基于凌情变化的黄河上游宁蒙河段防凌流量研究
发布时间：2021-10-07 23:51
宁蒙河段是黄河上发生凌汛灾害最多的河段,在全球气候变暖大背景下,宁蒙河段凌情特征随之发生了很大改变。针对气候变化导致的凌情改变,人类可以通过不断调整水库防凌调度方案进行适应。因此,充分认识变化环境下凌情演变规律,做好凌情预报工作,并推求刘家峡水库气候适应性防凌流量,可为黄河未来防凌减灾政策的制定提供参考,对黄河流域可持续发展具有重要现实意义。本文以宁蒙河段和黄河上游水库为研究对象,首先分析凌情主要影响因子的时空变化规律,其次建立凌情预报分段多元线性回归模型并构建了气温升高情景集,最后对未来黄河上游宁蒙河段封开河日期和气候适应性防凌流量方案进行预估。主要研究成果如下:（1）选取气温、流量作为主要凌情影响因子,分析其随时间变化的趋势性、持续性和突变性等变化规律,同时分析了宁蒙河段不同历史阶段封开河日期变化趋势。结果表明宁蒙河段防凌期平均气温呈上升趋势,且在80年代后期存在一次跳跃性突变;1968年刘家峡水库投入使用后黄河宁蒙河段防凌期流量明显增加,表明人类活动尤其是水库调度将对宁蒙河段防凌期流量的变化产生显著影响;在80年代后期宁蒙河段升温加速的气候变化条件下,封河日期呈现出推后趋势,开河...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄河流域图
第2章研究区域概况及基本资料9图2-2黄河凌情示意图Fig.2-2TheicestatusoftheYellowRiver宁蒙河段是黄河流域所处纬度最高河段，位于黄河上游的下段，河流自低纬度流向高纬度地区。河段全长1227km，其中宁夏境内长397km、内蒙古境内长830km。在1986年龙羊峡投入使用以后，汛期由龙、刘水库联合调蓄洪水，降低了汛期洪水对宁蒙河段的冲刷能力，使得该河段淤积加重。黄河流经石嘴山站后，河道逐渐趋于平缓，比降降至0.02%以下，进入内蒙古三湖河口河段后，河道弯道和浅滩增多，主流摆动不定，是黄河极易发生凌汛灾害的河段（见图2-3）。正是由于该河段独特地理特性，下游气温比上游气温低，造成冬季下游封冻日期早于上游，而春季开河时，上游比下游先解封，结果导致上游解冻开河释放的水量都蓄积在下游河段。加之河道曲折多弯，在流量、气温和河道形态等因素共同作用影响下，常因局部河段结坝卡塞，导致水位急剧升高，凌汛洪水漫过黄河大堤，造成严重的凌汛灾害，对黄河两岸人民生命财产造成严重的安全隐患。黄河宁蒙河段每年封冻期长达4～5个月，为黄河上封冻时间最长的河段。黄河凌汛期分为3个阶段，分别为流凌封河阶段、稳定封冻阶段和开河阶段，稳定封河阶段历时最长，可达3~4个月之久。宁蒙河段一般从11月中下旬开始出现冰凌，12月上旬达到全线封河，翌年3月上中旬开始融冰开河，其中宁夏河段封冻天数较少，一般60天左右，内蒙古河段封冻天数较多，可达110余天。封河长度多年平均约800km，最长年份可达1200余km。平均冰厚约为0.7m左右，最大冰厚在1m以上。宁蒙河段一般从上游向下游解冻，在三湖河口至头道拐河段一般会有较大凌峰出现，历史上出现的最大凌峰流量达到了3500m3/s，发生在头道拐断面。
西安理工大学工程硕士专业学位论文10图2-3黄河宁蒙段示意图Fig.2-3Ninxia-InnerMongoliareachoftheYellowRiver2.2基本数据资料2.2.1水文气象及凌情资料气温和流量是黄河冰凌产生、消融的关键因素，冬季气温降到0℃以下，使得河道水体失热冷却促使冰凌的产生，冬季气温的高低直接影响河道结冰厚度和河道封冻长度。封开河流量不仅可以影响封开河速度，同时又可以改变封开河的形势以及封开河日期。本次数据资料主要来源于：黄河宁蒙河段头道拐、三湖河口、巴彦高勒、石嘴山站1959~2015年防凌期月平均流量、封开河流量、封开河日期来源于黄河水利委员会水文局、南京水利科学研究院汇编的《黄河凌情资料整编及特点分析》及中华人民共和国水文年鉴《黄河流域水文资料》。