算以及水库调洪演算不同，位于丘陵与水库的调洪演算不

8、同，湖泊的调蓄演算涉及多个节制闸、外排平原湖区过渡地带的湖泊，上游承雨面积通常以丘岗地形为涵闸和泵站，无相对稳定的水位流量