河龙区间水库淤积特征及其对入黄泥沙的影响

发布时间：2017-05-10 04:13

  本文关键词：河龙区间水库淤积特征及其对入黄泥沙的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水库泥沙淤积问题影响水库经济和生态效益的发挥,因此研究水库淤积问题具有重要的实际应用价值。近年来,黄河泥沙锐减引起社会公众的广泛关注,相继开展了各类水保措施减水减沙的研究,如淤地坝、梯田、林草地及气候变化在入黄泥沙中的贡献与比例,旨在探讨入黄泥沙减少的根本原因与机理,而水库泥沙淤积问题的研究相对较少,尤其针对一个区域水库的淤积问题以及无监测资料水库淤积量估算研究更少。本文应用Mann-Kendall检验方法、双累积曲线法、线性回归法等多种数理统计方法,对河龙区间径流输沙量以及水库淤积量进行研究,分析径流量、输沙量的变化规律和水库的淤积规律;计算人类活动的减水减沙量;估算水库的总淤积量,以此为基础定量评价水库淤积在入黄减沙中的影响。以期为区域水库高效利用、黄河流域水沙综合治理提供科学依据,具有重要的科学意义。得出的主要结论有:(1)河龙区间年降雨量从1957年至2012年整体呈现缓慢下降趋势,降雨量平均每年下降1.38mm,空间上分布特点为从东南到西北逐渐降低;1950-2012年河龙区间径流量和输沙量整体均呈现降低趋势,每年分别减少约0.99×108m3和0.17×108t;河龙区间径流量和输沙量降低趋势在70年代和90年代均出现突变,即这两个时间点上,两者的下降趋势明显增强。(2)河龙区间径流量在年内主要集中在7-10月,各支流径流量的变化整体呈现下降趋势,其中单位面积径流量下降最大的是窟野河,为6.18×104 m3/km2·a,而最小值出现在延河流域,为3.41×104m3/km2·a;输沙量年内集中分布在7-10月,四个月的总输沙量占全年总输沙量的一半以上,各支流输沙量的变化整体呈现下降趋势,其中单位面积输沙量下降最大的是皇甫川,为1.27×104t/km2·a,而最小值出现在无定河流域,为0.35×104t/km2·a。(3)综合分析径流量、输沙量与降雨量的关系,研究人类活动影响期的起始年,并计算人类活动的减水减沙效应。1974年为河龙区间人类活动水沙影响期的起始年,由于人类活动的影响,从1975年至2012年河龙区间径流量减少905.06×108m3,每年平均减少约23.21×108m3;从1975年至2012年输沙量减少179.75×108t,每年平均减少约4.73×108t,其中2012年单年减沙量为10.04×108t。(4)河龙区间水库修建时空分布不均匀,从1956年至2012年,上世纪70年代是水库修建的高峰期,共修建水库134座,占水库总数的65%,总库容17.53×108m3;水库的空间分布主要集中在几条主要支流,其中中型水库主要集中在无定河流域(26座)、小型水库主要集中在无定河流域(67座)、红河流域(19座)、皇甫川流域(16座)和窟野河流域(10座)。(5)河龙区间不同输沙模数区内水库的淤积特征差异显著,依据输沙模数将河龙区间内中小型水库分为5个类型区:微度侵蚀区(0-2000t/km2·a)、轻度侵蚀区(2000-10000t/km2·a)、中度侵蚀区(10000-15000t/km2·a)、重度侵蚀区(15000-20000t/km2·a)和严重侵蚀区(20000t/km2·a以上)。各类型区内水库的淤积规律分别为:微度侵蚀区水库90年代后淤损率基本保持不变,且平均淤损率与建库年份呈线性负相关;轻度侵蚀区水库、中度侵蚀区70年代后修建的水库、重度侵蚀区和严重侵蚀区内2000年后修建水库的淤损率随运行时间呈对数关系,且输沙模数越大水库淤损越快;中度侵蚀区70年代前修建水库和严重侵蚀区水库,冲淤基本平衡,淤损率保持稳定,平均淤损率分别为0.834和0.7755。(6)基于河龙区间中小型水库的淤积规律和大型水库的淤积资料,结合人类活动减沙量,定量评价区间水库淤积量在入黄减沙中的影响。1956年至2011年河龙区间总淤积量为15.14×108m3,其中4座大型水库的总淤积量为6.22×108m3,约为8.08×108t,47座中型水库累计淤积量为7.40×108m3,约9.62×108t,156座小型水库累计淤积量为1.52×108m3,约1.95×108t;1956年至2011年河龙区间水库总淤积量在入黄减沙中的比重为11.58%,其中大型水库所占的比重为4.76%;中型水库所占的比重为5.67%;小型水库所占的比重为1.15%。
【关键词】：河龙区间 径流量 输沙量 水库淤积量 人类活动
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV145
