嘉陵江入汇对长江干流水流特性的影响研究

由于长江干流与其支流——嘉陵江的集雨区域不一样,加上其西部山区洪水暴涨暴跌的特性,该支流汇流比的变化范围非常宽。在此背景下,借助原型观测数据分析以及二维数模计算,研究嘉陵江汇流比变化对长江干流河段水流特性的影响规律。本文研究结论将为研究河段的河流研究提供有益的理论依据与技术支撑,同时也能为相似河段的分析研究提供思路借鉴。     

嘉陵江入汇对重庆河段水力特征影响的水力学分析

本文着重从水力学分析的方法来探讨嘉陵江水流入汇对重庆河段的影响.水力学分析方法能够为类似于嘉陵江入汇长江干流的问题提供较为通用的计算方法;在提供计算结果的同时也使得对问题本身的物理实质或机理有一深入认识.在文中,除对自然状态下嘉陵江入汇问题进行分析外,还将三峡建库后在不同水库运用方式下嘉陵江入汇对重庆河段影响的试验及计算结果作了比较.文中提供的方法可以弥补通常采用的水文统计法的一些不足之处,也可用来检验后者在分析问题时的合理性.     

长江嘉陵江汇流特性统计分析

长江、嘉陵江交汇口水流、泥沙运动复杂多变,对该地区航运带来不利影响。根据两江1954~2011年的实测水文资料,统计出嘉陵江支流汇流比和长江干流汇流比,对三峡水库成库前后的全年、消落期、汛期、蓄水期嘉陵江支流汇流比的频率分布,长江干流汇流比在不同流量下的变化,分级流量下的频率分布及各种汇流特征值作出较全面的统计分析。探讨了三峡水库成库前后嘉陵江入汇对重庆河段水流条件的影响。对三峡水库变动回水区末端的航道整治等工程设计和研究提供参考。     

长江城陵矶汇流河段水流运动特性试验研究

荆江与洞庭湖水流在城陵矶汇流河段的水流条件直接影响到上游河段水位变化和洪水传播,关系到荆江河段及洞庭湖的防洪安全,通过长江防洪实体模型试验,分析了不同流量下,荆江与洞庭湖不同汇流比及下游不同水位条件下,江湖汇流处水流特性的变化。研究表明,江湖汇流处水流具有显著的弯道水流特性,两股水流相互顶冲、掺混,流态复杂,水流态势表现出明显的不稳定性。采取措施降低下游水位、合理调度削减洪峰以及避免江湖洪水恶劣遭遇等,可以改善汇流河段水流条件、降低水位,从而有利于上游江湖防洪。     

嘉陵江红层的工程地质特性及基础处理措施

通过嘉陵江干流水电工程的实践，综合分析研究了以草街电站为代表的嘉陵江红层的工程地质特征和施工开挖保护及处理措施。     

泥石流入汇对河流影响的实验研究

本文对泥石流与主河水流交汇机理及其河床响应特征进行了实验研究 ,模拟了汇流角分别为 90°、6 0°和30°时在各种汇流比条件下泥石流与主河交汇及河床响应过程 ;归纳出了泥石流与主河交汇的二种模式 ,提出了堵河判别式。考虑不同汇流比对交汇时泥石流沉积地形的影响 ,定义了“脊线”、“轴线”和“冲刷角”三个概念 ,并根据实验结果拟合出了冲刷角与汇流比的关系式     

长江口南槽沉积物粒度的分形特性分析

运用分形理论,对长江口南槽沉积物粒度分布的分形特征进行了分析,讨论了沉积物粒度分维值与传统粒度分析参数的关系,指出了粒度分布无标度区分区临界粒径rc的指示意义,提出了用rc来划分悬移质中的床沙质和冲泻质的方法.长江口南槽沉积物样品的粒度分布在大于1.059μm的粒径范围内具有明显的分形特征,分维值的范围在2.384～2.568之间,平均值为2.488;若以粒度分布无标度区的分区临界粒径rc作为悬移质中床沙质和冲泻质划分的临界粒径,则划分长江口南槽悬移质中床沙质和冲泻质的临界粒径在0.954～1.385 μm之间,平均为1.059μm,对应的颗粒的累计质量百分比在4.54%～10.97%之间,平均为8.23%.     

