论文题目: 长江中下游干流水沙与现代河床地貌耦合作用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 自然地理学
作者: 李茂田
导师: 陈中原
关键词: 流量,悬沙,床沙,河床演变,耦合作用,数字高程模型,泥沙动力学理论,大坝,水库,扩卡泄洪
文献来源: 华东师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 长江流域面积为180万km~2,是我国第一、世界第三大河流。长江以她占全国18%的国土面积,养育了全国34%的人口,创造了国民生产总值(GDP)的40%以上。长江是我国内河航运最发达的河流,内河货运量与周转量均占全国的80%以上。素有“黄金水道”之嘉誉,但目前大部分干、支流航道仍处于天然状态,滩槽冲淤变化多端,对航运影响较大。另外中下游洪灾却十分频繁,日益成为危害长江“健康”的最主要环境问题。尽管导致洪灾频发的原因多样,但长江中游泥沙淤积严重,洪水位不断上涨的趋势却是不争的事实。在这种情况下,深入研究河流现代河床地貌演变与水沙的耦合作用,定量阐明不同河段水沙的变化与冲淤变化的相互关系,具有深刻的实践指导意义。另外水沙与河床地貌演变的耦合研究是流体运动力学、泥沙运动力学、河床演变等学科交叉与边缘领域,因此,开展长江中下游河床地貌变化及其与水沙的耦合作用研究,无疑具有重要的理论意义。 基于以上的考虑,第一,本文运用实测和历史的水沙资料,探讨了长江中下游干流河道洪枯季水沙与冲淤的分布特征及其相互关系。研究发现:1)长江干流流量、悬沙浓度与输沙量在洪峰期(7月)前后随时间的递变率不同,输沙量从上游到下游都表现为洪峰前递增率大于洪峰后递减率,流量和悬沙浓度的变化在汉口以上表现为洪峰前递增率大于洪峰后递减率,但汉口以下表现为洪峰前递增率小于洪峰后递减率;2)汉口以上比降在增水过程中随流量增加而减小,减水过程中随流量减少而增加。汉口以下比降在增水过程中随流量增加而增加,减水过程中随流量减少而减少。3)悬沙的粒度洪细枯粗,床沙的粒度洪粗枯细;悬沙与床沙的粒度都具有沿程递减的趋势;4)悬沙中冲泻质含量的变化为洪季大、枯季小,过渡质含量的季节变化与冲泻质变化相反;5)床沙中冲泻质与过渡质含量变化为洪季低、枯季高,床沙质含量的季节变化与冲泻质和过渡质变化相反;6)悬沙浓度与流量,输沙量与流量之间的关系都表现为正相关关系,相关性表现出明显的沿程递减的特性,这种特性与悬沙中过渡质含量的沿程递减密切相关;7)宜昌—新厂河段与螺山-汉口河段总体上表现为枯季淤积,洪季冲刷;新厂—螺山河段与汉口—大通河段总体上表现为枯季冲刷,洪季淤积。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
第一节 研究意义及国内外研究现状
一．论文的研究意义
二．国内外相关研究工作的综述
三．本文的研究目的、内容及创新
第二节 研究区域概况
一．长江流域水系及河段划分
二．中下游概况
第三节 研究方法、野外观测与实验
一．研究方法与技术路线
二．历史资料的收集与处理
三．河流调查与观测
四．样品分析方法
五．河道冲淤计算方法：GIS与DEM方法
第二章 长江中下游水沙季节行为特征
第一节 长江流域季风气候特征
第二节 流量—悬沙—床沙的变化
一．流量—输沙量—悬沙浓度的季节变化
二．悬沙颗粒与组成的季节变化
三．流量与输沙量的年际变化
四．干流床沙的季节变化
第三节 流量—水位—比降的季节变化
第四节 长江中下游冲淤的季节变化
第五节 长江中下游各主要站流量与悬沙的经验关系
第三章 基于DEM的长江中下游冲淤基本特征
第一节 计算河道冲淤基本方法概述
一．河道冲淤计算的方法分类
二．DEM计算方法与步骤
第二节 1983-1997宜昌-武汉不同河段冲淤基本情况
第三节 1972-2002武汉-江阴不同河段冲淤基本情况
第四节 长江中下游河道沿程冲淤演变特征
一．冲淤具有明显的空间分异性
二．河槽与浅滩冲淤变化的组合方式具有空间分异性
三．河槽与浅滩的宽度、河槽深度与浅滩高度变化的组合具有空间分异性
四．河槽深度与宽度，浅滩高度与宽度沿程变化的趋势不同
五．河床演变的总体特征
第四章 长江中下游沿程水沙变化与河床地貌的耦合作用
第一节 长江中下游实测的水沙沿程变化特征
一．流速的沿程分布特征
二．床沙特征
三．悬沙特征
第二节 沿程流速的变化与河床冲淤的耦合作用
一．理论基础
二．本文的计算方法
三．结果与讨论
第三节 沿程悬沙紊动强度变化与河床冲淤的耦合作用
一．理论基础
二．本文的计算方法
三．结果与讨论
第四节 沿程水流挟沙力变化与河床冲淤的耦合作用
一．理论基础
二．本文的计算方法
三．结果与讨论
第五节 极端水沙事件对河床地貌的影响
一．研究意义
二．研究区域概况
三．资料和研究方法
四．结果
五．宝钢码头前沙体演变的原因
六．河床演变预测、影响和河道治理
七．结论
第五章 长江中下游水沙对人类活动的响应及变化预测
第一节 50年来长江流域的大坝建设对水沙过程的影响
一．50年来长江流域大坝的时空分布特征
二．大坝与水库对水沙的影响
第二节 长江中下游干流水沙及河道冲淤预测
一、三峡水库蓄水对库区水沙的影响
二、三峡水库运行前后水沙参数的变化。
三、三峡水库放水与蓄水期长江中游河床的冲淤预测
四、三峡水库运行后下游河道的冲刷多年预测
第三节 新形势下防洪对策
一．新形势下防洪的评价与矛盾
二．扩卡对策—以田家镇河段扩卡对汉口河段洪水水位与洪水历时的影响为例
第六章 总结
参考文献
参与的科研项目与论文发表情况
后记
发布时间: 2005-07-18
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