江西省鄱阳湖水利枢纽工程环境影响报告书（送审稿）-下册

5环境影响预测与评价

5.1江湖关系及水文情势影响预测评价

5.1.1预测方法

采用数学模型法，建立长江干流宜昌至徐六泾的一维水沙模型、鄱阳湖湖区

二维水沙模型和定床水动力学模型，模拟预测长江中下游干流水沙过程、冲淤变

化和鄱阳湖区、入江水道的水沙变化和冲淤分布等。模型以三峡水库蓄水运行以

来十余年的实测资料进行验证，通过改进非均匀沙挟沙力、混合层厚度、分流分

沙模式等模拟关键技术，提高了三峡水库坝下游水沙数学模型精度，解决“两湖”

复杂水网的模拟技术难题。

5.1.1.1江湖河网一维水沙模型

（1）模型简介

长江中下游江湖河网一维水沙运动数学模型是适用于模拟河道、水库、湖泊

等水流泥沙运动的全沙模型，其理论基础是非均匀沙不平衡输沙理论，可以计算

模型内各断面水位、流量、含沙量等水沙要素，模型已在长江、黄河、洞庭湖和

鄱阳湖等诸多重要水域得到了广泛应用，取得了良好效果。

长江、洞庭湖、鄱阳湖河网发达，进行长系列、长距离计算，宜采用一维河

网模型。长江中下游江湖河网一维水沙运动数学模型，模拟范围长江干流上起宜

昌，下至徐六泾，除给定宜昌入口断面的水沙边界外，还有清江、汉江、湖口等

水沙边界，下游出口断面给定水位边界。洞庭湖区的水沙条件，主要考虑湘水、

资水、沅水、澧水的水沙汇入，洞庭湖与长江的水沙交互，由河网模型内部计算。

模型还包含鄱阳湖湖区及赣江、抚河、信江、饶河、修河尾闾，考虑了鄱阳湖五

河的水沙汇入及鄱阳湖周边取排水内边界。

长江中下游江湖河网一维水沙运动数学模型计算过程按恒定流处理，时段按

日划分。床沙级配共分15组，即<0.005mm、0.005～0.01mm、0.01～0.025mm、

0.025～0.05mm、0.05～0.1mm、0.1～0.25mm、0.025~0.5mm、0.5～1mm、1～2mm、

2～4mm、4～8mm、8～16mm、16～32mm、32～64mm、64～100mm。前8组计

1

算悬移质，后7组计算推移质。床沙组成分层计算，共分5层。

（2）模型率定与验证

1）对长江中下游江湖河网模型的长江干流部分的率定

基于2003~2006年的实测资料，共计算了21站的水位、流量。其中长江干

流8站，分别是宜昌、枝城、沙市、新厂、监利、螺山、汉口和大通，鄱阳湖湖

口外长江干流的水位流量也有计算；洞庭湖区（含三口河道）13站，分别是新江

口、沙道观、弥陀寺、康家岗、管家铺、安乡、大湖口、官垸、南嘴、南县、草

尾、小河咀、自治局。在模型率定的基础上，采用2003年~2012年的实测地形

（部分断面2014年）和2003~2013（2014）年实测水沙数据进行了验证计算。

主要从河段冲淤量、测站水位流量关系等方面验证模型的可靠性。

长江干流2003年~2013年各站的水位流量率定验证结果见图5.1.1-1，可见

各站模型计算水位流量关系与实测符合良好。长江中游宜昌至江阴河段分段冲淤

验证结果见图5.1.1-2，可见计算值与实测值符合良好。

宜昌枝城

沙市新厂

2

监利螺山

汉口大通

图5.1.1-1长江干流主要测站2003~2013年水位流量验证成果图

0.00

-1.00

-1.40-1.46-1.46

-2.00-1.59-1.56

-2.00

-3.00-2.51-2.62

)

3-2.9

-3.12

m-3.40-3.31

亿

(-4.00

-5.00

冲刷量-4.82

-5.32

-6.00计算值

实测值-6.21

-7.00-6.52

图5.1.1-2长江中下游2003~2012年河道冲淤验证结果图

2）对长江中下游江湖河网模型的鄱阳湖区部分的率定

将1998年星子和屏峰两站的模型计算水位与同期实测水位进行了对比。在

模型率定良好的基础上，基于1999~2010实测水沙系列进行了验证计算，分别将

星子和屏峰两站的计算水位与同期的实测水位进行对比。湖区水位率定验证结果

见图5.1.1-3，模型计算的水位与实测值符合良好。

3

对比分析一维河网模型计算的1998-2010年鄱阳湖湖区沿程冲淤累积计算

结果，1998至2010年间，1至14号断面之间冲刷0.72亿m3，约合1.0亿t，在

1至17号断面之间的冲刷0.98亿m3，约合1.32亿t，这与同期湖口实测出湖泥

沙总量1.48亿t相近；模型计算在15-1至28号断面之间的淤积0.68亿m3，约

合0.92亿t，这与同期实测的五河入湖泥沙总量0.93亿t相近；河网模型计算湖

区冲刷总量为0.48亿t，与以输沙量法估算所得的0.55亿t相近。以上三点都证

明了河网模型计算所得冲淤量的合理性。

2325

实测值计算值实测值计算值

21星子星子

1920

)

