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泥沙问题是三峡工程建设与运行中的关键技术问题之一,只有妥善处理好泥沙问题,才能保证三峡工程长期有效使用,维持水库功能的全面发挥。本文首先结合实测水文、河道地形观测资料,对三峡水库运行近20年来的泥沙淤积特性及水库排沙比进行了较为全面的分析研究,并与已有研究成果进行了对比;其次,围绕防洪、航运以及坝前段的泥沙淤积等方面,进一步分析了水库淤积产生的影响。结果表明:三峡水库蓄水以来,在不考虑区间来沙的情况下,三峡水库共淤积泥沙20.484亿t,近似年均淤积1.102亿t,水库排沙比为23.6%,水库年均淤积量为原论证预测值的33%。其中,库区干流段累计淤积泥沙17.835亿m3(变动回水区冲刷0.694亿m3;常年回水区淤积18.529亿m3),淤积在水库防洪库容内的泥沙为1.648亿m3(干、支流分别淤积1.517亿m3和0.131亿m3),占水库防洪库容的0.74%,“十一五”攻关阶段研究得出的多年平均淤积量及排沙比较实测值均偏大,变动回水区冲淤则出现反向的... 相似文献
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三峡水库举世瞩目,是长江保护与治理的关键性枢纽工程,水库自2003年蓄水运行后库区水沙条件均发生了显著改变,对库区水生态环境产生了深远影响。本文系统综述了三峡水库蓄水运行后库区的水流动力特性和泥沙淤积特性,总结了蓄水后水库的新水沙运动情况;从水库蓄水运行后水质参数特征,营养物质、重金属和典型有毒有机污染物的赋存特征等方面,分析了三峡水库库区新水沙变化条件下的水环境响应特征;基于水库蓄水前后浮游植物、底栖动物等重点生物群落的现存量和群落特征变化规律,探索了三峡水库新水沙变化条件下库区的水生态响应特征;最后对未来三峡水库运行下的水生态环境效应研究提出展望,本文可为三峡水库水生态环境保护科学研究和管理提供新的认识和决策参考。 相似文献
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自成库以来,三峡水库CO2、CH4等温室气体通量较蓄水前发生明显改变。如何科学认识和客观评估三峡水库修建及运行对其CO2、CH4等温室气体通量的影响备受关注。本文简要回顾了自2009年以来在三峡水库开展CO2、CH4等温室气体通量监测与分析工作,综述认为,现阶段三峡水库温室气体排放以水-气界面扩散释放为主要途径。陆源输入的有机碳是主导三峡水库CO2、CH4产生的主要碳源,但在局部区段或时段自源性有机碳的贡献亦十分显著。同蓄水前相比,三峡水库碳排放量呈现为净增加,淹没效应约占水库C净增量的20%,库区内点面源污染负荷并未对CO2排放的净增量产生显著贡献,阻隔效应和生态系统重建效应对三峡水库碳排放的净增量产生显著贡献。近10年来,监测方法比对、监测点位优化等工作在一定程度上完善了三峡水库温室气体通量监测体系。新方法、新技术的引入也为三峡水库温室气体通量监测分析提供了有利支撑和保障,但复杂水文环境... 相似文献
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三峡水库运行后长江中游洪、枯水位变化特征 总被引：3，自引：2，他引：1
流域大型水库蓄水后,坝下游河道调整过程中的洪、枯水位变化,对下游水安全、水生态和水资源利用影响甚大.利用1955-2012年长江中游各水文站水位、流量等资料,采用改进的时间序列分析方法,对三峡水库运行前后长江中游洪、枯水位变化特征进行了研究,结果表明:三峡水库蓄水前长江中游洪、枯水位变化的周期长度分别为9~14、11~15 a,在假设三峡水库运行后水位无趋势性变化的前提下,估算得到的水位变化周期长度基本在20 a以上,蓄水前的自然周期性已被打破,枯水位发生趋势性下降且无复归迹象,而洪水位波动周期虽有所延长,但上升幅度未超过历史波动变幅,仅可确定洪水位没有明显的下降趋势.三峡水库蓄水后坝下游长距离冲刷,枯水河槽冲刷量占平滩河槽的比例逐年增加,累计至2013年已达91.5%,是枯水位下降的主控因素.河槽冲刷导致的床沙粗化增加了河道床面阻力,高程在平滩水位附近的滩体上覆盖的大量植被增加了水流流动阻力,同时大量航道整治、护岸、码头等工程主体部分布设在枯水位以上,综合因素作用使得洪水河槽阻力增加.三峡水库蓄水后,虽然枯水期流量补偿作用显著削弱了枯水位下降的效应,但枯水位下降事实已经形成,不利于航道水深的提高及通江湖泊枯水期的水量存蓄,洪水位未明显下降,同级流量下的江湖槽蓄量不会明显调整. 相似文献
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水库地震是由于水库蓄水或者水位变化,使得库区附近地震的次数和震级明显增高的现象。1939年米德湖4.6级地震发生后,水库地震的问题被首次提出。与构造地震相比,水库地震通常具有震源浅、震中烈度高、易于发生滑坡崩塌等次生灾害的特点。事实上,一些发生在水库区的地震常常与库区的构造活动相关,属于构造型水库地震。如何区分这类构造型水库地震和构造地震是当前面临和亟待解决的问题。水库地震发生的机理是解决该问题的关键。本文围绕水库蓄水后引起的库区应力变化和地震发生机理开展了研究。实现了孔弹耦合介质中解析解形式的扩散孔隙压的求解;获取了作为典型水库的三峡水库、紫坪铺水库库区的主要断层面上的孔隙压变化量、正应力变化量、剪应力变化量和库仑应力变化量;分析了引起库区应力变化的主要原因及蓄水与库区地震活动的关系;通过比较不同水库的计算结果,初步尝试性地提炼和总结了水库地震活动的发生机理。同时,本文通过构建新的地质模型,完成了孔弹耦合介质中解析解形式的扩散孔隙压计算程序,并结合弹性半空间理论完成了蓄水引起的水库区主要断层上应力变化量计算平台,针对水库地震机理问题开展定量分析计算,取得了以下研究成果和结论:(1)自1959年至三峡水库蓄水前,库区及邻近区域地震活动主要发生在水库库区外围,空间分布上比较分散。