2006年長江特枯水情對上海水資源安全的影響研究

前言

　　鑒于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中水資源安全供給是重要支撐，而極端氣候頻率多發(fā)徑流減少所帶來的自然災(zāi)害2006年長江特枯水情給予警示。為此，本書總結(jié)相關(guān)工作成果印行，一方面以研究所得就教于關(guān)注水情的讀者；另一方面希望對長江河口區(qū)來水規(guī)律及影響因子加強(qiáng)觀測和研究?！　∩虾５乃Y源供給能否有所保障，很大程度上受制于長江來水的變化。自然狀態(tài)的流域枯水季節(jié)，鹽水上溯，常常導(dǎo)致上海市從長江取水困難。2006年主汛期開始，長江流域發(fā)生罕見枯水，8、9、10月長江中下游干流均出現(xiàn)歷史同期最低水位和最小流量。近河口的大通站，2006年全年實測來水量6934億平米，占50年平均來水量的76％，居1947年有實測流量資料以來的倒數(shù)第2位（1978年來水量6 749 立方米，居第一位）。2006年夏，重慶大旱，8月水位創(chuàng)歷史最低記錄，隨即9月30日武漢出現(xiàn)1864年有記錄以來最低水位。大通水文站于8月出現(xiàn)不足20 000 立方米／秒的流量，10月上旬處于正常洪季末期的流量竟然降低至12 400～12 500 立方米／秒的枯季最低流量。因上游來水量提前減少，陳行水庫較往年提前2～3個月受到咸水威脅，9月11日，10月9日、10月24日、多次出現(xiàn)氯離子超標(biāo)的現(xiàn)象，特別是在10月9日天文大潮期間，超標(biāo)時間持續(xù)8.5天，直逼上海城市供水維持10天的極限。9～10月，又恰逢三峽水庫從135 m水位增蓄水至156 m水位運行，在這種自然和人類活動雙重影響情況下，上海城市供水已經(jīng)受到和將要受到怎樣的影響，成為一個令人非常關(guān)注的問題。　　河口海岸學(xué)國家重點實驗室在特枯水情發(fā)生初期，及時得到華東師范大學(xué)科技處啟動經(jīng)費的支持開展前期工作，隨后向上海市有關(guān)部門提出"長江特枯水情對上海水資源安全的影響研究"的建議，很快得到上海市科委、上海市水務(wù)局和上海市原水公司等有關(guān)單位的積極響應(yīng)立項和經(jīng)費支持。課題組針對這一突發(fā)事件，于2006年10月開始，圍繞“長江中下游來水條件”、“下游引退水能力”和“河口咸潮入侵分析預(yù)測”等內(nèi)容展開多次現(xiàn)場調(diào)查和分析研究。

內(nèi)容概要

全書共五章，第一章主要闡述了特枯水情期間長江中下游來水變化和影響因子，分析了特枯水情對河口的影響。第二章探討了徐六涇—大通江段的引退水能力，河口咸潮入侵的臨界流量分析和計算。第三章介紹了上海水資源現(xiàn)狀，重點進(jìn)行特枯水情對長江河口咸潮入侵影響的數(shù)值計算，給出了不同徑流量假設(shè)下咸潮入侵預(yù)測結(jié)果。第四章分析了特枯水情的流域水環(huán)境特征及其對河口水環(huán)境的影響。第五章給出全書的結(jié)論和研究命題所面臨的挑戰(zhàn)。

書籍目錄

第一章　2006年長江流域枯水及其對河口的影響  1.1  干旱形成特征和類型  1.2  長江歷史上的枯水和災(zāi)害  1.3　2006年長江特枯水情及對河口影響    1.3.1　2006年長江氣候特征    1.3.2　2006年長江特枯水情的形成特征及其對河口影響    1.3.3　2006年三峽水庫蓄水對河口徑流的影響第二章　重要江段取排水能力和河口的臨界流量  2.1  大通～徐六涇取排水能力    2.1.1  大通一徐六涇沿江取水能力    2.1.2  大通一徐六涇沿江排水能力    2.1.3  沿江弓j排水分析  2.2  河口鹽水入侵的臨界流量    2.2.1　2006年成潮入侵特征和臨界流量    2.2.2近五年“避讓流量”的變化    2.2.3  大通流量與北支咸潮倒灌    2.2.4  大通流量和潮位對成潮入侵影響  2.3　臨界流量影響因子分析計算    2.3.1  青龍港潮位分析    2.3.2  北支倒灌強(qiáng)度和徑流量、潮差的定量關(guān)系  2.4　認(rèn)識和討論第三章　特枯水情與長江口咸潮入侵  3.1  上海淡水資源分布特征    3.1.1  水資源的基本構(gòu)成    3.1.2  上海供水水源地的基本情況    3.1.3  上海水資源利用現(xiàn)狀    3.1.4  成潮入侵對上海水資源的影響  3.2　2006年長江河口成潮入侵觀測    3.2.1  2006年10月9日大潮船測走航觀測    3.2.2 2006年1 1月15日至l2月l3日定點觀測    3.2.3  2006年12月20日至24日大潮走航、定點觀測和鹽度初始場的給出      　3.2.4　討論和結(jié)論　3.3　特枯水情對上海市重要取水口影響數(shù)值計算    3.3.1  長江河口環(huán)流和成潮入侵三維數(shù)值模式的建立和驗證    3.3.2  不同徑流量假設(shè)下長江河口成潮入侵預(yù)測    3.3.3  總結(jié)和討論第四章　特枯水情與河口水環(huán)境變化　4.1  流域枯水與沿途水環(huán)境變化    4.1.1  流域中下游沿途的水環(huán)境變化    4.1.2　水環(huán)境效應(yīng)分析　4.2　枯水對河口水環(huán)境影響第五章　結(jié)論和挑戰(zhàn)  5.1  2006年長江流域枯水及其對河口的影響  5.2  大通一徐六涇河段取退水能力和運行情況  5.3　枯水時期大通流量和鹽水入侵的關(guān)系  5.4　鹽水入侵過程調(diào)查和成潮中期預(yù)報  5.5  特枯水情與河口水環(huán)境變化  5.6　今后工作的建議附錄1　長江特枯水情湘贛鄂問訪報告附錄2　2007年3月各長委訪問調(diào)研記錄附錄3　2007年5月重慶調(diào)研資料總結(jié)