17)

1515

黄海基准

13黄海基准

(m,56

11(m,5610

水位

9水位

7率定5验证

5

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7

1

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2004

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2003

2003

2002

2002

2001

2001

2000

2000

1999

1999

2321

实测值计算值实测值计算值

21屏峰19屏峰

19

17

)

17)

15

15

13

黄海基准

13黄海基准

11

(m,56

(m,5611

9

水位

水位9

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5率定5验证

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1

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1

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2007

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2006

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2004

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2003

2003

2002

2002

2001

2001

2000

2000

1999

1999

图5.1.1-3一维模型鄱阳湖区水位率定及验证

5.1.1.2鄱阳湖二维水动力学模型

（1）模型简介

鄱阳湖二维水动力学模型模拟范围为五河七口控制站以下至湖口区域，见图

5.1.1-4，采用均匀网格，网格大小为180m×180m，网格总数为93410。模型的上

边界为6个流量边界，流量数据采用五河七口站点流量加区间入流；下边界为1

个水位边界，水位数据采用湖口站水位。气象和风场采用鄱阳气象站数据。糙率

分区给定。

4

图5.1.1-4鄱阳湖二维水动力学模型范围及边界

（2）模型率定与验证

模型率定采用2009-2010年实测数据，验证采用2010-2014年数据。星子、

都昌、棠荫和康山4个站的水位率定和验证成果见图5.1.1-5，湖口站流量率定和

验证成果见图5.1.1-6，模型计算水位和流量的误差统计见表5.1.1-1，由图表可

见，4个水位站的平均相对误差均小于3%，湖口站流量平均相对误差小于12%，

模型对水位、流量的模拟效果较好。

同时，利用遥感影像的水面分布数据，来验证模型模拟的水面面积，见表

5.1.1-2，模型能够较好模拟鄱阳湖水面面积的丰、枯变化，其中丰水期误差1.6%，

平水期误差5.4%，枯水期误差在11%左右。

5

图5.1.1-5鄱阳湖主要水位站水位模拟值与实测值对比图

图5.1.1-6湖口站流量模拟值与实测值对比图

6

表5.1.1-1模型计算水位和流量的误差统计表单位：水位m、流量m3/s

率定期（2009/8/1-2010/7/31）验证期（2010/8/1-2014/7/31）

平均绝对平均相对RMS均平均绝对平均相对RMS均

站点NS系数NS系数

误差误差方根误差误差误差方根误差

星子0.171.51%0.250.990.141.31%0.201.00

都昌0.191.66%0.250.990.242.27%0.300.99

棠荫0.211.68%0.260.990.231.92%0.290.98

康山0.332.48%0.390.970.362.85%0.430.93

湖口

751.7712.00%1273.790.94518.0810.87%746.030.93

流量

表5.1.1-2模型计算水面面积和遥感影像水面面积的对比表单位：km2

时间星子水位遥感影像面积模拟面积绝对误差相对误差

2013/10/0511.561769.9241865.00995.08555.37%

2013/11/227.091158.8441288.094129.249811.15%

2014/07/2016.473065.3493016.505-48.84431.59%

5.1.1.3鄱阳湖湖区二维泥沙模型

（1）模型简介

鄱阳湖湖区水沙运动平面二维数学模型的理论基础是非均匀沙不平衡输沙

理论，该模型考虑因素全面，具有精度高、稳定性好和计算速度快，能够适应于

各种复杂边界条件的水流泥沙模拟，在国内外多个河流、湖泊和水库中得到广泛

应用，解答了包括三峡工程在内的大量工程泥沙问题，均取得了良好效果。

（2）模型率定与验证

1）水位率定和验证

鄱阳湖平面二维水沙数学模型水位的率定和验证。在1998年实测地形基础

上，以1998~2010年的水沙系列进行了计算，其中1998年用于模型率定，

1999~2010年过程用于模型验证。将星子和屏峰计算水位与两站同期实测水位进

行对比，分别见图5.1.1-7和图5.1.1-8，可见模型水位计算成果可靠。

2323

实测值计算值实测值计算值

21星子21屏峰

1919

)

)1717

1515

黄海基准

黄梅基准1313

(m,56

(m,561111

水位

水位99

77

55

33

图5.1.1-7二维模型的水位率定结果

7

2121

实测值计算值实测值计算值

19星子19屏峰

1717

)

)

1515

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黄海基准

黄海基准

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(m,56

(m,56

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