三峡库区蓄水后,库区地震活动显著增加,时间上与库水变化相关,空间上与库区的主要活动断裂带相关,且明显呈丛集状和条带状分布。地震活动主要在库首区九湾溪断裂带和仙女山断裂带交界处、库中泄滩附近和库尾高桥断裂带附近分布。(2)紫坪铺蓄水后,库区的地震活动显著增加,且主要发生在北川–映秀断裂带附近,呈三丛分布,分别为库水正下方区域、库区东北端和库区西南端。(3)水库蓄水后,三峡库区九湾溪断裂带上库仑应力变化量大于0,且最大值可达到0.01 MPa,断层附近发生的地震活动与水库蓄水有关,扩散孔隙压的影响大于水体载荷的作用。仙女山断裂带上的库仑应力变化量小于0,水库蓄水对仙女山断裂带附近地震活动的发生具有抑制作用。高桥断裂带和水田坝断裂带上库仑应力变化量大于0,最大值为0.001 MPa。断裂带附近的地震活动与蓄水在一定程度上相关,其中孔压扩散对地震活动的影响作用大于水体载荷的作用。(4)三峡水库蓄水进入175 m高水位蓄水段后,库区与M5地震有关的扩散孔隙压值为0.01 MPa量级,与M4地震有关的扩散孔隙压值为0.0001 MPa量级。水库水体的重力作用使得库区175 m高水位蓄水段的3次M4地震(2013年12月16日高桥M5.1、2014年3月27日秭归M4.3和2014年3月30日秭归M4.7)震源处库仑应力增加,断层趋于失稳,扩散孔隙压的作用进一步使库仑应力增加,是地震活动发生的主要因素。初步判断,此3次M4地震为构造型的水库地震。(5)紫坪铺水库蓄水后,发生在库岸东北端的丛集中的地震均与水库蓄水有关;地震震源处的库仑应力变化量均大于0,其增量为0~0.002 MPa之间;当扩散系数D=5 m2/s,孔压扩散的影响使得库仑应力变化量的量值增加为0.001~0.003 MPa,是引发地震活动的主控因素。同时,在蓄水后发生在库区西南端丛集中的地震中,10.2%与蓄水载荷作用有关,震源处库仑应力增量为0~0.002 MPa;在发生在库底正下方丛集中的地震中,67.8%与水库蓄水载荷作用有关,震源处库仑应力增量为0~0.02 MPa。在这两丛集的地震中,孔压的扩散作用使得更多的地震震源处的库仑应力变化量增加,表明扩散孔压是引起这两丛集内地震发生的主要原因。(6)无论是否考虑扩散孔隙压的影响,汶川MS8.0地震震源一直处于库仑应力变化量为负的区域。地震发生时,汶川地震震源区及其附近的库仑应力变化量的值为-0.001 MPa。据此初步判断蓄水引发汶川MS8.0地震的可能性微乎甚微。 相似文献
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对广西壮族自治区龙滩水库库区2013年3月1日至2019年10月31日的地震数目与水位进行互相关计算，得到了地震活动对库区蓄水响应的延迟时间为37天，并通过替代数据检验确认了其可靠性。37天的延迟时间说明在水位达到峰值后地震活动开始快速增强，可能暗示着现阶段库水流体作用的影响主要局限在库区内。根据延迟时间和地震深度分布，以及周期性边界条件下孔隙压力扩散方程的解，在不考虑孔隙压力扩散与应力耦合时得到孔隙压力扩散系数D=(8.66±4.11) m2/s；在考虑孔隙压力扩散与应力耦合时得到扩散系数D=(1.72±0.82) m2/s。后者在物理上更为合理，说明现阶段孔隙压力扩散与应力耦合可能是诱发龙滩库区水库地震的主要因素。 相似文献
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龙滩库区蓄水初期水库诱发地震活动分析 总被引：2，自引：2，他引：0
龙滩水利枢纽位于广西天峨,是一座典型高坝大库容水库。本文通过对库区及周围的地质构造和蓄水前后地震活动分析,总结了龙滩水库蓄水初期诱发地震的时间、空间和深度分布特征以及蓄水后库区水位变化与地震活动关系,讨论了龙滩库区蓄水初期诱发地震机理。 相似文献
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摄食栖息地面积是反映越冬水鸟生存空间的直接指标,三峡水库运行后洞庭湖枯水期水文节律出现新的变化,给越冬水鸟摄食栖息地造成的影响尚不明确.为定量描述三峡水库枯水期不同出库流量对洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地的影响,以洞庭湖典型的珍稀越冬水鸟——白鹤(Grus leucogeranus)为指示性候鸟,以白鹤摄食对栖息地水深需求作为关键生态因子,建立白鹤摄食对水深需求的栖息地适宜度模型.构建涵盖长江干流、三口河系、洞庭湖及其四水尾闾河段的江湖一体化耦合水动力模型,实现栖息地水动力分布特征的精确模拟.在此基础上耦合栖息地适宜度模型和水动力模型,建立了面向白鹤摄食对三峡水库出库流量需求的物理栖息地模型,量化不同出库流量对应的白鹤摄食栖息地加权可利用面积,定量分析水库运行对白鹤摄食栖息地面积的影响.结果表明:1月中旬三峡水库不同出库流量下洞庭湖白鹤潜在摄食栖息地面积保持稳定并随出库流量的增加呈增大趋势,维持在101.40~121.84 km2之间,其中东洞庭湖摄食栖息地面积在7.49~9.86 km2之间,南洞庭湖(含横岭湖)摄食栖息地面积在47.37~60.34 km2之间,西洞庭湖摄食栖息地面积在46.54~51.64 km2之间.不同湖区摄食栖息地面积随着三峡水库出库流量的增加均呈增大的趋势,说明三峡水库枯水期补水调度对于维持栖息地面积具有重要作用.较三峡水库运行前相比,白鹤摄食栖息地面积最大增加20.44 km2,对应的增幅为20.16%.成果明晰了三峡水库运行对洞庭湖白鹤摄食栖息地面积的影响规律,可为通过三峡水库补水调度改善洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地生境提供理论基础. 相似文献
