董耀華

(長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部長(zhǎng)江中下游河湖治理與防洪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430010)

河流泥沙與治河防洪密切相關(guān)，兩者均屬于水利工程(一級(jí)學(xué)科)水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)(二級(jí)學(xué)科)的研究范疇，河流泥沙側(cè)重理論與基礎(chǔ)研究，治河防洪強(qiáng)調(diào)實(shí)踐與應(yīng)用研究，同時(shí)也是筆者長(zhǎng)期從事“治河、治江、治水”水利工作的專業(yè)實(shí)踐基礎(chǔ)與科研成果源泉。以長(zhǎng)江流域(圖1)為研究對(duì)象，基于筆者科研論文成果、長(zhǎng)江治理實(shí)踐以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，按照河流與泥沙基本理論研究、河流水沙模擬與專題研究和長(zhǎng)江治理與防洪實(shí)踐應(yīng)用共3個(gè)領(lǐng)域，本文將對(duì)長(zhǎng)江流域河流泥沙與治河防洪的相關(guān)科研成果及實(shí)踐開(kāi)展創(chuàng)新理論、核心成果、關(guān)鍵技術(shù)、最新認(rèn)識(shí)及拓展研究等方面進(jìn)行綜述。

圖1 長(zhǎng)江流域河流水系示意圖Fig.1 Sketch of main channel and major tributaries in the Yangtze River basin

1 河流與泥沙基本理論研究

河流與泥沙基本理論研究包括河流分類及形態(tài)研究和泥沙特性及運(yùn)動(dòng)研究2部分內(nèi)容。

1.1 河流分類及形態(tài)研究

河流分類及形態(tài)研究主要涉及河流分級(jí)、干流河道分段和河勢(shì)貼體網(wǎng)格等河流形態(tài)3部曲。

河流分級(jí)研究涉及長(zhǎng)江流域水系劃分與河流分級(jí)研究[1]和河流分級(jí)方法研究及應(yīng)用[2]等，創(chuàng)新理論與核心成果如下：廣義河流分級(jí)包括“自大河而小河/樹(shù)枝模式”水系劃分與“自小河而大河/根系模式”河流分級(jí)(狹義)，倡導(dǎo)河流分級(jí)Horton法，提出與水系劃分相結(jié)合、選用“最小單元河流”和引入河流樹(shù)狀圖表等主要改進(jìn)；將長(zhǎng)江水系推薦劃分為干流水系與8個(gè)支流水系；選取流域面積≥2 000 km2或河長(zhǎng)≥100 km“最小單元河流”，確定長(zhǎng)江流域(不含太湖水系)河流總數(shù)374條；研究確定長(zhǎng)江流域最高河流分級(jí)數(shù)為6級(jí)，綜合確定長(zhǎng)江流域24條重要河流水系(圖1和表1)。最新認(rèn)識(shí)包括：研究實(shí)現(xiàn)了水系劃分與河流分級(jí)的方法統(tǒng)一與成果融合，提升了長(zhǎng)江河流水系辨識(shí)以及干流重要性與河流整體性認(rèn)識(shí)。拓展研究包括：“最小單元河流”優(yōu)化研究，大江大河分級(jí)與河流分類研究，以及河流水系形態(tài)與流域產(chǎn)流產(chǎn)沙、河道匯流輸沙之間聯(lián)系研究等。

表1 長(zhǎng)江流域水系劃分與河流分級(jí)成果匯總Table 1 Results of watershed division and stream-orderclassification of the Yangtze River