章節(jié)摘錄

　　1.1　干旱形成特征和類型　　干旱是自然界的一種異?，F(xiàn)象，氣象學(xué)上把降雨的多年平均值視之為正?，F(xiàn)象，超過平均值稱之為“澇”，低于平均值稱之為“旱”。氣象條件是形成干旱的重要自然因素，但是氣候干旱不一定形成旱災(zāi)。干旱現(xiàn)象從水資源角度來說，是供水不能滿足正常需水的一種不平衡的缺水情勢，這種負(fù)的不平衡在超過一定的界值后，將對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生不利的影響。干旱導(dǎo)致的河流枯水是河流的自然屬性，不可能被消滅，它的發(fā)生也是隨機(jī)的。過去人們往往重視防災(zāi)減災(zāi)系統(tǒng)對大自然的調(diào)節(jié)功能，而忽視了人類生產(chǎn)生活對自然界的干預(yù)功能，當(dāng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段，這種干預(yù)功能逐漸變得十分重要和強(qiáng)大?！　￠L江流域幅員遼闊，地貌多樣，氣候復(fù)雜，以致干旱現(xiàn)象發(fā)生較為頻繁，部分地區(qū)有“十年九旱”的說法。長江流域的干旱現(xiàn)象一般不屬于氣候?qū)W意義的干旱，而是因天氣波動發(fā)生異常所致。氣候系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)制在外部強(qiáng)迫作用下，構(gòu)成各種尺度的氣候現(xiàn)象，他們是包括旱澇在內(nèi)的氣候異常出現(xiàn)的宏觀背景。大氣環(huán)流異常是決定大范圍干旱出現(xiàn)的直接原因。1978年夏季江淮流域發(fā)生了歷史上較典型的嚴(yán)重干旱。該年副高比常年強(qiáng)盛，副高位置自6月起顯著偏北，7月脊線擺動在30°N附近，江淮流域受副高控制，盛行下沉氣流，持續(xù)少雨而出現(xiàn)嚴(yán)重干旱。持久性干旱發(fā)生的原因，除極地冷空氣不活躍和西太平洋副高異常強(qiáng)而偏北外，在30°～70°E間越赤道的6～8月平均水汽通量遠(yuǎn)較澇年少，而在90°～110°E間越過20°N的水汽通量也較澇年少。同時，氣候變化對旱澇的影響還主要表現(xiàn)在ENSO現(xiàn)象引起的氣候異常和氣候變暖兩個方面?！　￠L江流域旱災(zāi)特征表現(xiàn)為：（1）干旱的季節(jié)性。上游地區(qū)春夏旱頻繁，中下游夏秋旱居多。（2）旱災(zāi)的區(qū)域性。上游地區(qū)干旱頻率高于中下游地區(qū)，且過程不同步，各自成一體。流域內(nèi)有若干易旱中心。（3）干旱的周期性及持續(xù)性。據(jù)近500年統(tǒng)計，輕旱以上平均約2～3年一次，重旱以上約78年一次。20世紀(jì)發(fā)生的干旱事件在頻率和程度上均比18、19世紀(jì)嚴(yán)重，與16、17世紀(jì)的干旱多發(fā)期相近。持續(xù)性干旱災(zāi)害破壞性也最強(qiáng)?！　「鶕?jù)中國氣象局氣象科學(xué)研究院主編的《中國近五百年旱澇分布圖集》（1470～1979年）資料，旱澇系列采用5級表示：Ⅰ級——澇，Ⅱ級——偏澇，Ⅲ級——正常，Ⅳ級—一偏旱，Ⅴ級——旱。對長江流域100°E以東地區(qū)37個站點氣象資料的整理分析，得出長江流域歷史干旱（V級）和洪澇（I級）頻率分布圖（圖1—1）。

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