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贛江下游入湖三角洲水道演變機理與整治 版權信息
- ISBN:9787030722188
- 條形碼:9787030722188 ; 978-7-03-072218-8
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
贛江下游入湖三角洲水道演變機理與整治 本書特色
本書可供從事河流演變、湖區生態及流域規劃與管理等方面的科技人員及高等院校有關的專業的師生參考。
贛江下游入湖三角洲水道演變機理與整治 內容簡介
本書以贛江下游入湖三角洲水道為研究對象, 利用歷年河床底質資料、衛星遙感資料、水文泥沙資料及特殊洪水資料等, 通過河床演變分析、數值模擬、模型和機理實驗, 探討分析贛江下游河道歷史演變特性、三角洲水道成因和延伸發展特性、贛江尾閭整治工程效果等, 揭示了贛江下游河道洪水演進、水道分流、灘槽沖淤、水道重整及三角洲形態演變等機理和規律, 構建了基于阻力參數和活動指標的三角洲水道系統分類方法、三角洲形成的動力演變理論模型及贛江尾閭工程泥沙數學模型, 提出了河岸、灘槽演變模擬方法、三角洲模擬的實驗設計方法和三角洲區域水道整治方法。
贛江下游入湖三角洲水道演變機理與整治 目錄
第1章 贛江下游河道特性與整治概述 1
1.1 贛江下游河道特性 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 自然條件 3
1.1.3 水沙特性 4
1.1.4 地質特征 8
1.2 贛江下游洪水特性與防洪工程概況 9
1.2.1 洪水災害特性 9
1.2.2 防洪工程建設 11
1.3 入湖三角洲的河道系統特性 12
1.4 贛江下游綜合整治面臨的問題 14
1.5 研究現狀 15
1.5.1 河流演變研究現狀 15
1.5.2 數值模擬研究現狀 16
1.5.3 遙感研究現狀 19
1.5.4 入湖三角洲形成過程理論與實驗研究現狀 20
1.5.5 贛江下游河段研究現狀 24
第2章 基于實測與遙感資料的贛江下游河道演變特征 31
2.1 基于實測資料的贛江下游河道演變特征 31
2.1.1 外洲河段演變特征 33
2.1.2 外洲河段沖淤特征 36
2.1.3 尾閭河段沖淤特征 46
2.2 基于遙感資料的贛江下游河道演變特征 57
2.2.1 遙感技術方法 58
2.2.2 贛江干流演變特征 59
2.2.3 贛江尾閭演變特征 62
第3章 贛江下游尾閭河段演變機理分析 69
3.1 河道演變機理 69
3.1.1 河道演變對來水條件的響應 69
3.1.2 河道演變對來沙條件的響應 75
3.1.3 河道演變對分流比的響應 80
3.2 水體演變分析 84
3.2.1 研究方法 84
3.2.2 贛江尾閭及南昌城區水體演變分析 86
3.2.3 水體變化驅動力分析 98
第4章 贛江下游尾閭地區洪水模擬與行洪安全 101
4.1 歷史洪水與危害 101
4.1.1 歷史洪水記載 101
4.1.2 洪水災害成因 104
4.2 洪水特性 105
4.3 控制方程 107
4.3.1 水流基本方程 107
4.3.2 泥沙模型控制方程 108
4.3.3 數值離散方法 108
4.3.4 模型中泥沙模塊相關物理量的確定 114
4.3.5 模型邊界條件 117
4.4 洪水過程模擬 119
4.4.1 模型計算區域 119
4.4.2 模型的驗證 119
4.4.3 模型的邊界條件 121
4.4.4 模擬工況 121
4.5 洪水模擬結果分析 125
4.5.1 水位變化分析 125
