朱勇輝，盧金友，李發(fā)政，姚仕明，范北林

遇特大型洪水荊江河段洪水演進(jìn)特性實(shí)體模型試驗(yàn)研究

朱勇輝，盧金友，李發(fā)政，姚仕明，范北林

（長江科學(xué)院水利部江湖治理與防洪重點(diǎn)試驗(yàn)室，武漢 430010）

利用長江防洪實(shí)體模型進(jìn)行了2002年10月地形條件下長江荊江河段遭遇“54年型”和“98年型”特大型洪水時(shí)的洪水演進(jìn)特性實(shí)體模型試驗(yàn)研究。研究表明：試驗(yàn)條件下洪峰從枝城傳播至監(jiān)利需14～21 h，平均傳播速度3．2～4．8 m／s。當(dāng)遭遇“54年型”洪水且不考慮三峽水庫調(diào)蓄時(shí)，各站試驗(yàn)洪峰水位與1954年實(shí)際洪水相比普遍升高，荊江面臨極其嚴(yán)峻的防洪形勢，沙市站洪峰水位超過堤防設(shè)計(jì)水位約1．60 m，石首、監(jiān)利和城陵磯等站超過設(shè)計(jì)堤頂高程達(dá)0．4～1．23 m；考慮三峽水庫調(diào)蓄后，各站試驗(yàn)洪峰水位較不考慮調(diào)蓄情況明顯降低，防洪形勢有明顯緩解，但依然不容樂觀，其中沙市站洪峰水位超過堤防設(shè)計(jì)水位0．30 m，蓮花塘站超過設(shè)計(jì)堤頂高程0．28 m。當(dāng)遭遇“98年型”洪水且不考慮三峽水庫調(diào)蓄時(shí)，各站試驗(yàn)洪峰水位與1998年實(shí)際洪水相比普遍升高，荊江防洪形勢嚴(yán)峻，其中沙市、石首、監(jiān)利和蓮花塘站分別超出堤防設(shè)計(jì)水位達(dá)1．20，1．25，1．73，1．68 m。

荊江；洪水演進(jìn)；防洪形勢；54年型洪水；98年型洪水；實(shí)體模型試驗(yàn)

1 概 述

荊江河段上起湖北枝城、下至湖南城陵磯，長約347 km。河段內(nèi)河道蜿蜒曲折，洪水宣泄不暢，汛期洪水往往高于地面10余m，自古以來就有“萬里長江，險(xiǎn)在荊江”之說，近百年來已發(fā)生多次特大洪水。經(jīng)過幾十年的防洪建設(shè)，特別是1998年長江大洪水后的大規(guī)模堤防與護(hù)岸工程建設(shè)，荊江河段防洪能力大為提高。但是，洞庭湖因圍墾及泥沙淤積調(diào)蓄容積大大減少；荊南四口分流能力不斷下降（調(diào)弦口于1959年建閘控制）；荊江河段洪水來量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過安全泄量；蓄滯洪區(qū)計(jì)劃分洪困難、分洪代價(jià)大；湖區(qū)及支流堤防工程仍存在薄弱環(huán)節(jié)和隱患等?？傮w而言，在遭遇特大洪水條件下，荊江防洪形勢仍然嚴(yán)峻。

對于荊江河段的洪水特性及防洪形勢，長期以來已有學(xué)者進(jìn)行了眾多研究，取得了大量成果，為各個(gè)時(shí)期的防洪減災(zāi)以及保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)［1－4］?？傮w而言，這類研究成果大多是基于數(shù)學(xué)模型計(jì)算，或是通過對歷史洪水和現(xiàn)狀資料進(jìn)行分析得到，但利用實(shí)體模型試驗(yàn)開展相關(guān)研究的成果還非常少見。

實(shí)體模型可以在不同邊界條件下對不同量級(jí)的洪水進(jìn)行演進(jìn)，并對沿程洪水位和洪峰流量等進(jìn)行預(yù)報(bào)，可以直觀、便捷地觀察和認(rèn)識(shí)洪水演進(jìn)規(guī)律，分析防洪形勢。本研究利用長江防洪實(shí)體模型研究荊江河段在2002年10月地形條件下遭遇“54年型”和“98年型”特大洪水時(shí)的洪水演進(jìn)特性及防洪形勢，其成果對進(jìn)一步認(rèn)識(shí)洪水規(guī)律、合理進(jìn)行洪水調(diào)度和指導(dǎo)防洪決策等具有重要意義。