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究的目的和意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 水库冲淤现象研究13-14
• 1.2.2 水库对流域的影响研究14-15
• 1.2.3 水库冲淤的研究途径15-17
• 第二章 研究内容与方法17-28
• 2.1 研究目标17
• 2.2 研究内容17-18
• 2.2.1 河龙区间水沙变化特征及其人类活动减沙量估算17
• 2.2.2 河龙区间中小型水库淤积特征研究17
• 2.2.3 河龙区间水库泥沙淤积量估算17
• 2.2.4 定量评价河龙水库泥沙淤积量在入黄减沙中的影响17-18
• 2.3 研究区概况18-20
• 2.4 数据资料20-22
• 2.4.1 数据资料的来源20-21
• 2.4.2 数据资料的说明21-22
• 2.5 研究方法22-26
• 2.5.1 Mann-Kendall趋势检验法22-23
• 2.5.2 Mann-Kendall突变检验法23-24
• 2.5.3 滑动t检验法24
• 2.5.4 Yamamoto检验24
• 2.5.5 滑动平均24-25
• 2.5.6 双累积曲线法25
• 2.5.7 距平累积法25
• 2.5.8 线性回归法25-26
• 2.6 技术路线26-28
• 第三章 河龙区间近年来降雨量及水沙变化分析28-48
• 3.1 降雨量变化特征28-31
• 3.1.1 河龙区间基础雨量站的确定28-29
• 3.1.2 河龙区间基础雨量站控制面积的确定29-30
• 3.1.3 河龙区间降雨量的时空分布特征30-31
• 3.1.3.1 降雨量空间分布特点30
• 3.1.3.2 降雨量时间分布特点30-31
• 3.2 河龙区间径流量变化特征31-35
• 3.2.1 河龙区间年径流量变化特征31-32
• 3.2.2 河龙区间径流量突变特征分析32-33
• 3.2.3 河龙区间径流量年内变化规律分析33-34
• 3.2.4 河龙区间主要支流径流量变化34-35
• 3.3 河龙区间输沙量变化特征35-39
• 3.3.1 河龙区间输沙量年际变化趋势特征35-36
• 3.3.2 河龙区间输沙量突变特征分析36-37
• 3.3.3 河龙区间输沙量年内变化分析37-38
• 3.3.4 河龙区间主要支流输沙量变化38-39
• 3.4 河龙区间输沙与径流关系39-40
• 3.5 河龙区间人类活动减水减沙分析40-46
• 3.5.1 河龙区间人类活动对径流量的影响分析40-43
• 3.5.2 河龙区间人类活动对输沙量的影响分析43-46
• 3.6 本章小结46-48
• 第四章 河龙区间水库概况及其分布特征48-58
• 4.1 河龙区间水库的建设情况48-50
• 4.2 河龙区间水库的分布50-52
• 4.3 河龙区间水库分布区特征52-57
• 4.3.1 河龙区间淤积规律分区机理52-54
• 4.3.2 河龙区间分区特征54-56
• 4.3.3 河龙区间各分区内水库概况56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 河龙区间水库淤积量估算及其在流域减沙中的影响58-71
• 5.1 大型水库淤积量58-60
• 5.2 中、小型水库淤积量估算60-68
• 5.2.1 微度侵蚀区中、小型水库淤积规律60-62
• 5.2.2 轻度侵蚀区中、小型水库淤积规律62-64
• 5.2.3 中度侵蚀区中、小型水库淤积规律64-65
• 5.2.4 重度侵蚀区中、小型水库淤积规律65-66
• 5.2.5 严重侵蚀区中、小型水库淤积规律66-68
• 5.2.6 各输沙模数区中、小型水库淤积规律68
• 5.3 水库淤积量在入黄减沙中的影响68-69
• 5.4 本章小结69-71
• 第六章 结论与展望71-74
• 6.1 主要结论71-72
• 6.2 主要的创新点72-73
• 6.3 本研究存在的不足73-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-80
• 作者简介80

【参考文献】

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1 李丽娟,郑红星;华北典型河流年径流演变规律及其驱动力分析——以潮白河为例[J];地理学报;2000年03期

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本文编号：353994