干流河道分段研究涉及世界10大江河河流分段方法研究[3]和河流5區(qū)分段法與長(zhǎng)江干流分段實(shí)踐研究[4]等，創(chuàng)新理論與核心成果包括：探討了世界10大江河河流分段方法，提出了“河勢(shì)節(jié)點(diǎn)分段”“匯流節(jié)點(diǎn)分段”“混合節(jié)點(diǎn)分段”3類節(jié)點(diǎn)分段方法(表2)；基于Schumm河流分區(qū)理論，提出了“河流5區(qū)分段法”——以流域分區(qū)為主導(dǎo)(“體”)，以干流河道分段為目標(biāo)(“用”)；基于流域特性、河道特性和兼顧兩者“廣義”河流分段定義，匯總了長(zhǎng)江干流分段方法(圖1和表3)。最新認(rèn)識(shí)包括：長(zhǎng)江中游與下游分段不明顯且意義不大，推薦以三峽工程替代宜昌的長(zhǎng)江干流“新2段”劃分(三峽工程以上和以下)[5]；“分段河道不分級(jí)、分級(jí)河道不分段”思想(不能對(duì)分段河道進(jìn)行分級(jí)，只能對(duì)最高河流分級(jí)數(shù)的干流河道進(jìn)行分段)。拓展研究包括：山區(qū)與平原2段劃分方法研究[6]；河流分類分級(jí)與分段方法系統(tǒng)研究等。

表2 世界10大江河河流分段方法[3]Table 2 Segmentation methods for ten large rivers inthe world[3]

表3 長(zhǎng)江干流分段方法實(shí)踐匯總[4]Table 3 Segmentation methods and their practicesfor the mainstream of the Yangtze River[4]

河勢(shì)貼體網(wǎng)格研究[7-8]的創(chuàng)新理論提出了基于張瑞瑾[9]河勢(shì)概念的河勢(shì)貼體擬合思想——放棄傳統(tǒng)二維數(shù)學(xué)模型網(wǎng)格嚴(yán)格要求與河道岸線擬合思路，構(gòu)建縱向與河勢(shì)或主流擬合、橫向與河勢(shì)控制斷面吻合的河勢(shì)貼體擬合曲線(圖2)；配合邊界層坐標(biāo)系下河道水深平均流體力學(xué)控制方程及合適的數(shù)值方法(如SIMPLER算法)，可實(shí)現(xiàn)河道平面二維水流泥沙的較好模擬。最新認(rèn)識(shí)包括：①河勢(shì)貼體縱向網(wǎng)格基于“河勢(shì)”線(河道中心線、深泓線、主控岸線、流量中線等)，橫向網(wǎng)格保留了河道一維斷面，為河道一、二維數(shù)模“無(wú)縫”嵌套以及河長(zhǎng)精準(zhǔn)計(jì)算提供可能與便利；②河勢(shì)定義基于水流流態(tài)與河道走勢(shì)的“靜態(tài)”定義(強(qiáng)調(diào)河床演變結(jié)果)，不同于穩(wěn)定渠道“動(dòng)態(tài)”河勢(shì)(準(zhǔn)衡)定義[10]——可動(dòng)河床與土質(zhì)河岸渠道在運(yùn)行周期內(nèi)不沖不淤(強(qiáng)調(diào)河床演變過(guò)程)。拓展研究包括：復(fù)雜河道與水系的河勢(shì)貼體網(wǎng)格研究等。

圖2 長(zhǎng)江葛洲壩樞紐至磨盤溪河段河勢(shì)貼體擬合曲線[7]Fig.2 River-regime-fitted orthogonal quadrilateral grids of 2D water-sediment mathematic modelfor reaches from Gezhouba Project to Mopanxi[7]