除特別注明外，本文中水位和地形高程均采用1985年國家高程基準(zhǔn)。

2 模型概況與試驗(yàn)條件

本試驗(yàn)是在已有的長江防洪實(shí)體模型（含長江干流枝城至螺山河段及洞庭湖區(qū)和四水尾閭）上進(jìn)行的，模型基本情況簡單介紹如下［5］。

2．1 模型比尺

本次試驗(yàn)是研究荊江河段的洪水演進(jìn)等水力學(xué)問題，因此以下僅介紹模型幾何相似和水流運(yùn)動(dòng)相似條件。模型的各項(xiàng)比尺詳見表1。

表1 模型主要比尺值Table 1 Summary of themodel scales

2．2 模型范圍及模型制作

本試驗(yàn)僅模擬長江干流，模擬范圍上起枝城水文站上游10 km的梅子溪，下至螺山水文站下游10 km，全長約400 km。河床地形依據(jù)2002年10月實(shí)測1∶10 000地形圖，采用斷面法制作，模型表面采用水泥砂漿刮制而成。

2．3 模型控制及量測

模型進(jìn)、出口邊界條件均采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。其中模型進(jìn)口和城陵磯匯流采用流量控制，模型出口采用水位控制，三口分流依據(jù)三口控制斷面的水位流量關(guān)系控制自動(dòng)分流。經(jīng)檢驗(yàn)，模型進(jìn)口流量控制、尾門水位控制、城陵磯匯流流量控制和三口分流流量控制跟蹤性好、精度高，滿足模型試驗(yàn)要求。

2．4 試驗(yàn)條件

本試驗(yàn)主要研究在2002年10月河道地形條件下，不考慮沿程分洪潰口，若發(fā)生“54年型”和“98年型”洪水時(shí)的荊江河段洪水演進(jìn)規(guī)律。試驗(yàn)共分3組，各試驗(yàn)組次及特征統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 試驗(yàn)組次及試驗(yàn)特征統(tǒng)計(jì)Table 2 Features and Series of the experiment

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3．1 洪峰水位

表3為“54年型”洪水在試驗(yàn)1、試驗(yàn)2條件下荊江河段各主要測站洪峰水位模型試驗(yàn)值與1954年實(shí)測值的比較。表4為“98年型”洪水在試驗(yàn)3條件下各站洪峰水位模型試驗(yàn)值與1998年實(shí)測值的比較。

由表3可見，在試驗(yàn)1條件下，洪峰水位試驗(yàn)值與1954年實(shí)測值相比普遍升高，升高幅度為0．62～3．68 m。就不同位置而言，下荊江各站升高幅度大于上荊江，且越往上游升高幅度越小，其中枝城站僅升高0．62 m，而石首及以下各站水位升高都在2．4 m以上。分析認(rèn)為上述現(xiàn)象的出現(xiàn)主要受分洪潰口、洞庭湖萎縮、四口分流變化和河道沖淤等因素影響所致［6］。由表3還可看出，考慮三峽水庫調(diào)蓄后，荊江各主要站洪峰水位試驗(yàn)值明顯降低，降低幅度為0．69～1．70 m。

表3 “54年型”洪水荊江河段洪峰水位模型試驗(yàn)值與實(shí)測值對比Table 3 Comparisons between experimental results and prototype data of the flood peak stage for the“1954 floods”

表4 荊江河段“98年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)洪峰水位成果Table 4 Experimental results of the flood peak stage for the“1998 floods”at Jingjiang Reach

由表4可見，與1998年實(shí)測洪峰水位相比，在2002年10月地形條件下，不考慮沿程分洪潰口和三峽水庫調(diào)蓄，試驗(yàn)所得洪峰水位普遍升高，其中沙市站升高幅度最大，為0．98 m。城陵磯及以下各站受模型尾門控制影響，洪峰水位模型試驗(yàn)值與原型實(shí)測值相比升高幅度較小。

