基于下游水環(huán)境改善的三峽水庫出庫流量調(diào)控研究

目錄
第1章 緒論 1
1.1 背景與意義 1
1.2 研究進(jìn)展 3
1.2.1 河流健康的概念 3
1.2.2 河流生態(tài)環(huán)境健康評價(jià)指標(biāo) 4
1.2.3 水庫對河流生態(tài)環(huán)境健康的影響 7
1.2.4 河流數(shù)值模擬 9
第2章 三峽水庫蓄水前后長江中下游生態(tài)環(huán)境變化及生態(tài)調(diào)度 14
2.1 長江中下游概況 14
2.1.1 基本概況 14
2.1.2 宜昌至武漢河段水體功能及重要水源地 18
2.1.3 宜昌至武漢河段入?yún)R污染負(fù)荷估算 20
2.1.4 宜昌至武漢河段水質(zhì)狀況 26
2.1.5 三峽水庫蓄水前后長江中游生態(tài)環(huán)境變化 34
2.1.6 長江口及北支倒灌影響下鹽水上溯概況 42
2.2 三峽水庫群聯(lián)合調(diào)度原則 45
2.2.1 溪洛渡水庫及其調(diào)度原則 45
2.2.2 向家壩水庫及其調(diào)度原則 46
2.2.3 三峽水庫及其調(diào)度原則 47
2.2.4 水庫群聯(lián)合調(diào)度準(zhǔn)則及調(diào)度空間 48
2.3 近年來三峽水庫試驗(yàn)性生態(tài)調(diào)度實(shí)例 50
2.3.1 促進(jìn)四大家魚產(chǎn)卵的生態(tài)調(diào)度 50
2.3.2 抑制河口鹽水入侵的生態(tài)調(diào)度 52
2.4 小結(jié) 53
第3章 三峽水庫蓄水前后荊江—洞庭湖水文水力關(guān)聯(lián)性動態(tài)響應(yīng) 55
3.1 三峽水庫蓄水前后江湖來水來沙變化及河床沖淤調(diào)整 55
3.1.1 長江干流徑流泥沙變化及河床沖淤 55
3.1.2 洞庭湖四水來流變化特性 57
3.1.3 城陵磯（七里山）站出流變化 57
3.1.4 三口洪道沖淤及分流分沙變化 58
3.2 三峽水庫蓄水后荊江三口分流特性變化及其影響 59
3.2.1 荊江三口分流關(guān)系的建立 59
3.2.2 河道調(diào)整對三口分流關(guān)系的影響 64
3.2.3 三峽建庫對三口分流的綜合影響 65
3.3 三峽水庫蓄水前后洞庭湖區(qū)與城陵磯站水位關(guān)聯(lián)性變化 67
3.3.1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)資料 67
3.3.2 洞庭湖區(qū)水位與城陵磯站水位關(guān)聯(lián)特征 68
3.3.3 洞庭湖區(qū)水位估算經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?70
3.3.4 三峽水庫蓄水后湖區(qū)沖淤和水文條件變化對水位關(guān)聯(lián)性的影響 74
3.4 三峽水庫蓄水前后江湖匯流區(qū)水位變化及影響 77
3.4.1 干支交匯區(qū)水位流量關(guān)系擬合原理 77
3.4.2 匯流區(qū)水位–流量關(guān)系的建立 78
3.4.3 河道沖淤對江湖匯流區(qū)水位的影響 79
3.4.4 來流變化對江湖匯流區(qū)年內(nèi)水位過程的影響 82
3.4.5 三峽水庫蓄水后匯流區(qū)水位變化對湖區(qū)水位的影響 84
3.5 小結(jié) 86
第4章 三峽水庫下游河道水動力–水質(zhì)模擬技術(shù)及數(shù)學(xué)模型 87
4.1 基本原理及解算方法 87
4.1.1 一維非恒定流水動力–水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 87
4.1.2 帶閘、堰等內(nèi)邊界條件的一維河網(wǎng)水動力–水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 89
4.1.3 平面二維水動力–水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 92
4.1.4 平面二維溢油模型 93
4.2 數(shù)學(xué)模型的建立 99
4.2.1 模擬范圍及河網(wǎng)概化 99
4.2.2 長江宜昌—大通段一維河網(wǎng)水動力數(shù)學(xué)模型的率定與驗(yàn)證 100
4.2.3 三峽水庫下游典型河段平面二維水動力–水質(zhì)數(shù)學(xué)模型的率定與驗(yàn)證 104
4.3 小結(jié) 107
第5章 長江中游生態(tài)流量和枯水期環(huán)境水位 108
5.1 生態(tài)流量計(jì)算方法 108
5.1.1 水文學(xué)方法 108
5.1.2 水力學(xué)方法 110
5.1.3 棲息地法及綜合法 111
5.1.4 生態(tài)流量計(jì)算方法的選擇 111
5.1.5 改進(jìn)RVA法計(jì)算生態(tài)流量值 112
5.2 環(huán)境水位計(jì)算方法 114
5.2.1 天然水位資料法 114
5.2.2 湖泊形態(tài)分析法 115
5.2.3 生物空間*小需求法 115