4.5.2 分流比變化分析 129
4.5.3 流速變化分析 130
4.5.4 洪水過程總結 130
第5章 基于阻力參數與活動指標的三角洲水道系統分類 132
5.1 基于阻力參數與活動指標的河流形態判別法 132
5.1.1 河流阻力及河流活動指標 132
5.1.2 植被因素影響及量化方法 138
5.1.3 基于阻力參數與活動指標的河型分類方法 139
5.1.4 河型分類閾值驗證 144
5.2 河控三角洲水道系統形態分類 146
5.2.1 渾水極限切應力影響因素分析及計算 146
5.2.2 渾水極限切應力影響因素相關程度判定 147
5.2.3 三角洲平原水道活動指標計算 148
5.2.4 三角洲平原水道分形維度 149
5.2.5 三角洲平原水道分類判別 151
5.2.6 三角洲水道分類閾值驗證 151
第6章 入湖三角洲初始段動力演進理論模式及其驗證 156
6.1 入湖三角洲初始段平面射流理論模型 156
6.2 模型相似解法 158
6.3 床面沖淤變形計算 160
6.4 模型驗證 161
6.5 對比研究 165
6.6 理論解影響因素分析 167
第7章 不同因素對入湖三角洲形成演變過程影響的實驗研究 174
7.1 實驗裝置 174
7.2 實驗方法 175
7.3 實驗現象 177
7.4 水道系統動力演進過程及水流流態轉變周期分析 179
7.4.1 水道系統動力演進過程分析 179
7.4.2 水流流態的周期性轉變及周期預測 185
7.5 三角洲沉積過程和形態分析 188
7.5.1 三角洲前緣特性分析 188
7.5.2 三角洲岸線彎曲度分析 189
7.5.3 三角洲沉積形態分析 190
7.6 對照組和重復組對比實驗分析 193
第8章 入湖三角洲階段性演變過程實驗研究 196
8.1 研究背景 196
8.2 實驗裝置及方法 196
8.3 實驗現象 198
8.4 水道系統動力演進過程分析 203
8.5 三角洲沉積過程分析 204
8.5.1 縱向生長 204
8.5.2 橫向生長 206
8.5.3 垂向生長 207
8.5.4 岸線彎曲度 209
8.6 贛江三角洲年內發展變化特征 211
8.7 實驗三角洲與贛江三角洲演變過程對比分析 212
第9章 區域水道整治 214
9.1 水道整治現狀 214
9.1.1 水系現狀 214
9.1.2 水質現狀 214
9.1.3 防洪現狀 214
9.1.4 存在的問題 214
9.1.5 整治的必要性 215
9.2 尾閭四支整治結果分析 215
9.2.1 沖淤變化分析 215
9.2.2 枯水水位分析 217
9.3 尾閭主支整治效果分析 220
9.3.1 主支模型計算區域 220
9.3.2 模型的驗證 220
9.3.3 工程應用 222
9.3.4 結果分析 222
9.3.5 小結 225
9.4 尾閭分汊河段整治效果分析 226
9.4.1 流線變化分析 226
9.4.2 河床岸線變化 227
9.4.3 洲頭沖淤變化分析 228
9.4.4 分流比變化分析 229
9.5 典型河段效果分析 230
9.5.1 江心洲地形變化分析 230
9.5.2 河漫灘地形變化分析 232
9.5.3 樞紐下游彎道地形變化分析 234
贛江下游入湖三角洲水道演變機理與整治 節選