1.2 泥沙特性及運(yùn)動(dòng)研究

泥沙特性及運(yùn)動(dòng)研究主要涉及泥沙分界、長(zhǎng)江水沙變化與輸沙地形對(duì)比等內(nèi)容。

泥沙分界研究[11]的創(chuàng)新理論是劃分粗沙與細(xì)沙，建立泥沙“微觀”特性與河流“宏觀”運(yùn)動(dòng)之間的內(nèi)在聯(lián)系；核心成果是提出沖積河流10組分界粒徑(泥沙分類、球體泥沙沉速、單礦質(zhì)泥沙、黏粒溶膠、泥沙絮凝、泥沙觸變、淤積初始干重度、沙波初始形態(tài)、推移質(zhì)懸移質(zhì)、床沙質(zhì)沖瀉質(zhì)等)及10個(gè)分界閾值“譜系表”(表4)。最新認(rèn)識(shí)包括：①風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)也存在3組分界粒徑[12]——荒漠沙丘缺乏<0.06 mm物質(zhì)，0.10～0.15 mm泥沙最容易躍移運(yùn)動(dòng)，0.5～1.0 mm顆粒一般屬于表層蠕移質(zhì)；②沖積河流存在更廣泛的特征長(zhǎng)度“譜系”(如：黏性層厚度δ、泥沙粒徑d、糙度k、水深h、河寬B、涉河建筑物特征尺度le、河流洲灘特征尺度lr、河道彎曲半徑r、河長(zhǎng)L、流域特征長(zhǎng)度A0.5等)。拓展研究包括：沖積河流特征長(zhǎng)度與水沙運(yùn)動(dòng)無(wú)量綱參數(shù)研究；“泥沙微觀”與“河流宏觀”內(nèi)在聯(lián)系機(jī)理研究等。

表4 河流泥沙10組分界粒徑“譜系表”[11]Table 4 Pedigrees of ten groups of demarcating grainsizes of river sediment[11]

長(zhǎng)江水沙變化研究涉及長(zhǎng)江干流水沙特性、變化趨勢(shì)與規(guī)律[13-14]以及世界河流輸沙量變化[15]等，創(chuàng)新理論與核心成果包括：

(1)采用頻率統(tǒng)計(jì)、適配線擬合、相關(guān)分析和累積曲線4類方法，分析了長(zhǎng)江干流寸灘、宜昌、監(jiān)利、漢口和大通(圖3)共5站水沙特性與變化趨勢(shì)；長(zhǎng)江干流年徑流量基本保持不變，年輸沙量呈減小趨勢(shì)，年均減小約1%，2000年后呈加速減小趨勢(shì)；長(zhǎng)江輸沙基本遵循“水多沙多、水少未必沙少”規(guī)律。

圖3 長(zhǎng)江大通站年徑流量與輸沙量雙累積曲線[13]Fig.3 Double accumulative curve of annual runoffs andsediment loads at Datong Hydrographic Station ofthe Yangtze River[13]

(2)世界145條大河中約50%輸沙量呈明顯增加或者減少趨勢(shì)，年徑流呈明顯變化趨勢(shì)的相對(duì)較少(大約30%)；影響河流輸沙量的重要因子是建庫(kù)、土地開(kāi)墾和使用方式變化以及其他土地?cái)_動(dòng)活動(dòng)(如采礦、水土保持措施和泥沙控制工程以及氣候變化等)，其中水土保持措施、泥沙控制工程、建庫(kù)等可能引起輸沙量減少。最新認(rèn)識(shí)：河流水沙應(yīng)選河口或上游未建壩代表站，長(zhǎng)江干流代表性較好的水沙站是大通站而不是宜昌站。拓展研究包括：輸沙特性變化(懸移或推移比例)與泥沙測(cè)量誤差(底沙漏測(cè)、積點(diǎn)法與積深法差異等)對(duì)輸沙量估算的影響研究；水沙關(guān)系變化研究及成因分析等。

輸沙地形對(duì)比研究的核心成果是輸沙量法與地形法估算河道沖淤量的差異比較及原因分析[16]，定量成果包括：假設(shè)床沙質(zhì)沖瀉質(zhì)分界粒徑0.062 5 mm，輸沙量法估算的1987年6月1日至1991年5月31日長(zhǎng)江干流新廠至監(jiān)利河段河道淤積量0.431 4億t；假設(shè)平灘水位34.0 m，地形法估算的1987年5—6月至1991年5月河道淤積量0.438 3億t；沖淤基本平衡與河道造床條件下兩者非常接近(圖4)。定性分析表明：影響輸沙量法適用性與精度的關(guān)鍵參數(shù)和因素包括床沙質(zhì)沖瀉質(zhì)分界粒徑、“沖淤平衡”滿足程度和水沙資料完整性等；影響地形法的關(guān)鍵參數(shù)和因素包括泥沙干重度、“造床高程(平灘水位)”滿足程度和河道地形完備性等。最新認(rèn)識(shí)包括：輸沙量法與地形法由造床泥沙關(guān)聯(lián)，兩者互補(bǔ)性大于差異性，輸沙量法側(cè)重于泥沙輸移與河道沖淤的時(shí)間過(guò)程，地形法側(cè)重于河床演變與河道沖淤的空間分布；水量平衡(特別對(duì)于較長(zhǎng)或多汊河段)、泥沙測(cè)量誤差和采砂等影響也非常重要。拓展研究包括：床沙質(zhì)沖瀉質(zhì)分界粒徑劃分方法研究(固定值法、5%或10%床沙級(jí)配法、床沙懸沙切線法)；淤積物干密度影響研究[17]等。