嘉陵江凤州水文站洪水分析计算

嘉陵江属长江上游左岸一级支流,凤州水文站于1984年建立于嘉陵江凤县段龙口镇。现已有39年实测水文资料,通过对凤州水文站实测洪水资料系列进行三性审查分析,该水文站洪水资料系列代表性良好。对该站由39年实测洪水资料和1981年历史调查洪水组成的不连序洪水系列,选择独立样本法进行经验频率计算,并在频率纸上点绘经验点据,采用矩法估算初始统计参数值,选用皮尔逊Ⅲ型曲线目估适线,得出凤州水文站不同频率下的洪峰流量。     

粗粒土颗粒破碎多重分形特性研究

粗粒土的颗粒破碎影响其强度、刚度和变形,故引入分形理论量化破碎程度。依据粒度分形曲线存在折线性,阐释界限粒组含义,提出以界限粒径为限,分段概化土体多重分形特征,计算其多重分形维数D(r),总结D(r)增量变化规律,建立增量计算模型,量化颗粒破碎程度。理论及试验分析表明:等效替代缩尺方法减小D(r),对界限粒径影响不显著,缩尺前后颗粒分形特性保持一致;不同尺寸颗粒破碎概率不同,粗粒段破碎概率高于细粒段破碎概率。细粒段D(r)增量随干密度的增加先缓慢增大后急剧增大,随围压增大而减小,其增量与干密度及围压为指数函数关系;粗粒段D(r)增量随干密度增加先增大后减小,其增量与干密度及围压呈高次非线性规律。据此建立考虑干密度及围压影响的D(r)增量模型,用MatLab作多元非线性回归分析求解系数,对比模型值与试验值分布规律,分析其残差置信度。研究结果表明模型结构合理,可为评价粗粒土多重分形特性及量化颗粒破碎效应提供一种简便有效的方法,可提高粗粒土工程应用科学性及可靠程度。     

淮河上游区产汇流特性现状分析

从降水到达地面至水流流出流域出口断面的整个物理过程就是径流形成过程,由降水过程、流域产流过程、坡地汇流过程、河网汇流过程四个相互联系的子过程组合而成,在一定意义上可以说是降水特性和下垫面特性相互作用的产物。径流是引起河流、湖泊、水库等水体水文情势变化的直接原因,径流情势的变化与水资源开发利用、水害防治和生态环境的保护密切相关,因此,河流产汇流特性的研究具有广泛的科学和实际意义。     

基于Mann-Kendall的嘉陵江流域降水量时空分布规律研究

了解流域尺度降水的变化,对于研究气候变化对水资源和水文过程的影响具有重要意义。本文对嘉陵江流域9个气象站点的1961—2018年58年间的实测降雨资料,进行Mann-Kendall非参数检验,并结合GIS空间分析技术,探讨了嘉陵江流域降水强弱时间周期及降水分布特征。结果表明:流域多年平均降水量为954.1mm, 1984年发生明显突变之后开始明显减少;流域降水呈梯度变化,由东南至西北方向逐步下降。研究表明,流域降水区域性明显,东南部整体偏涝;从时间上看1984年后整体偏旱。     

嘉陵江流域暴雨洪水特征及预报

“10.7”嘉陵江暴雨洪水灾害给四川、重庆等地造成较为严重的经济损失,因此有必要对流域特征和水文预报进行科学分析总结。对流域雨水情的分析发现,嘉陵江流域暴雨具有雨量充沛、分布集中的特点;洪水具有陡涨陡落、洪峰高、变幅大的特点。根据流域内水利工程的建设及分布情况,分段制定了预报方案,并对“10.7”嘉陵江洪水进行预报实践,最后的预报成果误差很小,能够满足实际预报工作的需求。     

气候变化对嘉陵江流域水资源量的影响分析

 嘉陵江是长江的最大支流,流域面积约16万km2。针对2050,2100年不同的气候变化情景,选取较为不利的参数组合,根据降水、气温、湿度、风速、日照等气候要素的变化,建立潜在蒸发量模型计算流域的潜在蒸发量（ET0）,再根据流域内植被的蒸散发系数（Kc）,计算流域的面平均蒸散发量（ETc）。并利用流域面平均降水量减去径流深得到流域的实际蒸散发量,对计算的流域面平均蒸散发量进行验证。对不同的水平年利用降水的预测成果（气候变化情景不同具有不同的降水量预测成果）及计算流域的面平均蒸散发量,根据水量平衡模型分析计算气候变化对嘉陵江流域水量的影响。结果表明：不利条件下2050年年径流将减少23.0%～27.9%;2100将减少28.2%～35.2%;2050,2100年平均年径流分别相当于目前7年一遇和12年一遇的干旱年。由此说明,气候变化对流域内的水资源量影响十分显著。      