3．2 洪峰傳播

洪峰在平原河流中的傳播時(shí)間不僅與河道的形狀、槽蓄能力及糙率有關(guān)，還與洪水流量的大小、洪水起漲時(shí)刻的河槽蓄水量（河槽底水）等有關(guān)?，F(xiàn)分別以試驗(yàn)1和試驗(yàn)3結(jié)果為例說明荊江河段遇“54年型”和“98年型”特大洪水時(shí)的洪峰傳播特征，見圖1及圖2。

圖1 荊江沿程洪峰水位及峰現(xiàn)時(shí)間（試驗(yàn)1，“54年型”洪水）Fig．1 The experimental flood peak stage and its occurrence time（Test 1，the“1954 floods”）

圖2 荊江沿程洪峰水位及峰現(xiàn)時(shí)間（試驗(yàn)3，“98年型”洪水）Fig．2 The experimental flood peak stage and its occurrence time（Test 3，the“1998 floods”）

由圖1可見，試驗(yàn)1條件下洪峰從枝城（8月7日04：00）傳播至監(jiān)利（8月7日20：00）僅用時(shí)16 h，平均傳播速度4．2 m／s，其中上荊江平均傳播速度約5．4 m／s，下荊江石首至監(jiān)利平均傳播速度約2．6 m／s。下荊江鹽船套、蓮花塘及下游螺山等站洪峰水位出現(xiàn)時(shí)間均早于上游監(jiān)利站，究其原因應(yīng)當(dāng)為受洞庭湖出流影響所致。1954年洞庭湖出口控制站七里山流量從7月21日開始一直上漲，至8月2日達(dá)到峰值43 300 m3／s，此后逐漸減小，8月6日及7日間略有回升，7日后又迅速減小。受此影響，干流鹽船套、蓮花塘及螺山等站洪峰水位出現(xiàn)時(shí)間均有所提前。以蓮花塘站為例，受七里山站持續(xù)大流量入?yún)R的影響，蓮花塘站提前于8月7日4：00達(dá)到洪峰水位35．63 m，此后因七里山入?yún)R流量又快速減小，蓮花塘站水位也隨之下降。此外，下荊江由于受洞庭湖出流頂托影響，河段平均洪峰傳播速度有所減小。

由圖2可見，試驗(yàn)3條件下洪峰從枝城（8月17日04：00）傳播至監(jiān)利（8月18日01：00）用21 h，平均傳播速度3．2 m／s，其中上荊江平均傳播速度約4．1 m／s，下荊江石首至監(jiān)利平均傳播速度約2．6 m／s。下荊江鹽船套、城陵磯及下游螺山等站洪峰水位出現(xiàn)時(shí)間均大大晚于上游監(jiān)利站，究其原因也為受洞庭湖出流影響所致。1998年8月13－17日洞庭湖出口控制站七里山流量相對平穩(wěn)，介于24 000～25 000 m3／s，但從8月18日起七里山流量突然迅速增大，受此頂托影響，干流鹽船套、蓮花塘及螺山等站水位也迅速升高，洪峰水位出現(xiàn)時(shí)間因此延后。此外，下荊江由于受洞庭湖出流頂托影響，河段平均洪峰傳播速度有所減小。

此外，分析試驗(yàn)2的結(jié)果可知，經(jīng)三峽水庫調(diào)節(jié)后，下游各站洪峰流量變小，加之受洞庭湖匯流頂托，至下荊江下段洪峰特征已不明顯。如僅統(tǒng)計(jì)至監(jiān)利站，則洪峰在荊江河段（枝城－監(jiān)利）的傳播時(shí)間約需14 h，平均傳播速度4．8 m／s。

3．3 沿程水面比降

圖3顯示“54年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)荊江河段洪峰水位沿程變化情況。圖中各站距枝城距離均為下荊江裁彎實(shí)施以后的數(shù)值。由圖可見，除試驗(yàn)2中陳家灣以上河段外，洪峰水位試驗(yàn)值與1954年原型實(shí)測值相比普遍升高，而沿程水面縱比降變化趨勢大體類似，其中枝江－陳家灣河段比降最大，陳家灣－沙市河段比降最小，沙市－郝穴一段比降又轉(zhuǎn)大?？傮w上看下荊江水面縱比降小于上荊江，其原因可能為上荊江三口分流增大水面比降，而下荊江受洞庭湖來水頂托影響水面縱比降減小。