圖4 輸沙量法與地形法估算新廠至監(jiān)利河段沖淤量比較[16]Fig.4 Deposition-erosion amounts of Xinchang-Jianlireach estimated by the sediment load method andthe map method[16]

2 河流水沙模擬與專題研究

河流水沙模擬與專題研究包括河流水沙模擬研究與河流水沙專題研究相互關(guān)聯(lián)的2大部分。

2.1 河流水沙模擬研究

河流水沙模擬研究主要涉及河流水沙數(shù)學(xué)模型、模擬方法及關(guān)鍵技術(shù)等研究成果，筆者[18]曾將長(zhǎng)江科學(xué)院河流水沙數(shù)模研究及應(yīng)用概括總結(jié)為：4種河流(水庫(kù))水沙模型(水庫(kù)模型、河流一維模型、河流二維模型、河流(準(zhǔn))三維模擬實(shí)例)、3類水沙模型(估算模型類、專題數(shù)模類、引進(jìn)模型類)，以及若干水沙模擬關(guān)鍵技術(shù)(長(zhǎng)江科學(xué)院推移質(zhì)輸沙公式、二維數(shù)學(xué)模型碼頭工程概化、河勢(shì)貼體正交四邊形網(wǎng)格生成方法、水沙數(shù)學(xué)模型在線計(jì)算等)。

筆者及指導(dǎo)學(xué)生研發(fā)的模型及模擬關(guān)鍵技術(shù)包括：河道洪水演進(jìn)模型、有限容積法河道二維水沙模型、水沙數(shù)學(xué)模型在線計(jì)算、河勢(shì)貼體正交四邊形網(wǎng)格生成方法、二維數(shù)學(xué)模型碼頭工程概化、水力學(xué)方法估算河道洪水影響、FLUVIAL-12模型及應(yīng)用等。這里列舉了5項(xiàng)代表性水沙模擬關(guān)鍵技術(shù)成果。

2.1.1 Hermite插值函數(shù)生成河勢(shì)貼體正交網(wǎng)格方法

基于河勢(shì)貼體擬合思想和Hermite三次插值函數(shù)，提出了河勢(shì)貼體河道平面二維正交四邊形網(wǎng)格生成方法；以長(zhǎng)江洞庭湖支流資水尾閭青龍洲河段移堤工程影響二維水流模擬計(jì)算為例，展示了河勢(shì)貼體網(wǎng)格成果(圖5)。2個(gè)插值節(jié)點(diǎn)情況下的Hermite三次插值函數(shù)可表述如下[7-8]。

圖5 長(zhǎng)江洞庭湖資水青龍洲河段移堤工程影響計(jì)算河勢(shì)貼體網(wǎng)格[8]Fig.5 River-regime-fitted grids for simulating Qinglong-zhou Embankment Displacement Reaches of the ZishuiRiver in the Dongting Lake of the Yangtze River[8]

需要滿足的節(jié)點(diǎn)條件為

(1)

函數(shù)表達(dá)式為

H3(x)=y1α1(x)+y2α2(x)+m1β1(x)+m2β2(x)。(2)

式中：H3(x)、H′3(x)分別為Hermite三次插值函數(shù)和導(dǎo)數(shù)；α、β均為插值系數(shù)；x、y、m分別為插值節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)、函數(shù)和一階導(dǎo)數(shù)。