5.2.4 保證率設(shè)定法 116
5.2.5 消落帶面積法 116
5.3 長江中游生態(tài)流量確定 117
5.3.1 典型河段生態(tài)流量的確定 117
5.3.2 監(jiān)利河段四大家魚的生態(tài)流量需求 122
5.4 長江中游枯水期城陵磯站環(huán)境水位確定 125
5.4.1 城陵磯站水位代表性分析 126
5.4.2 洞庭湖環(huán)境水位確定 126
5.4.3 城陵磯江段環(huán)境水位確定 132
5.4.4 監(jiān)利江段全年環(huán)境水位確定 132
5.5 小結(jié) 133
第6章 長江河口南支上段水源地壓咸流量閾值 134
6.1 長江口北支倒灌影響下典型區(qū)域鹽度預(yù)測經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?134
6.1.1 方法現(xiàn)狀 134
6.1.2 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)處理 135
6.1.3 模型建立與驗(yàn)證 136
6.2 滿足河口壓咸需求的臨界大通流量 142
6.2.1 研究區(qū)域與資料來源 142
6.2.2 入海徑流特征統(tǒng)計(jì) 142
6.2.3 潮差特征統(tǒng)計(jì) 143
6.2.4 鹽水入侵特征統(tǒng)計(jì) 144
6.2.5 基于實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)的臨界大通站流量確定 145
6.2.6 基于氯（鹽）度預(yù)測經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷呐R界大通流量確定 147
6.3 小結(jié) 151
第7章 以改善下游水環(huán)境為目標(biāo)的三峽水庫出庫流量過程需求 152
7.1 三峽水庫優(yōu)化調(diào)度代表年選取 152
7.1.1 數(shù)據(jù)來源 152
7.1.2 分析方法 153
7.1.3 干支流徑流特性分析 153
7.1.4 調(diào)度代表年選取 154
7.2 水庫下游生態(tài)環(huán)境指標(biāo)閾值 156
7.2.1 城陵磯環(huán)境水位指標(biāo) 156
7.2.2 監(jiān)利四大家魚產(chǎn)卵流量過程指標(biāo) 156
7.2.3 長江河口壓咸流量下限指標(biāo) 156
7.2.4 宜昌至漢口主要監(jiān)測站全年生態(tài)流量下限指標(biāo) 156
7.3 基于實(shí)測資料分析的典型平、枯水年城陵磯環(huán)境水位對宜昌流量需求 157
7.3.1 城陵磯站水位與螺山站水位的關(guān)系 157
7.3.2 滿足城陵磯站環(huán)境水位的螺山站流量需求 158
7.3.3 典型平、枯水年城陵磯站環(huán)境水位對宜昌站流量的需求分析 158
7.4 基于數(shù)模計(jì)算的典型平、枯水年宜昌站流量過程需求 159
7.4.1 典型平、枯水年長江中下游生態(tài)環(huán)境指標(biāo)不達(dá)標(biāo)情況統(tǒng)計(jì) 159
7.4.2 支流同枯水組合條件下三峽水庫出庫流量過程需求 159
7.4.3 典型特枯水年三峽水庫出庫流量過程需求 162
7.4.4 典型平水年三峽水庫出庫流量過程需求 166
7.5 以改善下游水環(huán)境為目標(biāo)的三峽水庫出庫流量過程需求及效果評價(jià) 169
7.5.1 枯水年出庫流量過程需求及效果評價(jià) 169
7.5.2 平水年出庫流量過程需求及效果評價(jià) 171
7.6 以改善下游水環(huán)境為目標(biāo)的三峽水庫出庫流量調(diào)度規(guī)程設(shè)想 171
7.6.1 現(xiàn)狀調(diào)度規(guī)程 171
7.6.2 枯水年（包括特枯水年）調(diào)度規(guī)程設(shè)想 172
7.6.3 平水年調(diào)度規(guī)程設(shè)想 172
7.7 小結(jié) 173
第8章 長江中游突發(fā)污染事件應(yīng)急調(diào)度三峽出庫流量需求 174
8.1 長江中游典型水源地突發(fā)性污染事故風(fēng)險(xiǎn)分析 174
8.1.1 江河飲用水水源地突發(fā)性污染事故風(fēng)險(xiǎn)源類型和辨識 174
8.1.2 研究河段突發(fā)性污染的案例及分析 175
8.2 可降解污染物應(yīng)急調(diào)度方案 178
8.2.1 宜昌江段枯水期應(yīng)急調(diào)度水量需求 178
8.2.2 荊州河段枯水期應(yīng)急調(diào)度水量需求 190
8.2.3 長江中游突發(fā)事件應(yīng)急調(diào)度效果 197
8.3 不可降解污染物應(yīng)急調(diào)度方案 201
8.3.1 計(jì)算條件 201
8.3.2 計(jì)算結(jié)果 202
8.4 應(yīng)急調(diào)度方案在長江中游河段的流量響應(yīng)關(guān)系 204
8.5 小結(jié) 206
參考文獻(xiàn) 208
附圖 215