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表 2 三口分流量还原计算结果 (单位:亿m )
年份 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
三口实测分流量 568.7 524.3 643.3 182.6 543.6 528.7 444.9 566.0 276.4
根据还原枝城流量计算的三口分流量 628.6 566.3 662.8 237.2 534.1 571.3 479.3 559.8 331.9
年份 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
三口实测分流量 653.1 397.0 553.3 352.5 507.5 445 505.3 440.4 817.4
根据还原枝城流量计算的三口分流量 655.8 429.7 554.7 391.2 462.2 455.5 622.3 516.1 806.2
方春明等 [27] 基于 2003—2010年流量数据研究得到三口分流量在平、丰水年受三峡水库径流调节
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影响减小约 43亿m ;之前也有研究 [28] 显示,自三峡试验性蓄水至 2013年期间,三峡水库的调蓄作用
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对三口分流的影响约为 35亿m 。由此来看,随着上游梯级水库建设和三峡水库不断调度优化,三峡
水库的调蓄对三口分流能力的影响作用略有减弱。
4.2 荆江与三口河道不对等冲刷对荆南三口分流的影响 三峡水库蓄水后,三口洪道冲刷,河床高程
降低,增加了同水位下的过流能力。三口洪道冲刷的同时,荆江也发生了持续冲刷,但荆江的冲刷强
度大于三口分流河道的冲刷强度,其除抵消了三口河道冲刷的作用外,同时也引起了三口口门处水位
降低 [27] ,故三口分流量是减小的。
自 2003—2018年,松滋河进口段平均冲深 0.6m,口门处荆江河段平均冲刷深度为 2.5m;虎渡河
进口段平均冲深 1.1m,口门处荆江河段冲刷深度为 4.6m;藕池河进口段平均冲深 0.8m,口门处荆
江河段冲刷深度为 4.7m。从平均冲刷深度来看,干流冲刷与三口河道的冲刷是不对等的,且口门处
干流的冲刷深度均大于三口河道进口段的冲刷深度,不对等冲刷是否为三口分流减小的重要驱动因
子,该驱动因子影响的量级为多少。对此我们进行了进一步研究。
为量化地形条件变化对荆南三口分流量的影响,本文采用的方法主要是以 1999—2000年地形下
的枝城流量过程和三口分流量训练模型,基于构建的模型输入 2003—2020年枝城流量计算可得到三
口分流量,其与 2003—2020年实 际地形 条 件下三口 分流 量之 差 即 是由 地形 变化 引起 的。本 文采用
ANN人工神经网络模型进行学习拟合,训练模型采用的资料为 1999—2000年枝城的流量过程及三口分
流量,训练的模型计算结果与实际 1999—2000年三口分流量的拟合结果较好,均方误差 MSE为 0.09,利
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用模型计算得到 1999—2000年三口分流量之和为 1483.7亿m ,实测三口分流量之和为 1485.8亿m 。
基于 1999—2000年地形条件训练的 ANN模型,输入 2003—2020年枝城流量,可计算得到 2003—
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2020年三口分流量,结果如图 10所示。计算得到多年平均分流量为 573.4亿m ,实际三口多年平均
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分流量为 497.7亿m ,二者相差 75.7亿m ,即说明 2003—2020年三口与荆江干流不对等冲刷对三口
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分流量的影响约为 75.7亿m ?a。其中,2015—2019年地形变化对三口分流的影响较大,这是由于在
2011—2016年松滋口口门处受到人工大量采砂的影响和 2015—2019年荆南四河采砂影响,断面发生
大幅下切。
图 10 三峡建库后地形变化对三口分流量的影响结果
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