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针对当前的水库提前蓄水调度研究尚未考虑碳减排问题,本文基于水库碳排放和有机碳埋藏因子法,构建了考虑碳减排的水库提前蓄水调度模型,采用基于熵权重的逼近理想解排序法(TOPSIS)对提前蓄水调度方案进行了多目标评价,以优选调度方案,在三峡水库开展了实例研究。研究结果表明:三峡水库从9月1日起蓄,于9月30日逐步蓄至167 m的调度方案最优,相较于原设计方案,在不增加防洪风险的前提下,多年平均发电量增加29.91亿kW·h(8.80%),弃水量减少26.03亿m3(27.51%),碳排放量减少69.26亿g(3.94%),有机碳埋藏量增加1.93亿g(1.28%),温室气体的CO2碳当量减少235.48亿g(3.85%),提前蓄水方案可显著提升三峡水库发电量、供水保障能力和减少碳排放量。本研究为水库提前蓄水的水碳协同调度提供了技术支撑。 相似文献
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近70年来荆江三口分流持续减少,为分析各历史阶段三口分流变化的驱动因素,根据1955—2021年干支流水文、地形实测资料开展研究,并基于控制变量法识别各驱动因素贡献比例。结果表明:三口分流阶段性减少,且集中在5—11月。长江上游降雨减少导致的干流来流偏枯以及下荆江裁弯、葛洲坝拦沙造成的干流河道冲刷和三口口门淤积对三口分流减少促进作用明显,调弦口堵口对三口分流影响不大,三峡水库蓄水后干流河道与三口口门同步冲刷,三口分流变化不大。长江上游汛期降雨减少明显,对5—11月三口分流减少影响较大,且三口分流主要发生于汛期干流中洪水位时,导致在下荆江裁弯期干流河床大幅下切条件下5—11月分流显著减少;葛洲坝调度、三峡水库初期调度和试验性蓄水调度也集中于5—11月,使得5—11月三口分流量分别减小0.4×108、12.5×108和38.6×108m3。调弦口堵口对三口分流的增大作用远小于降雨的减小作用,贡献比例为负值;下荆江裁弯对三口分流减少的贡献比例达85%;水库运用期降雨对三口分流减少的贡献最大,贡献比例大于50%,葛洲坝调度几乎不... 相似文献
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水库是福建重要的水资源.通过2013-2015年遥感影像结合Google Earth和天地图提取福建水库3353座,分布在81个县区,总面积647.51 km2,约占全省土地面积的0.5%;其中面积≤1 km2水库3248座,总面积197.16 km2,面积1 km2水库105座,总面积450.35 km2.基于经验公式估算总蓄水量188.18亿m3,其中小型水库3078座(91.80%),蓄水总量37.06亿m3(19.69%),大中型水库275座(8.20%),蓄水总量151.12亿m3(80.31%).从空间分布格局来看,福建水库水资源空间分布不均,沿海六市水库密度大于三个内陆市,大中型水库主要分布于福建西北部,蓄水量呈现西北多、东南少的特点.单位陆地面积水库数量沿海城市县区均多于内陆,而单位人口水库数量则相反;单位面积水库蓄水量沿海与内陆差异不大,而人均蓄水量则沿海大部分县区远小于内陆.仅以水库作为供水水源,不能满足沿海地区用水,但内陆地区供水充足.水库蓄水对河流水体的平均滞留时间为0.053~0.341 a,除晋江流域受水库蓄水强烈影响外,其他流域受水库中等程度影响. 相似文献
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This paper analyses measured data from two small tropical watersheds: one in a semiarid (Aiuaba, Brazil, 12·0 km2, 5 years of measurements) and another in a humid environment (Jaruco, Cuba, 43·5 km2, 21 years of measurements). The watersheds are similar with respect to catchment area (tens of km2), potential evaporation (2·1–2·6 m year?1), temperature (22–30 °C) and relief (mild hillslope steepness); but show considerable hydrological discrepancies: average precipitation in the humid watershed is two times higher; average river discharge (mm year?1) is five times higher; and surface water availability (mm year?1) is 14 times higher than in the semiarid watershed. Long‐term operation of hypothetical surface reservoirs in both basins is simulated. The analysis shows that 73% of the average river discharge are available (with 90% annual reliability) in the humid watershed, against only 28% in the semiarid. The main cause of this difference is the excess