基于下游水环境改善的三峡水库出库流量调控研究

目录
第1章 绪论 1
1.1 背景与意义 1
1.2 研究进展 3
1.2.1 河流健康的概念 3
1.2.2 河流生态环境健康评价指标 4
1.2.3 水库对河流生态环境健康的影响 7
1.2.4 河流数值模拟 9
第2章 三峡水库蓄水前后长江中下游生态环境变化及生态调度 14
2.1 长江中下游概况 14
2.1.1 基本概况 14
2.1.2 宜昌至武汉河段水体功能及重要水源地 18
2.1.3 宜昌至武汉河段入汇污染负荷估算 20
2.1.4 宜昌至武汉河段水质状况 26
2.1.5 三峡水库蓄水前后长江中游生态环境变化 34
2.1.6 长江口及北支倒灌影响下盐水上溯概况 42
2.2 三峡水库群联合调度原则 45
2.2.1 溪洛渡水库及其调度原则 45
2.2.2 向家坝水库及其调度原则 46
2.2.3 三峡水库及其调度原则 47
2.2.4 水库群联合调度准则及调度空间 48
2.3 近年来三峡水库试验性生态调度实例 50
2.3.1 促进四大家鱼产卵的生态调度 50
2.3.2 抑制河口盐水入侵的生态调度 52
2.4 小结 53
第3章 三峡水库蓄水前后荆江—洞庭湖水文水力关联性动态响应 55
3.1 三峡水库蓄水前后江湖来水来沙变化及河床冲淤调整 55
3.1.1 长江干流径流泥沙变化及河床冲淤 55
3.1.2 洞庭湖四水来流变化特性 57
3.1.3 城陵矶（七里山）站出流变化 57
3.1.4 三口洪道冲淤及分流分沙变化 58
3.2 三峡水库蓄水后荆江三口分流特性变化及其影响 59
3.2.1 荆江三口分流关系的建立 59
3.2.2 河道调整对三口分流关系的影响 64
3.2.3 三峡建库对三口分流的综合影响 65
3.3 三峡水库蓄水前后洞庭湖区与城陵矶站水位关联性变化 67
3.3.1 研究区域与数据资料 67
3.3.2 洞庭湖区水位与城陵矶站水位关联特征 68
3.3.3 洞庭湖区水位估算经验模式 70
3.3.4 三峡水库蓄水后湖区冲淤和水文条件变化对水位关联性的影响 74
3.4 三峡水库蓄水前后江湖汇流区水位变化及影响 77
3.4.1 干支交汇区水位流量关系拟合原理 77
3.4.2 汇流区水位–流量关系的建立 78
3.4.3 河道冲淤对江湖汇流区水位的影响 79
3.4.4 来流变化对江湖汇流区年内水位过程的影响 82
3.4.5 三峡水库蓄水后汇流区水位变化对湖区水位的影响 84
3.5 小结 86
第4章 三峡水库下游河道水动力–水质模拟技术及数学模型 87
4.1 基本原理及解算方法 87
4.1.1 一维非恒定流水动力–水质数学模型 87
4.1.2 带闸、堰等内边界条件的一维河网水动力–水质数学模型 89
4.1.3 平面二维水动力–水质数学模型 92
4.1.4 平面二维溢油模型 93
4.2 数学模型的建立 99
4.2.1 模拟范围及河网概化 99
4.2.2 长江宜昌—大通段一维河网水动力数学模型的率定与验证 100
4.2.3 三峡水库下游典型河段平面二维水动力–水质数学模型的率定与验证 104
4.3 小结 107
第5章 长江中游生态流量和枯水期环境水位 108
5.1 生态流量计算方法 108
5.1.1 水文学方法 108
5.1.2 水力学方法 110
5.1.3 栖息地法及综合法 111
5.1.4 生态流量计算方法的选择 111
5.1.5 改进RVA法计算生态流量值 112
5.2 环境水位计算方法 114
5.2.1 天然水位资料法 114
5.2.2 湖泊形态分析法 115
5.2.3 生物空间*小需求法 115