圖3 “54年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)荊江河段洪峰水面線對比圖Fig．3 Com parisons between the experimental results and the prototype data of the flood peak water surface profile along the Jingjiang Reach for the“1954 floods”

洪水漲落過程中伴隨沿程水面比降的變化。表5為試驗(yàn)3中“98年型”洪水在荊江河段不同漲、落時(shí)刻的水面比降變化情況。由表可見，上荊江陳家灣－沙市河段水面比降最小，僅為0．008‰～0．020‰；郝穴－石首河段水面比降也比較小，為0．023‰～0．031‰；除此之外上荊江河段水面比降均較大，其中枝城－枝江0．050‰～0．063‰，枝江－陳家灣0．051‰～0．071‰，沙市－郝穴0．042‰～0．064‰。與上荊江相比，下荊江水面比降明顯減小，其中石首－調(diào)關(guān)0．030‰～0．043‰，調(diào)關(guān)－監(jiān)利0．020‰～0．037‰，監(jiān)利－城陵磯0．022‰～0．039‰。江湖水流匯合后城陵磯以下河段水面比降稍有增大，城陵磯－螺山為0．032‰～0．040‰。由表還可看出，試驗(yàn)中漲水過程各河段水面比降普遍大于落水過程，如枝江－陳家灣河段，漲水過程中水面比降最小值為0．059‰，最大值為0．071‰，而落水過程中水面比降最小值為0．051‰，最大值為0．062‰。下荊江調(diào)關(guān)以下河段及城陵磯－螺山河段水面比降受洞庭湖匯流變化影響明顯，水面比降隨漲水與落水變化規(guī)律不明顯。

3．4 防洪形勢分析

表6為洪峰水位試驗(yàn)結(jié)果與《長江流域防洪規(guī)劃》中所批準(zhǔn)的荊江河段堤防設(shè)計(jì)水位的比較。圖4和圖5為各試驗(yàn)條件下主要控制站沙市和蓮花塘試驗(yàn)洪水位與防汛特征水位間的比較。

由圖4可見，在“54年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)中，對沙市站，試驗(yàn) 1洪水幾乎全程超設(shè)防水位（42．00 m）；其中超警戒水位（43．00 m）33 d（7月10日至7月12日、7月20日至8月14日和8月17日至8月20日），比1954年實(shí)際洪水多4 d；超堤防設(shè)計(jì)水位（45．00 m）14 d（7月29日至8月11日），其中 8月7日洪峰水位時(shí)超過堤防設(shè)計(jì)水位1．63 m。試驗(yàn)2洪水幾乎全時(shí)段超設(shè)防水位（42．00 m）；除7月14日至7月20日7 d外，其余時(shí)段均超警戒水位（43．00 m）；其中7月25日、26日，8月6日至8月21日期間試驗(yàn)洪水過程超堤防設(shè)計(jì)水位（45．00 m），最大超過值0．30 m。1954年實(shí)際洪水中沒有超45．00 m堤防設(shè)計(jì)水位情況發(fā)生。對蓮花塘站，試驗(yàn)1洪水在試驗(yàn)時(shí)段內(nèi)全程超警戒水位（32．00 m），其中7月10日至8月15日共36 d內(nèi)幾乎全部超堤防設(shè)計(jì)水位（34．40 m），其間7月28日至8月11日共15 d內(nèi)更是超設(shè)計(jì)堤頂高程（36．40 m）；8月7日洪峰水位時(shí)超堤防設(shè)計(jì)水位3．27 m，超設(shè)計(jì)堤頂高程1．23 m。試驗(yàn)2全過程均在堤防設(shè)計(jì)水位以上，最大超過值為2．28 m，其中洪峰水位甚至超過設(shè)計(jì)堤頂高程0．28 m。1954年實(shí)際洪水中8月3日洪峰水位34．37 m，沒有超過34．40 m的堤防設(shè)計(jì)水位。

