【摘 要】
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淮河流域地处我国中东部,具有十分重要的战略地位,历史上黄河夺淮形成洪泽湖,洪泽湖是承接淮河干流洪水重要的调蓄型水库,二者互相作用,互相反馈,淮河流域的水沙变化直接影响洪泽湖的水沙特性,正确认识河湖互馈关系,对综合治理淮河和洪泽湖有重要意义。本文将淮河和洪泽湖看成一个整体,基于Mike21建立洪泽湖的水动力数学模型和泥沙数学模型,进而对洪泽湖的水文情势进行了研究,主要成果如下:(1)运用Copula
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淮河流域地处我国中东部,具有十分重要的战略地位,历史上黄河夺淮形成洪泽湖,洪泽湖是承接淮河干流洪水重要的调蓄型水库,二者互相作用,互相反馈,淮河流域的水沙变化直接影响洪泽湖的水沙特性,正确认识河湖互馈关系,对综合治理淮河和洪泽湖有重要意义。本文将淮河和洪泽湖看成一个整体,基于Mike21建立洪泽湖的水动力数学模型和泥沙数学模型,进而对洪泽湖的水文情势进行了研究,主要成果如下:(1)运用Copula函数建立了淮河流域水沙联合分布模型并计算得到淮河流域水沙同步的概率为67.2%,水沙异步的概率为32.8%,且枯水、平水出现的概率较大。同时确定2007年水沙过程为丰水平沙、2013年水沙过程为枯水枯沙、2015年水沙过程为平水平沙。(2)运用Mike21构建洪泽湖水动力数学模型和泥沙数学模型,并将模拟值和实测值进行对比,误差在合理范围之内,模型可以很好的模拟洪泽湖流场特性和泥沙场分布情况。(3)洪泽湖流场结构是由入出湖流量大小和风场共同决定,而且各个湖区流场形成原因不同,南部湖区和东部湖区流场受吞吐流作用显著,成子湖区和溧河洼流场由风场决定。(4)丰水年和平水年时洪泽湖水流运动活跃,南部湖区和东部湖区以吞吐流为主,水位高,流速大,水体输移速度快,换水能力强;成子湖区以风生流为主,在水位高时流速反而慢,换水周期长。枯水年时洪泽湖水流运动缓慢,溧河洼和成子湖区尤为明显,湖流运动主要依靠风的推动力,流速小,换水效率低。(5)风生流是洪泽湖的重要湖流形式,在不同湖区会因风形成环流,且风速越大环流越强,同时,由于洪泽湖汛期盛行风和湖流主要流向呈相反方向,使得在汛期风速大时湖区整体流速降低。(6)入湖处(老子山段)、出湖口处的洪泽湖湖底地形变化显著,且水大沙多的年份湖盆改变量较大。2007年结束时湖底地形发生了较大变化,而后几年湖盆冲淤变化很小,之后对各年份水沙过程进行单独模拟,计算结果同样证实了2007年水量沙量较多的年份对洪泽湖湖盆影响大。
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