三峽水庫上游來水來沙變化趨勢研究

前言

三峽工程于1994年12月14日正式開工建設(shè)，2003年6月1日開始蓄水發(fā)電，至2009年全面完成樞紐建設(shè)任務(wù)，全面發(fā)揮防洪、發(fā)電、通航等綜合效益。三峽工程的調(diào)度運(yùn)行與長江上游來水來沙特點(diǎn)密切相關(guān)。長江上游流域水量豐沛，年輸沙總量大。根據(jù)實(shí)測資料，宜昌站多年平均徑流量4390億m。，年平均流量13900m／s，懸移質(zhì)輸沙量5.26億t，沙質(zhì)推移質(zhì)輸沙量862萬t。徑流主要來自金沙江（包括雅礱江）、岷江（包括大渡河、青衣江）、沱江、嘉陵江（包括涪江、渠江）和烏江，懸移質(zhì)泥沙主要來源于金沙江和嘉陵江，推移質(zhì)輸沙量較大的主要有金沙江、岷江、嘉陵江和沱江。在三峽工程的論證和設(shè)計(jì)過程中，對長江上游的來水來沙特點(diǎn)進(jìn)行過深入的分析研究。但近年來，影響三峽上游人庫水沙條件的一些重要因素發(fā)生了顯著變化。首先，長江上游的水土保持工作取得了很大的成績，先后啟動(dòng)的“長江上游水土保持重點(diǎn)防治區(qū)”治理工程（1989年）、“天然林保護(hù)工程”（1998年）和“退耕還林林業(yè)重點(diǎn)生態(tài)工程”（1999年）等，對減少流域產(chǎn)沙量效果顯著。與此同時(shí)，長江上游干支流修建的水庫群攔蓄了大量粗沙，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在1991～2005年期間，長江干支流新建水庫庫容近130億m3，攔蓄泥沙超過15億t。目前長江上游干支流上正在興建或擬建一批大型水利樞紐工程，比如金沙江溪洛渡、向家壩、白鶴灘、烏東德，嘉陵江亭子口、草街，岷江瀑布溝等大型水庫，這些水庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)一般較高，攔沙作用穩(wěn)定，將對三峽工程的入庫水沙條件產(chǎn)生持續(xù)影響。在三峽工程的論證過程中，對入庫泥沙條件的研究既沒有考慮上游干支流梯級(jí)水利樞紐的影響，也沒有考慮實(shí)施水土保持工程的減沙效益，這與實(shí)際狀況明顯不符。分析表明，自20世紀(jì)90年代以來，長江上游的徑流量沒有發(fā)生顯著變化，但輸沙量開始顯著減少，與工程論證階段的研究結(jié)果相比，三峽水庫入庫水沙條件已經(jīng)發(fā)生明顯變化，并將繼續(xù)發(fā)生較大的改變。因此結(jié)合長江上游干支流大型水庫建設(shè)計(jì)劃，充分考慮上游干支流水土保持、森林禁伐、退耕還林還草等工程的成效，預(yù)測三峽水庫入庫水沙條件的變化趨勢，是十分必要和緊迫的。

內(nèi)容概要

　　《三峽水庫上游來水來沙變化趨勢研究》在資料分析、數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)觀測的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了三峽水庫上游來水來沙的特點(diǎn)及變化趨勢?；陂L江上游徑流、泥沙、氣溫、植被等實(shí)測資料，分析了氣候的時(shí)空變化、植被變化以及水保措施等對長江上游干支流水沙變化趨勢的影響；建立了分布式流域水文泥沙數(shù)學(xué)模型，模擬了長江上游支流水沙過程；開發(fā)了長河段一維水動(dòng)力學(xué)模型，研究了多庫聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行對三峽入庫水沙條件的影響；同時(shí)進(jìn)行了推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的室內(nèi)試驗(yàn)，估算了三峽入庫推移質(zhì)沙量?！　　度龒{水庫上游來水來沙變化趨勢研究》可供水利工程、泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)、水土保持等專業(yè)科技人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