由圖5可見，在“98年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)中，對沙市站，試驗(yàn)洪水幾乎全程超設(shè)防水位（42．00 m），其中超警戒水位（43．00 m）36 d（7月12日至7月27日和8月4日至8月23日）；超堤防設(shè)計(jì)水位（45．00 m）8 d（8月12日至8月14日及8月16日至8月20日），其中8月17日洪峰水位時(shí)超過堤防設(shè)計(jì)水位約1．20 m。對蓮花塘站，試驗(yàn)洪水全程超警戒水位（32．00 m），其中在7月24日至8月23日期間共31 d內(nèi)超堤防設(shè)計(jì)水位（34．40 m）；8月20日洪峰水位時(shí)超過堤防設(shè)計(jì)水位1．68 m，距設(shè)計(jì)堤頂高程（設(shè)計(jì)水位＋超高）僅差0．32 m。

表5 不考慮三峽水庫調(diào)節(jié)“98年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)荊江河段瞬時(shí)水面比降Table 5 Water surface slope along the Jingjiang Reach during Test 3（“1998”floods without TGP storage operation）

表6 荊江河段洪峰水位試驗(yàn)值與干流堤防設(shè)計(jì)水位比較（凍結(jié)吳淞基面）Table 6 Comparisons between experimental flood peak stage and characteristic stages for themain stream dike of the Jingjiang Reach（W oosung stationery datum） m

圖4 “54年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)洪水位與防汛特征水位比較（凍結(jié)吳淞基面）Fig．4 Com parisons between experimental floods and characteristic stages of the dike along the Jingjiang Reach for the“1954 floods”（W oosung stationery datum）

圖5 “98年型”洪水演進(jìn)試驗(yàn)洪水位與防汛特征水位比較（凍結(jié)吳淞基面）Fig．5 Comparisons between experimental floods and characteristic stages of the dike along the Jingjiang Reach for the“1998 floods”（W oosung stationery datum）

綜上，在2002年10月地形條件下，不考慮三峽水庫調(diào)蓄和沿程分洪潰口，如荊江河段遇“54年型”洪水，石首－蓮花塘河段防洪形勢險(xiǎn)惡。荊江幾乎全河段洪水位都長時(shí)間超堤防設(shè)計(jì)水位，其中沙市站洪峰水位超過防洪規(guī)劃堤防設(shè)計(jì)水位約1．60 m，石首、監(jiān)利和蓮花塘等站洪峰水位超過設(shè)計(jì)堤頂高程達(dá)0．4～1．27 m?？梢灶A(yù)見，如此巨大的超額洪水如不主動(dòng)尋求分洪，則必將在荊江沿岸造成大量的圩垸潰決和嚴(yán)重的人員財(cái)產(chǎn)損失。

經(jīng)過三峽水庫運(yùn)行調(diào)節(jié)后，遇“54年型”洪水荊江河段各站洪峰水位與不考慮三峽水庫調(diào)節(jié)情況相比顯著降低，防洪形勢明顯緩解，但依然不容樂觀。河段各主要控制站的洪峰水位都較大幅度地超警戒水位，其中沙市、石首、監(jiān)利、蓮花塘和螺山的洪峰水位都較大幅度地超過堤防設(shè)計(jì)水位；沙市水位一度達(dá)到45．30 m，超過堤防設(shè)計(jì)水位0．30 m；蓮花塘站洪峰水位試驗(yàn)值更是超出設(shè)計(jì)堤頂高程0．28 m。大堤在高洪水位下長時(shí)間浸泡，出險(xiǎn)的概率大幅度增加，將進(jìn)一步加劇防洪形勢。

