湖泊槽蓄曲线取决于湖泊特征以及洪水水面线的变化,它能够如实反映湖泊洪水槽蓄特性。当水流稳定时对应的某个流量下各断面水位只有一个数值,则槽蓄关系为单值对应。而水流不稳定状态下槽蓄关系为非线性关系[5]。
洞庭湖来流入口多,出口水位常受到长江干流水位的影响,故洞庭湖槽蓄关系非常复杂。本文根据洞庭湖的形态、平面分布和水文控制条件等情况,将东洞庭湖和南洞庭湖、目平湖和七里湖分别划分为东南洞庭湖、西洞庭两个研究对象。考虑长江水流顶托影响,建立以城陵矶(七里山)水位为特征参数的湖泊总出流与槽蓄量之间的关系。东南洞庭湖以城陵矶(七里山)出流流量、西洞庭湖以南嘴和小河嘴总出流流量作为两湖出流流量进行计算。为了充分反映高洪水位条件下的洞庭湖槽蓄特性,采用出现较大洪水的1991年、1995年、1996年、1998年汛期上述各站的实测水位、流量资料,将对应日期日平均总出流流量和湖泊槽蓄量点绘至图中,配以同日城陵矶(七里山)站水位参数,分别拟定出东南洞庭湖和西洞庭湖的总出湖流量与槽蓄量相关线。对应槽蓄曲线见图2和图3。
图2 东南洞庭湖槽蓄曲线(七里山水位)(www.zuozong.com)
从得到的槽蓄曲线可以看出,当参考水位不变时,出流流量越大,湖泊槽蓄量越大。同一流量下,相邻水位的槽蓄增量也不尽相同。以东南洞庭湖为例,当城陵矶出流为12000m3/s时,七里山水位从28m增至29m时,东南洞庭湖槽蓄量从74亿m3增至88亿m3,增量为14亿m3。而水位从29m增至30m时,槽蓄量从88亿m3增至108亿m3,增量为20亿m3,比上1m水深多槽蓄6亿m3;当城陵矶出流为20000m3/s时,七里山水位从28m增至29m时,东南洞庭湖槽蓄量从84亿m3增至95亿m3,增量为11亿m3。而水位从29m增至30m时,槽蓄量从95亿m3增至113亿m3,增量为18亿m3,比上1m水深多槽蓄7亿m3。据初步分析,水深增量相同情况下流量不同时槽蓄量变化出现差异是因为洞庭湖区地形边界差异带来的影响,不同水位下容积增量不完全线性,反映在图上则表现为槽蓄曲线微弯,存在拐点。
图3 西洞庭湖槽蓄曲线(七里山水位)
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