基于SWAT模型分析嘉陵江流域蓝、绿水资源量的时空变化特征

嘉陵江流域是成渝双城经济圈发展的重要水源区,其水资源状况的变化对实现我国新发展格局有重要影响。基于SWAT模型对嘉陵江流域水文过程进行模拟,探究了1981-2020年及典型年嘉陵江流域的蓝、绿水时空分布特征,采用Mann-Kendall(M-K)分析年际间蓝、绿水资源量的变化趋势。结果表明：流域多年平均降水量为931 mm,为蓝、绿水资源量之和,蓝水资源量多年均值为386 mm,占降水量的41.5%;绿水资源量多年均值为545 mm,占降水量的58.5%,1981-2020年流域降水量和绿水资源量总体呈增加趋势,蓝水资源量呈减少趋势。特枯水年、平水年、特丰水年的蓝水资源量分别为165.61、456.71和643.70 mm,绿水系数在典型年变化差异较大。空间上,流域内蓝水资源量、绿水资源量与降水量的分布特征相似,呈现从上游到下游先减小后增大、西少东多的空间格局。     

基于分形理论的汉江中下游流域径流特性分析

为了从整体上全面、科学地描述汉江中下游流域径流特性,根据中下游主要干、支流水文站的年、月径流数据,通过 ArcGIS 工作平台计算分析了各站年、 月径流分维数,并基于分形理论研究了径流过程线的形态特征。结果表明：月径流过程线可看作是一种分形,其变化的复杂程度可用分维数表征,径流调节能力较强的大流域分维数小于小流域。由于水库调蓄作用,丹江口水库建成后分维数小于建库前。相距较近的流域所处 气候、下垫面条件相同,其分维一致性较好。     

嘉陵江流域潜在蒸散发时空演变特征及其影响因素

为研究嘉陵江流域潜在蒸散发(ET₀)的时空格局变化特征以及变化气候条件对流域潜在蒸散发量的影响,选择45个国家级气象测站的1970—2019年逐日气象数据计算ET₀,采用线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验和反距离加权插值分析时空变化特征,通过敏感性分析和贡献率量化ET₀变化的主导因子,用地理探测器分析其影响因子的交互作用。结果表明：年尺度上,嘉陵江流域平均气温以0.20℃/10a的速率呈上升趋势,相对湿度、平均风速和日照时数分别以0.239%/10a、0.048 (m·s^-1)/10a和0.100 (h·d^-1)/10a的速率下降。年ET₀以0.133 mm/10a的速率减小,春、冬季ET₀呈上升趋势,夏、秋季相反,空间上年ET₀整体北高南低。年ET₀变化主导因子为平均气温,嘉陵江流域ET₀变化是多因子共同作用的结果,平均气温和相对湿度交互作用下的空间解释度达...     

集水面积阈值确定方法在嘉陵江流域的比较应用

为探讨集水面积阈值确定方法用于不同流域面积、不同地形地貌特征流域的差异性和适用性,将河网密度法、适度指数法和分形维数法3种常用的集水面积阈值确定方法应用于嘉陵江流域。结果表明:河网密度法方法简单,对下垫面分布均匀、地形起伏度较大的地区模拟效果更好;适度指数法对地形起伏度较大的区域模拟效果较好,计算结果受缓冲半径的影响;分形维数法模拟效果不稳定,不适用于面积和地形起伏度较大且河道多弯曲的流域。研究结果可为嘉陵江流域水系提取时阈值的选取提供依据。     

气候变化对嘉陵江流域降水变化影响分析

以长江上游支流嘉陵江为研究对象。利用嘉陵江流域的11个国家气象站1961年-2001年的实测降水数据和NCEP再分析数据,建立了嘉陵江流域降水的统计降尺度模型。在A2和B2排放情景下应用HadCM3的输出数据,预测嘉陵江流域未来三个时期（2010年-2039年、2040年-2069年、2070年-2099年）降水变化情况。分析结果表明相对于基准期的模拟降水量,在HadCM3的A2和B2排放情景下．模拟得到嘉陵江流域大部分区域的降水量有明显上升趋势。