evaporation, which consumes 55% of the stored water in the semiarid reservoir, but only 12% in the humid one. The research concludes that: (1) although precipitation indicators are higher in the humid area, they are of the same order of magnitude as in the semiarid; and (2) fluvial‐regime and water‐availability variables are more than one order of magnitude higher in the humid basin, which shows a multiplication effect of these hydrological processes. Such major hydrological differences, despite the similarities between the two tropical watersheds, show the importance of further investigations in the field of comparative hydrology. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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水库建设改变了河流水文情势及物质迁移转化过程，从而影响水环境质量。为探究梯级筑坝影响下河流氮、磷的空间分布特征及其形成机制，以澜沧江为研究对象，于2016年和2021年分别开展了沿程水环境监测，对比分析水体中氮、磷及其形态浓度在水库建成前后的变化及沿程分布特征，探究氮、磷变化及其沿程分布的主控因子和影响机制。结果表明：由于河流建库蓄水淹没的土地释放大量土壤有机氮，新建水库段(2021年)水体总氮(TN)浓度相比于建库前(2016年)显著上升；由于建库后水流流速减缓而促进颗粒态磷沉降，水体总磷(TP)浓度显著下降。此外，河流建库蓄水后原自然河道的水环境特征改变且利于沉积物磷的释放，筑坝后水体磷酸盐(PO43--P)占生物可利用磷(Bio-P)的比例显著上升。受沿程土地利用的影响，从上游到下游水体TN浓度总体上逐渐升高，而水体TP浓度由于水库的截留效应逐渐降低。筑坝增加的水力停留时间为水库氮、磷转化提供了有利条件，主要表现为溶解性无机氮以硝态氮为主转变为以氨氮为主；同时，Bio-P中PO43--P的占比... 相似文献
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High resolution water body mapping for SWAT evaporative modelling in the Upper Oconee watershed of Georgia,USA 
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下载免费PDF全文 Technological improvements in remote sensing and geographic information systems have demonstrated the abundance of artificially constructed water bodies across the landscape. Although research has shown the ubiquity of small ponds globally, and in the southeastern United States in particular, their cumulative impact in terms of evaporative alteration is less well quantified. The objectives of this study are to examine the hydrologic and evaporative importance of small artificial water bodies in the Upper Oconee watershed in the northern Georgia Piedmont, USA, by mapping their locations and modelling these small reservoirs using the Soil Water Assessment Tool. Comparative Soil Water Assessment Tool models were run with and without the inclusion of small reservoir surface area and volume. The models used meteorological inputs from 1990–2013 to represent years with drought, high precipitation, and moderate precipitation for both the calibration and evaluation periods. Statistical comparison of streamflow indicated that the calibration methodology produced results where the