2.1.2 河道洪水演進(jìn)數(shù)學(xué)模型河寬假定與糙率取值

洪水演進(jìn)模擬中引入了2種河寬——斷面過(guò)流河寬B和槽蓄河寬Bs，并采用了糙率隨斷面位置和水位(或流量)變化而變化的取值方式[19],如式(3)—式(5)所示。

B=KsBs,

(3)

(4)

(5)

式中：Ks為河寬比系數(shù)；nj、Zj分別為斷面j瞬時(shí)糙率和水位;上標(biāo)s對(duì)應(yīng)平灘時(shí)相應(yīng)值；Kj為斷面j糙率變化系數(shù)，同一斷面平灘水位之上或之下kj可以取不同值。

2.1.3 河道二維數(shù)學(xué)模型碼頭工程的概化

將碼頭棧橋簡(jiǎn)化為兩排攔污柵過(guò)流阻水建筑物，將局部阻力系數(shù)轉(zhuǎn)換成樁糙率與碼頭糙率[20]，即

(6)

式中：ζ樁為局部阻力系數(shù)；β為樁的形狀系數(shù)；s為樁寬度；b為樁間距；α為樁與河底夾角；g為重力加速度；n樁、n河、n碼頭分別為樁、河道和碼頭綜合糙率。

2.1.4 水力學(xué)方法估算大橋?qū)拥婪篮榈挠绊?/p>

提出了斷面流量模數(shù)、寬頂堰淹沒(méi)出流、局部水頭損失和恒定漸變流4種估算大橋?qū)拥婪篮橛绊懙乃W(xué)方法。當(dāng)河道地形與水文資料缺乏時(shí)，可據(jù)此估算中小河流建橋后上游水位壅高值和壅水范圍[21]。

2.1.5 FLUVIAL-12河流水沙數(shù)學(xué)模型的引進(jìn)

學(xué)習(xí)引進(jìn)了美國(guó)加州圣迭戈州立大學(xué)張海燕教授基于河流最小能耗理論的FLUVIAL-12河道一維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型[10]，并將其應(yīng)用于長(zhǎng)江下荊江藕池口至監(jiān)利河段沖淤驗(yàn)證計(jì)算以及三峽水庫(kù)運(yùn)用60 a該河段沖淤變化預(yù)測(cè)計(jì)算[22]。

2.2 河流水沙專題研究

河流水沙專題研究包括河流泥沙專業(yè)及水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)科專題或?qū)ｍ?xiàng)研究，這里僅列舉3項(xiàng)代表性研究成果。

2.2.1 彎道水流基本特性及數(shù)值模擬

概括總結(jié)了水面橫比降、橫向環(huán)流、流速重分布、分離流及彎道切應(yīng)力和局部阻力等彎道水流基本特性；建立了極坐標(biāo)下沿水深平均的彎道水流平面二維數(shù)學(xué)模型；模擬了前蘇聯(lián)羅索夫斯基實(shí)驗(yàn)室180°矩形彎道和長(zhǎng)江荊江調(diào)關(guān)天然河灣的彎道水流運(yùn)動(dòng)(圖6)[23-24]。

圖6 彎道水流數(shù)值模擬[23]Fig.6 Numerical simulation of bend flow[23]

2.2.2 空腔回流區(qū)水沙特性及模型變態(tài)影響研究

利用長(zhǎng)江科學(xué)院4組變態(tài)水槽(正態(tài)和變率2.5、5.0、7.0)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，模擬了空腔回流區(qū)水沙特性及變態(tài)模型影響(圖7)。研究表明：空腔回流具有不對(duì)稱性和不封閉性，回流區(qū)環(huán)流特性決定泥沙特性及淤積量；不同變率空腔回流環(huán)流結(jié)構(gòu)及含沙量分布形態(tài)相似，但存在環(huán)流中心及強(qiáng)度、進(jìn)入空腔流量、回流水流特性及回流區(qū)含沙量及泥沙淤積量等定量差異；空腔回流區(qū)泥沙淤積量與模型變率呈線性相關(guān)[25]。