書籍目錄

前言第1章 概述1.1 研究背景1.2 目標(biāo)及技術(shù)路線1.3 主要研究內(nèi)容1.3.1 實(shí)地考察與調(diào)查1.3.2 資料的收集、整理與分析1.3.3 數(shù)學(xué)模型建立、率定與驗(yàn)證1.3.4 數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用1.3.5 推移質(zhì)輸沙水槽試驗(yàn)及實(shí)測資料分析1.4 章 節(jié)結(jié)構(gòu)第2章 長江上游植被變化特點(diǎn)與水保效益分析2.1 長江上游植被變化特征2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)歸一化植被指數(shù)2.1.2 數(shù)據(jù)來源與研究方法2.1.3 長江上游1982～2003年NDVI季節(jié)變化趨勢分析2.1.4 植被變化驅(qū)動(dòng)因子分析2.1 _5結(jié)論2.2 水土流失綜合治理探索——以四川省為例2.2.1 四川省水土保持概況2.2.2 水土流失綜合治理的措施2.2.3 水土流失治理成效第3章 四川省河流重要控制站水沙變化分析3.1 四川省長江水系河流來水來沙概況3.2 典型測站來水來沙分析3.2.1 選用的測站3.2.2 流量、含沙量歷年變化趨勢3.2.3 徑流量、輸沙量的年內(nèi)分配3.2.4 徑流量、輸沙量的地區(qū)分布3.3 本章 小結(jié)3.3.1 年際變化趨勢3.3.2 年內(nèi)分配.3.3.3 地區(qū)分布第4章 長江上游來水來沙變化特征4.1 長江上游來水來沙概況4.1.1 長江上游來水來沙空間分布概況4.1.2 長江上游來水來沙時(shí)間分布特點(diǎn)4.2 長江上游來水來沙空間變化特征4.2.1 長江上游徑流量空間變化4.2.2 長江上游輸沙量空間變化4.3 長江上游來水來沙時(shí)間變化特征4.3.1 長江上游來水來沙年際變化4.3.2 長江上游來水來沙年內(nèi)變化第5章 長江上游川江支流水沙變化趨勢研究5.1 基礎(chǔ)資料5.2 控制測站各參數(shù)變化的總趨勢5.3 各變量的時(shí)間變化規(guī)律5.3.1 雅礱江流域5.3.2 大渡河流域5.3.3 岷江和嘉陵江李子溪流域5.3.4 渠江上游流域5.4 各變量的空間相關(guān)關(guān)系5.4.1 降雨量變化的空間相關(guān)5.4.2 溫度變化的空間相關(guān)5.4.3 NDVI變化的空間相關(guān)5.4.4 徑流系數(shù)變化的空間相關(guān)5.4.5 含沙量變化的空間相關(guān)5.5 結(jié)論第6章 長江上游分布式水文泥沙數(shù)學(xué)模型研究6.1 模型綜述6.2 坡面水文過程及坡面侵蝕數(shù)學(xué)物理描述6.2.1 坡面單元的概化6.2.2 植被冠層降雨截流模型6.2.3 積雪融雪計(jì)算模型6.2.4 蒸散發(fā)計(jì)算模型6.2.5 飽和一非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)模型6.2.6 坡面徑流模型6.2.7 坡面產(chǎn)輸沙模型6.3 溝道匯流及泥沙演進(jìn)模型6.3.1 溝道匯流模型6.3.2 溝道泥沙侵蝕輸移模型6.4 模型參數(shù)說明第7章 分布式水文泥沙模型在長江上游的應(yīng)用7.1 遂寧水土保持試驗(yàn)站徑流小區(qū)坡面模型7.1.1 徑流小區(qū)概況7.1.2 徑流小區(qū)數(shù)據(jù)7.1.3 坡面模型參數(shù)率定和驗(yàn)證7.2 解家灣小流域模型7.2.1 解家灣流域概況7.2.2 解家灣流域數(shù)據(jù)7.2.3 小流域模型參數(shù)率定和驗(yàn)證7.3 趙家祠流域分布式水文泥沙模型7.3.1 趙家祠流域概況7.3.2 趙家祠流域數(shù)據(jù)7.3.3 