第1章 贛江下游河道特性與整治概述 1.1 贛江下游河道特性 1.1.1 概述 鄱陽湖是我國*大的淡水湖,也是我國第二大湖。它位于江西省境內,匯集贛江、撫河、信江、饒河、修河五河之水,經湖口匯入長江。由于河道流速小、水流分散,流域來沙在尾閭主河道及水網區分支分汊口、入湖擴散區淤積,減小了湖區的庫容,使得鄱陽湖調蓄能力下降,同時泥沙的淤積使得入湖河流尾閭的河床逐漸抬高,對湖濱及五河的防洪產生了影響。 贛江是鄱陽湖水系**大河,也是長江八大支流之一,它發源于江西與福建交界的武夷山區,自南向北流經贛州、吉安、樟樹等地,至南昌市分四汊注入鄱陽湖。 1.地理位置 贛江是長江流域鄱陽湖水系的**大河流,位于長江中下游南岸,地理位置為24°29′~29°11′N、113°30′~116°40′E。流域東部與撫河分界,東南部以武夷山脈與福建省分界,南部連廣東省,西部接湖南省,西北部與修河支流潦河分界,北部通鄱陽湖,在湖口連接長江。流域東西窄、南北寬,略似斜長方形。贛江干流縱坡平緩,流域內盆地發育,人口和耕地較多。贛江上游與各主要支流之間多山,山間與河側盆地發育。流域北有九嶺山,南有大庾嶺、九連山,東有廣昌、樂安、南豐山地,東南有武夷山,西有羅霄山脈、諸廣山。流域邊緣及南部多為山地,一般海拔在400m左右,主峰約在1000m以上,中部為丘陵與盆地相間,較大的盆地有吉泰盆地,北部以沖積平原為主,為贛撫平原。 2.河道概況 贛江發源于江西、福建兩省交界處的石城縣石寮崠,自東向西流經瑞金市、會昌縣,在會昌縣城附近支流湘水匯入后稱貢水,至會昌縣莊口鎮洛口村于左岸納入濂水,至于都縣城上游約2km納入梅江,至贛縣區先后納入平江、桃江,至贛州市章水匯入后始稱贛江;河流出贛州市后,折向北流,經萬安縣城,于羅塘附近納入遂川江,至泰和縣馬市鎮納入蜀水,經泰和縣城,于吉安縣納入孤江;吉安市上游約5km納入禾水后,再經吉安市區,在吉水縣城上游接納烏江,至樟樹市上游約4km納入袁河,過豐城市至南昌縣納入錦江后,流經南昌市,然后分西(主)、北、中、南(東)四支注入鄱陽湖,其中主支在永修縣吳城鎮與修河匯合后注入鄱陽湖。 贛江流域水系發達,支流眾多,集水面積為100~1000km2的河流有209條,1000~3000km2的有11條,3000km2以上的有11條。贛江干流自贛州市而下,至南昌市外洲水文站(簡稱“外洲站”),沿江兩岸有集水面積大于1000km2的遂川江、蜀水、孤江、禾水、烏江、袁河、錦江和肖江等8條大支流匯入。贛江流域面積為8.28萬km2,約占江西省總面積的50%。 贛州市以上為上游,貢水為主河道,習慣上稱為東源,流域面積為27 095km2,河段長312km,平均比降0.22‰~0.52‰,多為山地。上游河段,河道多彎曲,水淺流急,流經變質巖區,山嶺峻峭。贛江上游屬山區性河流,多深澗溪流,落差較大,水力資源豐富。沿途注入主要支流有湘水、濂水、梅江、平江、桃江、章水等。 贛江自贛州市至新干縣為中游,河段長303km,比降0.15‰~0.28‰,為山區和丘陵谷地,河寬400~800m,東岸有孤江、烏江,西岸有遂川江、蜀水及禾水。干流水流一般較為平緩,河床中多為粗沙、細沙及紅礫石巖,部分穿切山丘間的河段則多急流險灘。贛州市至萬安縣的河段長90km,多為山地,河道較窄,河寬一般為400~500m,因流經變質巖山區,河床深邃,水急灘險,以“十八險灘”著稱,素為舟師所忌。自萬安縣城以南2km處建造大型水電站以來,險灘均被淹沒,現已不復存在。萬安縣至新干縣河段河寬一般為600~900m。出吉安市后贛江穿流于低谷之間,江中偶有淺灘,其中有段河谷格外束狹,遂稱“峽江”。 贛江自新干縣以下為下游,河段長208km,比降0.06‰~0.10‰,河寬約1000m,東岸無較大支流匯入,西岸有袁河、錦江匯入。江水流經遼闊的沖積平原,地勢平坦,河面寬闊,兩岸傍河筑有堤防。贛江自南昌市以下河谷開闊,河道與支汊縱橫交錯,形成了復雜的水網,進入尾閭地區。 3.