default model simulation without reservoirs fit observed flows more closely than the modified model with small reservoirs included (e.g., Nash–Sutcliffe efficiency of 0.72 vs. 0.64, r2 of 0.73 vs. 0.66, and percent bias of 11.4 vs. 21.6). In addition, Penman–Monteith, Hargreaves, and Priestley–Taylor evapotranspiration equations were used to estimate actual evaporation from 2,219 small water bodies identified throughout the 1,936.8 km2 watershed. Depending on the evaporation equation used, water bodies evaporated an average of 0.03–0.036 km3/year for the period 2003–2013. Using Penman–Monteith further, if the reservoirs were not considered and average actual evapotranspiration rates from the rest of the basin were applied, only 0.016 km3 of water would have left the basin as a result of evapotranspiration. This finding suggests construction of small reservoirs increased evaporation by an average of 0.017 km3 per year (approximately 46,500 m3/day). As the construction of small reservoirs continues and high resolution image data used to map these water bodies becomes increasingly available, watershed models that evolve to address the cumulative impacts of small water bodies on evaporation and other hydrologic processes will have greater potential to benefit the water resource management community. 相似文献
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Study of the flood control scheduling scheme for the Three Gorges Reservoir in a catastrophic flood 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 The Three Gorges Project is the world's largest water conservancy project. According to the design standards for the 1,000‐year flood, flood diversion areas in the Jingjiang reach of the Yangtze River must be utilized to ensure the safety of the Jingjiang area and the city of Wuhan. However, once these areas are used, the economic and life loss in these areas may be very great. Therefore, it is vital to reduce this loss by developing a scheme that reduces the use of the flood diversion areas through flood regulation by the Three Gorges Reservoir (TGR), under the premise of ensuring the safety of the Three Gorges Dam. For a 1,000‐year flood on the basis of a highly destructive flood in 1954, this paper evaluates scheduling schemes in which flood diversion areas are or are not used. The schemes are simulated based on 2.5‐m resolution reservoir topography and an optimized model of dynamic capacity flood regulation. The simulation results show the following. (a) In accord with the normal