5.2.4 保证率设定法 116
5.2.5 消落带面积法 116
5.3 长江中游生态流量确定 117
5.3.1 典型河段生态流量的确定 117
5.3.2 监利河段四大家鱼的生态流量需求 122
5.4 长江中游枯水期城陵矶站环境水位确定 125
5.4.1 城陵矶站水位代表性分析 126
5.4.2 洞庭湖环境水位确定 126
5.4.3 城陵矶江段环境水位确定 132
5.4.4 监利江段全年环境水位确定 132
5.5 小结 133
第6章 长江河口南支上段水源地压咸流量阈值 134
6.1 长江口北支倒灌影响下典型区域盐度预测经验模型 134
6.1.1 方法现状 134
6.1.2 研究区域与数据处理 135
6.1.3 模型建立与验证 136
6.2 满足河口压咸需求的临界大通流量 142
6.2.1 研究区域与资料来源 142
6.2.2 入海径流特征统计 142
6.2.3 潮差特征统计 143
6.2.4 盐水入侵特征统计 144
6.2.5 基于实测资料统计的临界大通站流量确定 145
6.2.6 基于氯（盐）度预测经验模型的临界大通流量确定 147
6.3 小结 151
第7章 以改善下游水环境为目标的三峡水库出库流量过程需求 152
7.1 三峡水库优化调度代表年选取 152
7.1.1 数据来源 152
7.1.2 分析方法 153
7.1.3 干支流径流特性分析 153
7.1.4 调度代表年选取 154
7.2 水库下游生态环境指标阈值 156
7.2.1 城陵矶环境水位指标 156
7.2.2 监利四大家鱼产卵流量过程指标 156
7.2.3 长江河口压咸流量下限指标 156
7.2.4 宜昌至汉口主要监测站全年生态流量下限指标 156
7.3 基于实测资料分析的典型平、枯水年城陵矶环境水位对宜昌流量需求 157
7.3.1 城陵矶站水位与螺山站水位的关系 157
7.3.2 满足城陵矶站环境水位的螺山站流量需求 158
7.3.3 典型平、枯水年城陵矶站环境水位对宜昌站流量的需求分析 158
7.4 基于数模计算的典型平、枯水年宜昌站流量过程需求 159
7.4.1 典型平、枯水年长江中下游生态环境指标不达标情况统计 159
7.4.2 支流同枯水组合条件下三峡水库出库流量过程需求 159
7.4.3 典型特枯水年三峡水库出库流量过程需求 162
7.4.4 典型平水年三峡水库出库流量过程需求 166
7.5 以改善下游水环境为目标的三峡水库出库流量过程需求及效果评价 169
7.5.1 枯水年出库流量过程需求及效果评价 169
7.5.2 平水年出库流量过程需求及效果评价 171
7.6 以改善下游水环境为目标的三峡水库出库流量调度规程设想 171
7.6.1 现状调度规程 171
7.6.2 枯水年（包括特枯水年）调度规程设想 172
7.6.3 平水年调度规程设想 172
7.7 小结 173
第8章 长江中游突发污染事件应急调度三峡出库流量需求 174
8.1 长江中游典型水源地突发性污染事故风险分析 174
8.1.1 江河饮用水水源地突发性污染事故风险源类型和辨识 174
8.1.2 研究河段突发性污染的案例及分析 175
8.2 可降解污染物应急调度方案 178
8.2.1 宜昌江段枯水期应急调度水量需求 178
8.2.2 荆州河段枯水期应急调度水量需求 190
8.2.3 长江中游突发事件应急调度效果 197
8.3 不可降解污染物应急调度方案 201
8.3.1 计算条件 201
8.3.2 计算结果 202
8.4 应急调度方案在长江中游河段的流量响应关系 204
8.5 小结 206
参考文献 208
附图 215