鄱陽湖概況 鄱陽湖是我國**大淡水湖,也是我國第二大湖,位于江西省北部、長江中下游南岸,距南昌市東北部50km,隸屬于上饒市,介于28°22′~29°45′N、115°47′~116°45′E,跨新建、進賢、余干、鄱陽、都昌、湖口、廬山、德安和永修等縣(市、區)。鄱陽湖為過水性吞吐型湖泊,上承贛江、撫河、信江、饒河、修河五大河流及博陽河、漳田河、潼津河等河流之水,下接我國**大河——長江。在正常的水位情況下,鄱陽湖面積有3914km2,容積達300億m3。松門山作為鄱陽湖的分界線將湖區分為南北兩個區域,松門山西北為北鄱陽湖,該湖面呈狹窄狀,實際上它是一條與長江相通的通港道,長40km,大多寬3~5km,*窄處約2.8km;松門山東南為南鄱陽湖,該湖面寬大廣闊,為鄱陽湖的主體,長133km,*寬處達74km。湖面在平水位時略高過長江的水面,湖水北向流向長江。因為鄱陽湖的調節,贛江、信江等河流的洪峰能減弱15%~30%,從而也降低了長江洪峰對兩岸的威脅發生率。 鄱陽湖流域水資源豐富,經湖口站出湖入江的多年平均水量為1436億m3。流域徑流量年內分配不均勻,汛期4~9月的徑流量占全年的75%左右,其中主汛期4~6月的徑流量占50%以上,10月至次年3月僅占全年的25%左右,其中10~12月僅占全年的9%。鄱陽湖流域各河多年平均懸移質含沙量為0.07~0.73kg/m3,湖口站含沙量為0.076kg/m3。各河多年平均年入湖輸沙量1860萬t,通過湖口注入長江的多年平均年輸沙量為938萬t,多年平均年淤積量達922萬t。 鄱陽湖流域和信江流域均屬亞熱帶濕潤季風氣候。春雨、梅雨明顯,四季更替分明。鄱陽湖多年平均氣溫16.2~19.7℃,極端*低氣溫為零下18.9℃,極端*高氣溫44.9℃。冬春多偏北風,夏秋多偏南風,偶有臺風侵襲,多年平均風速1.0~3.8m/s,*大風速37.1m/s;多年平均相對濕度75%~83%;多年平均無霜期241~304d,由南向北遞減;流域多年平均年降水量1596mm,各地年平均降水量一般為1400~1900mm,降水量年內分配不均,4~9月降水量占全年的73%,年際變化幅度大;流域多年平均年水面蒸發量800~1200mm,山區小于丘陵,丘陵小于平原,中部大于周圍,東部略大于西部。 1.1.2 自然條件 1.地質地貌 贛江流域呈現山地丘陵為主體的地貌格局,山地丘陵占流域面積的64.7%(其中山地占43.9%,丘陵占20.8%),低丘(海拔200m以下)崗地占31.4%,平原、水域等僅占3.9%。贛江流域西部為羅霄山脈,構成贛江水系與湘江水系的分水嶺,由一系列北東向山脈構成,自北向南依次有九嶺山、武功山、萬洋山、諸廣山等,海拔多在1000m以上;南端地處南嶺東段,主要山地有大庾嶺和九連山,大致走向為東西向,構成贛江水系與珠江水系的分水嶺;東端主要由若干北北東向山地構成,其南端為武夷山,系贛江水系與閩江水系的分水嶺;北端為雩山,系贛江水系與撫河水系的分水嶺;流域南部為花崗巖低山丘陵區,并且其間夾有若干規模較小的紅巖丘陵盆地,中部為吉泰紅巖丘陵盆地,北部則為贛江下游,是一種以山地、丘陵為主體兼有低丘崗地和少量平原的地貌組合類型。 這種地貌格局自南向北沿著贛江的流向呈階梯狀分布,流域上游區山地丘陵面積占83.0%,低丘崗地占15.5%,平原僅占1.5%;中游區山地丘陵面積占56.7%,低丘崗地占38.1%,平原占5.2%;下游區山地丘陵面積占37.0%,低丘崗地占55.9%,平原占7.1%。很明顯,山地丘陵依次減少,低丘崗地則依次增多,河谷平原面積相應擴大。 2.氣候狀況 贛江流域地處南嶺以北、長江以南,屬亞熱帶濕潤季風氣候區,氣候溫和,雨量豐沛,四季分明,光照充足,春雨、梅雨明顯,夏秋間晴熱干燥,冬季陰冷,但霜凍期較短。贛江流域南北緯度跨越4°,干流天然落差達937m,導致南北氣候出現差異,這些差異主要表現在以下幾個方面。 (1)氣溫:根據1959~2004年氣象部門的統計,贛江流域南北年平均氣溫相差3℃左右,流域平均氣溫為16.3~19.5℃,以于都縣19.7℃為*高,南高北低;相應≥10℃的積溫,上游區>6000℃,中游區>5500℃,下游區<5500℃,同樣無霜期南部比北部長。但由于南北地勢不同,南部山地多,北部低丘崗地多,南北年平均*低氣溫和*高氣溫均差別不大。 (2)降水量:受地理位置、地形和氣候條件的影響,流域內降水量分布很不均勻,大小相差懸殊,其分布特點是山區多于河谷盆地,形成以羅霄山脈南端及九嶺山脈為中心的兩個高值區,以吉泰盆地和贛州為中心的低值區。全流域1956~2000年平均降水量為1400~2000mm,西部山區年降水量普遍在1700mm以上,河谷盆地年降水量均小于1500mm。年平均降水量*大的站為處于九嶺山脈的院前站,降水量達2077mm,*小的為處于贛州的長村站,降水量僅1372mm。流域內年平均*大降水量與*小降水量比值為1.51。 (3)蒸發量:受氣候變化影響,贛江流域水面蒸發量的地域分布總的趨勢是山區小于丘陵,丘陵小于盆地、平原。全流域年蒸發量為800~1200mm,以南昌為*大,其次為贛州,蒸發量均大于1200mm,以羅霄山脈井岡山為中心低值區,蒸發量普遍小于800mm。流域各站年蒸發量*大為1307mm,*小為707mm,其比值為1.85。蒸發量年內變化較大,夏季氣溫高,蒸發量大;冬季氣溫低,蒸發量小。全流域月*大蒸發量絕大多數出現在7月,其蒸發量占年蒸發量的22%左右;月*小蒸發量出現在1月,其蒸發量占年蒸發量的5.5%左右。 3.流域水利資源 贛江流域自然資源豐富,為農業生產提供了優越的自然條件。流域內外洲站以上流域面積為80 948km2,占全省面積的48.5%,耕地面積占全省耕地面積的一半,居住人口也占全省人口的一半。流域水能理論蘊藏量為364萬kW,占鄱陽湖水系的60%,可開發的水能資源為364萬kW。流域內已建2.5萬kW以上水電站4座(即萬安、江口、上猶江、白云山等水電站),其中萬安水利樞紐裝機容量50萬kW,是流域內*大的水利工程,4座水電站總庫容約40億m3,總裝機容量63.52萬kW,年發電量19.4億kW?h。其他大中小型水利工程數以千計,基本建成了蓄、引、提、排、擋相結合,防洪、排澇、灌溉、發電、航運、供水、水土保持兼顧,大中小型并舉的一個比較完善的水利工程體系。 1.1.3 水沙特性 外洲站地處贛江尾閭入口處,為主要的入口邊界控制站,這里重點以外洲站的歷年實測資料分析贛江尾閭的水沙特性。 1.歷年流量 通過對1950~2014年連續65年實測流量資料分析(外洲站實測流量變化見圖1.1),外洲站控制流域內徑流豐富,多年平均徑流深829.8mm,多年平均流量2130m3/s,*大年均流量3640m3/s(1973年)是*小年均流量750m3/s(1963年)的4.85倍。 圖1.1 外洲站實測流量變化 2.歷年含沙量及輸沙率 統計外洲站歷年年均含沙量和年均輸沙率變化,分別如圖1.2和圖1.3所示。可以看出,外洲站歷年年均含沙量的變化可以分成三部分:①前期即1956~1989年,這一期間年均含沙量的變化雖有波動,但始終維持在一個穩定的區間內;②中期即1990~2000年,這一期間含沙量呈逐年減小的趨勢;③后期即2001~2013年,這一期間年均含沙量變化不大,始終維持在0.03kg/m3左右。而對于外洲站歷年年均輸沙率,自1980年有統計資料以來至2013年,呈現減小的趨勢。 圖1.2 外洲站歷年年均含沙量變
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