flood‐control regulation discharge, the maximum water level above the dam should be not more than 175 m, which ensures the safety of the dam and reservoir area. However, it is necessary to utilize the flood diversion areas within the Jingjiang area, and flood discharge can reach 2.81 billion m3. (b) In the case of relying on the TGR to impound floodwaters independently rather than using the flood diversion areas, the maximum water level above the dam reaches 177.35 m, which is less than the flood check level of 180.4 m to ensure the safety of the Three Gorges Dam. The average increase of the TGR water level in the Chongqing area is not more than 0.11 m, which indicates no significant effect on the upstream reservoir area. Comparing the various scheduling schemes, when the flood diversion areas are not used, it is believed that the TGR can execute safe flood control for a 1,000‐year flood, thereby greatly reducing flood damage. 相似文献
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Zhigang Sun Guofeng Zhu Zhuanxia Zhang Yuanxiao Xu Leilei Yong Qiaozhuo Wan Huiying Ma Liyuan Sang Yuwei Liu 《水文研究》2021,35(3):e14093
Accurately quantifying the evaporation loss of surface water is essential for regional water resources management, especially in arid and semi-arid areas where water resources are already scarce. The long-term monitoring of stable isotopes (δ18O and δ2H) in water can provide a sensitive indicator of water loss by evaporation. In this study, we obtained surface water samples of Shiyang River Basin from April to October between 2017 and 2019. The spatial and temporal characteristics of stable isotopes in surface water show the trend of enrichment in summer, depletion in spring, enrichment in deserts and depletion in mountains. The Local Evaporation Line (LEL) obtained by the regression of δ2H and δ18O in surface water has been defined by the lines: δ2H = 7.61δ18O + 14.58 for mountainous area, δ2H = 4.19δ18O − 17.85 for oasis area, δ2H = 4.08δ18O − 18.92 for desert area. The slope of LEL shows a gradual decrease from mountain to desert, indicating that the evaporation of surface water is gradually increasing. The evaporation loss of stable isotopes in surface water is 24.82% for mountainous area, 32.19% for oasis area, and 70.98% for desert area, respectively. Temperature and air humidity are the main meteorological factors affecting the evaporation loss, and the construction of reservoirs and farmland irrigation are the main man-made factors affecting the evaporation loss. 相似文献