圖7 空腔回流區(qū)水沙特性及模型變率影響模擬結(jié)果[25]Fig.7 Features of flow and sediment transport in cavityrecirculation area and influence of the distortedmodeling ratio[25]

2.2.3 河湖岸線洲灘利用對(duì)河湖功能影響研究

初步提出了基于自然與社會(huì)功能的“點(diǎn)-線-面”河湖岸線利用模式分類思想，初步厘清了河湖岸線洲灘利用對(duì)河湖功能影響的研究思路，綜合提出了岸線利用“零增長(zhǎng)”模式以及岸線資源“節(jié)約型”和河湖功能“友好型”河湖岸線管理對(duì)策建議(圖8)[26]。

圖8 岸線與資源利用模式[26]Fig.8 Modes of shoreline and resources utilization[26]

3 長(zhǎng)江治理與防洪實(shí)踐應(yīng)用

長(zhǎng)江治理與防洪實(shí)踐應(yīng)用包括重大治江工程(三峽、葛洲壩、南水北調(diào))研究、治江重大問(wèn)題研究以及長(zhǎng)江防洪實(shí)踐應(yīng)用3個(gè)方面內(nèi)容，筆者近5 a(2016—2021年)參加過(guò)19項(xiàng)長(zhǎng)江防汛與河道查勘相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)[5，27-29](文獻(xiàn)[5]列出了16次，表5補(bǔ)充和增加列出了3次)，并列舉了5項(xiàng)長(zhǎng)江治理與防洪實(shí)踐應(yīng)用代表性研究成果。

表5 長(zhǎng)江防汛與河道查勘實(shí)踐Table 5 Practices of flood control and river survey ofthe Yangtze River

3.1 三峽樞紐壩區(qū)平面二維水流數(shù)值模擬

建立了基于SIMPLER算法的二維水流數(shù)學(xué)模型，預(yù)測(cè)了三峽水庫(kù)運(yùn)用80 a(淤積平衡)壩區(qū)流場(chǎng)，研究了壩區(qū)主流分布、進(jìn)口流速分布以及上游引航道設(shè)置影響等，為壩區(qū)水流運(yùn)動(dòng)、上游引航道布置以及航道方案比較等提供依據(jù)(圖9)[30]。

圖9 三峽壩區(qū)整體及局部計(jì)算流場(chǎng)[30]Fig.9 General and local simulated flow vectors inthe Three Gorges Dam region[30]

3.2 葛洲壩工程對(duì)壩下游河道行洪的影響

壩下游宜昌至新廠河段河道沖淤變化與洪水一維非恒定流計(jì)算分析表明：①工程前(1980年)、后(1993年)河道寬深比(B0.5/H)呈減小趨勢(shì)(河道窄深化)；宜昌至新廠段累積沖刷，新廠至監(jiān)利段沖淤交替。②葛洲壩工程對(duì)河道槽蓄、行洪水位、洪峰流量等洪水特性均產(chǎn)生影響，主要表現(xiàn)為水位-流量繩套曲線平移(圖10)[19]。后期應(yīng)加強(qiáng)三峽-葛洲壩等樞紐工程對(duì)壩下游河道水位流量關(guān)系的影響研究。

圖10 葛洲壩工程對(duì)壩下游河道水位-流量關(guān)系影響[19]Fig.10 Effects of the Gezhouba Project on stage-dischargeloop of downstream channels[19]

3.3 南水北調(diào)中線總干渠冰情計(jì)算分析

大清河冰情現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與計(jì)算分析表明：建立的一維非恒定水力學(xué)和水溫?cái)?shù)學(xué)模型驗(yàn)證精度較高；觀測(cè)河段無(wú)冰蓋時(shí)糙率為0.02～0.03，有冰蓋時(shí)糙率增加到0.03～0.04；假定不出現(xiàn)冰情，觀測(cè)河段水位將下降0.1～0.4 m，過(guò)流能力將提高30%～65%。南水北調(diào)中線總干渠與大清河冰情對(duì)比分析表明：總干渠冬季冰期輸水期間難以形成靜態(tài)穩(wěn)定冰蓋，水內(nèi)冰、水面流冰、冰塞和冰壩的出現(xiàn)和存在將不同程度影響總干渠的糙率、水位和輸水能力(表6)[31]。后期應(yīng)加強(qiáng)總干渠增值提效與水源區(qū)漢江流域水安全保障研究。