模型參數(shù)率定和驗(yàn)證7.4 鎮(zhèn)江關(guān)流域分布式水文泥沙模型研究7.4.1 鎮(zhèn)江關(guān)流域概況7.4.2 鎮(zhèn)江關(guān)流域空間數(shù)據(jù)7.4.3 氣象資料數(shù)據(jù)7.4.4 徑流過程與泥沙侵蝕過程模擬與驗(yàn)證7.5 結(jié)論第8章 金沙江一維非恒定流水沙數(shù)學(xué)模型研究8.1 金沙江流域概況8.1.1 金沙江流域是長江泥沙的主要來源區(qū)8.1.2 金沙江下游是主要產(chǎn)沙區(qū)8.2 金沙江一維非恒定流輸沙數(shù)學(xué)模型8.2.1 數(shù)學(xué)模型基本方程及解法8.2.2 非恒定流計(jì)算8.2.3 支流匯入斷面8.2.4 不平衡輸沙方程求解8.2.5 懸移質(zhì)計(jì)算輔助方程8.2.6 卵石推移質(zhì)計(jì)算方程8.3 非恒定流輸沙數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證8.3.1 庫區(qū)模型驗(yàn)證8.3.2 河道模型驗(yàn)證第9章 上游干支流新建水庫群對三峽水庫入庫水沙條件的影響9.1 金沙江梯級(jí)水電站概況9.1.1 烏東德水電站9.1.2 白鶴灘水電站9.1 I3溪洛渡水電站9.1.4 向家壩水電站9.2 金沙江梯級(jí)烏東德水電站泥沙淤積計(jì)算9.2.1 計(jì)算條件9.2.2 1961～1970年系列計(jì)算結(jié)果9.2.3 1991～2000年系列計(jì)算結(jié)果9.1 3金沙江梯級(jí)白鶴灘水電站泥沙淤積計(jì)算9.3.1 計(jì)算條件9.3.2 1961～1970年系列計(jì)算結(jié)果9.3.3 1991～2000年系列計(jì)算結(jié)果9.4 金沙江梯級(jí)溪洛渡水電站泥沙淤積計(jì)算9.4.1 計(jì)算條件9.4.2 1961～1970年系列計(jì)算結(jié)果……第10章 沱江采沙調(diào)查第11章 長江上游推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究結(jié)語參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：快速生長的勢態(tài)，其NDVI顯著增加；另外在耕作區(qū)，春季回暖加之人類的播種活動(dòng)，NDVI增加也比較顯著；而在疏林區(qū)、林草區(qū)和草原區(qū)，自然條件不如闊葉林區(qū)，同時(shí)對增溫及增水響應(yīng)也不如前者，其NDVI增長速度較緩慢。夏季長江上游區(qū)氣溫普遍較高，尤其是緯度較低的區(qū)域，如長江上游干流上部、金沙江下游、烏江中下游等區(qū)域，均達(dá)到很高的氣溫，在一些河谷區(qū)常常形成焚風(fēng)（如金沙江下游部分區(qū)域）。夏季降雨量雖然增加，但增加趨勢并不明顯，這對于需水量較大的植被如闊葉林、熱帶藤本植物、落葉灌叢等植被來說，仍不夠補(bǔ)償水分蒸騰，其生長受較強(qiáng)的抑制。葉面積較大的植被如闊葉林、藤本植物甚至白天關(guān)閉氣孔，停止光合作用以減少水分損失，這可能使區(qū)域NDVI顯著下降。而在金沙江中部溫帶、亞熱帶高寒草甸等區(qū)域，溫度比上述低緯區(qū)低，夏季溫度的上升則促使區(qū)域植被迅速生長。尤其是在耕作區(qū)，如嘉陵江、長江上游干流區(qū)下部，在人類的護(hù)理作用下，區(qū)域增溫則為作物生長提供了充足的熱量，這使作物生長更茂盛，地面NDVI顯著提高。

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《三峽水庫上游來水來沙變化趨勢研究》是由科學(xué)出版社出版的。

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