在2002年10月地形條件下，不考慮三峽水庫調(diào)蓄和沿程分洪潰口，如荊江河段遭遇“98年型”洪水時(shí)防洪形勢依然嚴(yán)峻，其中尤以石首－蓮花塘河段為甚。試驗(yàn)條件下河段各主要控制站的洪峰水位都較大幅度地超警戒水位，其中沙市、石首、監(jiān)利、蓮花塘和螺山站的洪峰水位都超過堤防設(shè)計(jì)水位，沙市站洪峰水位超過堤防設(shè)計(jì)水位約1．20 m；石首、監(jiān)利和蓮花塘三站的洪峰水位試驗(yàn)值分別超出堤防設(shè)計(jì)水位達(dá)1．25，1．73，1．68 m，距設(shè)計(jì)堤頂高程（設(shè)計(jì)水位＋超高）分別僅差0．25，0．27，0．32 m。

4 結(jié) 語

不考慮沿程分洪潰口，并依據(jù)三峽水庫調(diào)蓄考慮與否，利用長江防洪實(shí)體模型在2002年10月地形條件下對荊江河段遭遇“54年型”和“98年型”洪水時(shí)的洪水演進(jìn)特性進(jìn)行了3個(gè)組次的實(shí)體模型試驗(yàn)研究，主要結(jié)論如下。

（1）遇“54年型”洪水時(shí)，與1954年實(shí)際洪水過程相比，試驗(yàn)1洪峰水位普遍升高，升高幅度0．62～3．68 m；試驗(yàn)2各站洪峰水位較試驗(yàn)1顯著降低，其中枝城、沙市、監(jiān)利和蓮花塘站分別降低1．70，1．33，1．03，0．95 m。

（2）遇“98年型”洪水時(shí)，與1998年實(shí)際洪水過程相比，試驗(yàn)所得洪峰水位普遍升高，升高幅度最大為0．98 m（沙市）。

（3）試驗(yàn)中洪峰從枝城傳播至監(jiān)利用時(shí)14～21 h，平均傳播速度3．2～4．8 m／s；上荊江洪峰傳播速度大于下荊江。

（4）試驗(yàn)中沿程水面縱比降以枝江－陳家灣河段最大，陳家灣－沙市河段最小，且總體上看下荊江水面縱比降小于上荊江。此外，漲水過程各河段水面比降普遍大于落水過程。

（5）當(dāng)不考慮三峽水庫調(diào)蓄時(shí)，荊江遭遇“54年型”洪水時(shí)（試驗(yàn)1）整個(gè)河段面臨極其嚴(yán)峻的防洪形勢，其中石首－蓮花塘河段防洪形勢尤其險(xiǎn)惡。沙市站洪峰水位超過堤防設(shè)計(jì)水位約1．60 m，石首、監(jiān)利和蓮花塘等站洪峰水位超過設(shè)計(jì)堤頂高程達(dá)0．4～1．23 m。

（6）考慮三峽水庫調(diào)蓄后，荊江遭遇“54年型”洪水時(shí)（試驗(yàn)2）防洪形勢明顯緩解，但依然不容樂觀。沙市、石首、監(jiān)利和蓮花塘的洪峰水位都較大幅度地超過堤防設(shè)計(jì)水位；沙市水位一度達(dá)到45．30 m，超過堤防設(shè)計(jì)水位0．30 m；蓮花塘站洪峰水位更是超出設(shè)計(jì)堤頂高程0．28 m。

（7）當(dāng)不考慮三峽水庫調(diào)蓄時(shí)，荊江遭遇“98年型”洪水時(shí)荊江河段防洪形勢依然嚴(yán)峻，其中尤以石首－蓮花塘河段為甚。各主要控制站的洪水過程都較長時(shí)間地超警戒水位，其中沙市、石首、監(jiān)利和蓮花塘的洪峰水位都超過堤防設(shè)計(jì)水位：沙市洪峰水位超過堤防設(shè)計(jì)水位約1．20 m，而石首、監(jiān)利和蓮花塘三站更是分別超出堤防設(shè)計(jì)水位達(dá)1．25，1．73，1．68 m。

［1］ 韓其為．江湖流量分配變化導(dǎo)致長江中游新的洪水形勢［J］．泥沙研究，1999，（5）：1－12．（HAN Qi-wei．Changes of Flood Situation along the Middle Reaches of Yangtze River［J］．Journal of Sediment Research，1999，（5）：1－12．（in Chinese））