表6 南水北調(diào)中線總干渠與大清河冰情特性對(duì)比[31]Table 6 Comparisons of ice-scenario characteristicsbetween the Main Canal of the South-to-NorthWater Diversion Project and the Daqing River[31]

3.4 長(zhǎng)江中游螺山站1998洪水位偏高原因研究

總結(jié)分析了長(zhǎng)江1998洪水螺山站洪峰水位比1954偏高1.78 m的4個(gè)原因：洪水特性差異，54洪水分洪影響，洞庭湖分匯流變化影響和長(zhǎng)江干流河道變化影響?！?1·7”洪水和1998洪水復(fù)演、1954洪水還原、1998和1954洪水演進(jìn)等計(jì)算分析表明：1954洪水分洪降低螺山站洪峰水位0.83 m(或抬高1998洪峰水位0.83 m)，洞庭湖和長(zhǎng)江干流河道變化抬高1998洪峰水位0.74～0.84 m(表7)[32]。鑒于長(zhǎng)江中下游水位流量關(guān)系持續(xù)單向變化，后期應(yīng)加強(qiáng)長(zhǎng)江洪水特性與水位流量關(guān)系變化的定性分析與定量研究。

表7 長(zhǎng)江中游螺山站1954與1998洪水演進(jìn)計(jì)算成果匯總[32]Table 7 Summary of calculation results of flood routingin 1954 and 1998 at Luoshan Hydrographic Station[32]

3.5 2016洪水+長(zhǎng)江中下游防洪與治河問(wèn)題再探

2016洪水+(2016年以來(lái)洪水和2016年類型洪水)屬于長(zhǎng)江中下游干流河道與重要湖泊(太湖、鄱陽(yáng)湖與洞庭湖)遭遇與相互頂托的區(qū)域洪水；研究提出了三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)用后長(zhǎng)江河床演變4個(gè)遞進(jìn)階段——水庫(kù)泥沙淤積、下游河道沖刷、江湖關(guān)系變化和河勢(shì)變化調(diào)整；總結(jié)歸納了長(zhǎng)江中下游防洪與治河10大新問(wèn)題——流域水沙變化、河流情勢(shì)變化、水文節(jié)律改變、河道洲灘演變、干流槽蓄變化、江湖關(guān)系影響、水位流量關(guān)系、防洪布局調(diào)整、河湖治理技術(shù)和河流管護(hù)研究(圖11)[5]。后期應(yīng)加強(qiáng)長(zhǎng)江中下游河勢(shì)與重要侵蝕基準(zhǔn)面的變化及其影響研究。

圖11 長(zhǎng)江中下游防洪與治河10大新問(wèn)題[5]Fig.11 Ten new key issues on flood control and riverregulation in the middle and lower Yangtze River[5]

4 結(jié) 語(yǔ)

倡導(dǎo)將河流泥沙研究廣義地理解為河流研究與泥沙研究，建議加強(qiáng)基于泥沙的河流研究、不限于河流的泥沙研究以及河流與泥沙相互影響研究等；同時(shí)應(yīng)強(qiáng)化河流泥沙理論研究與治河防洪實(shí)踐應(yīng)用之間關(guān)聯(lián)研究與成果轉(zhuǎn)化。近期拓展研究課題包括：河流分類分級(jí)分段方法與河流形態(tài)學(xué)系統(tǒng)研究；沖積河流特征長(zhǎng)度與水沙運(yùn)動(dòng)無(wú)量綱參數(shù)研究；長(zhǎng)江中下游河勢(shì)與重要侵蝕基準(zhǔn)面變化影響研究；長(zhǎng)江洪水特性與水位流量關(guān)系變化研究；水源區(qū)漢江流域水安全保障研究；洪水、泥沙與岸線資源化研究等。