［2］ 盧金友，羅恒凱．長江與洞庭湖關(guān)系變化初步分析［J］．人民長江，1999，30（4）：24－26，48．（LU Jin-you，LUO Heng-kai．Preliminary Analysis on Variation of the Relation Between Yangtze River and Dongting Lake［J］．Yangtze River，1999，30（4）：24－26，48．（in Chi-nese））

［3］ 胡四一，施 勇，戚 晨，等．1998年長江中游洪水系統(tǒng)反演及高洪水位形成原因探討［J］．水科學(xué)進(jìn)展，1999，10（3）：242－250．（HU Si-yi，SHI Yong，QI Chen，et al．Systematic Analyses on Abnormally High Flood Stages of Middle Reaches of Yangtze River in 1998［J］．Advances in Water Science，1999，10（3）：242－250．（in Chinese））

［4］ 余文疇，盧金友．長江河道演變與整治［M］．北京：中國水利水電出版社，2005．（YUWen-chou，LU Jin-you．Evolution and Regulation of the River Channel of Yangtze River［M］．Beijing：Water Resources＆Hydropower Press，China．2005．（in Chinese））

［5］ 長江科學(xué)院．長江防洪模型利用世界銀行貸款項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］．武漢：長江科學(xué)院，2002．（CRSRI．Preliminary Design of the World Bank Loan Project of the Changjiang River Flood Protection Physical Model［R］．Wuhan：The Changjiang River Scientific Research Institu-te，2002．（in Chinese））

［6］ 長江科學(xué)院．荊江河段洪水演進(jìn)特性試驗(yàn)研究［R］．武漢：長江科學(xué)院，2008．（CRSRI．Experimental Study on Flood Routing in the Jingjiang Reach of the Yangtze River［R］．Wuhan：The Changjiang River Scientific Research Institute，2008．（in Chinese） ）

（編輯：周曉雁）

Physical M odeling of Propagation Features of Extreme Floods in Jingjiang Reach of Yangtze River

ZHU Yong-hui，LU Jin-you，LIFa-zheng，YAO Shi-ming，F(xiàn)AN Bei-lin
（Laboratory of River Regulation and Flood Control of MWR，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Adopting the Yangtze River Flood Protection Physical Model，experimental study on the propagation fea-tures of the 1954 and 1998 floods in the Jingjiang Reach of the Yangtze River have been conducted under the topo-graphical condition of Oct．2002．The experimental results reveal that it takes 14～21 hours for the flood peak to transport from Zhicheng to Jianliwith an averaged speed of 3．2～4．8 m／s．When experiencing the 1954 floods，the experimental flood peak stages（FPS）are generally higher comparingwith the prototype floods in 1954 when operation of the Three Gorges Project（TGP）is not considered．The flood situation of the reach is extremely severe：the FPSat Shashi exceeds the design stage of the dike by 1．60 m，and the FPS at Shishou，Jianli and Lianhuatang exceed the design crest level of the dike by 0．40～1．23 m．After consideration of the TGP the experimental FPSdrop considera-bly．The flood protection situation of the reach is relaxed substantially，however，not enough to be optimistic．The FPS at Shashi exceeds the design stage of the dike by 0．3 m，and that at Lianhuatang exceeds the design crest level of the dike by 0．28 m．When experiencing the1998 floods，the experimental FPSare generally higher comparingwith the prototype floods in 1998 when operation of the TGP is not considered．The flood protection situation of the reach is still severe：the FPS at Shashi，Shishou，Jianli and Lianhuatang exceed the design stage of the dike by 1．20 m，1．25 m，1．73 m and 1．68 m respectively．

the Jingjiang Reach；flood propagation；flood situation；1954 floods；1998 floods；physicalmodel tests

TV149．2

A

1001－5485（2011）03－0081－06

2011-01-06

水利前期研究項(xiàng)目“三峽工程運(yùn)用初期荊江河道演變與治理研究”（QQ0871／HL15）；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目資助（200901004）；中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目（CKSF2010002）

朱勇輝（1975-），男，湖南道縣人，博士，高級(jí)工程師，主要從事防洪減災(zāi)、水流泥沙運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律、江湖演變與治理等方面的研究工作，（電話）027-84237931（電子信箱）yhzhu75＠yahoo．com。