黄河宁蒙河段凌情发生在每年的11月至翌年的3月，本论文选用气象数据为头道拐、三湖河口、巴彦高勒、石嘴山站1959-2015年防凌期（11~3）月日平均气温，以此作为研究基础，分析了宁蒙河段近60年防凌期气温变化规律，进而分析气温变化对凌情变化产生的影响。2.2.2CMIP5模式数据未来凌汛期气候变化模拟采用了GCMs提供的第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中北京气候中心气候系统模式数据(BCC-CSM1.1)[54]。BCC-CSM1.1模式参与CMIP5的各
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SWAT模型的黄柏河东支流域气候变化的水文响应研究[J]. 陈亮,董晓华,李英海,李中华,刘冀,薄会娟,万浩,蔡莉莉. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]CMIP5全球气候模式对中国黄河流域气候模拟能力的评估[J]. 周文翀,韩振宇. 气象与环境学报. 2018(06)
[3]回顾IPCC 30年（1988—2018年）[J]. 赵宗慈,罗勇,黄建斌. 气候变化研究进展. 2018(05)
[4]黄河凌情预报研究与防凌需求[J]. 刘吉峰,霍世青,王春青. 中国防汛抗旱. 2017(06)
[5]黄河宁蒙河段水文-水温过程和河道形态变化对凌汛的影响[J]. 苏腾,黄河清,周园园. 资源科学. 2016(05)
[6]黄河海勃湾水库运用初期防凌运用方式研究[J]. 贺顺德,雷鸣,郭金萃. 人民黄河. 2016(01)
[7]基于水热耦合平衡方程的黄河流域径流变化归因分析[J]. 杨大文,张树磊,徐翔宇. 中国科学:技术科学. 2015(10)
[8]黄河流域未来气候-水文变化的模拟研究[J]. 康丽莉,LEUNG L Ruby,柳春,王守荣. 气象学报. 2015(02)
[9]海河流域河川径流对气候变化的响应机理[J]. 贺瑞敏,张建云,鲍振鑫,严小林,王国庆,刘翠善. 水科学进展. 2015(01)
[10]黄河源区河道冰凌特征变化及影响因素分析[J]. 杜一衡,郝振纯,李伟玲,鞠琴,鲁承阳,畅俊杰. 水资源与水工程学报. 2014(05)
博士论文
[1]黄河内蒙段凌汛成因分析及封开河日期预报模型研究[D]. 冀鸿兰.内蒙古农业大学 2002
硕士论文
[1]万家寨水库建成后上游河段冰情特性分析及冰情信息模拟预报模型研究[D]. 王晓燕.内蒙古农业大学 2017
[2]龙羊峡、刘家峡河段梯级水库联合运用相关问题研究[D]. 许伟.清华大学 2015
[3]功能对等理论在政论文翻译中的应用[D]. 高晓婉.北京交通大学 2014
[4]黄河流域近50年气候变化及未来预估[D]. 柳春.南京信息工程大学 2013
[5]基于可变模糊集理论的黄河内蒙段冰情预报方法研究[D]. 徐晶.内蒙古农业大学 2012
[6]黄河内蒙段冰情特点及预报模型研究[D]. 张傲妲.内蒙古农业大学 2011
[7]黄河上游梯级水库防凌优化调度研究[D]. 范会宁.郑州大学 2011
[8]湘江流域枯水径流时间演变规律及预报研究[D]. 徐冬梅.长沙理工大学 2010
[9]黄河宁蒙段冰情中长期预报研究[D]. 胡进宝.河海大学 2006
本文编号：3423021
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄河流域图
第2章研究区域概况及基本资料9图2-2黄河凌情示意图Fig.2-2TheicestatusoftheYellowRiver宁蒙河段是黄河流域所处纬度最高河段，位于黄河上游的下段，河流自低纬度流向高纬度地区。河段全长1227km，其中宁夏境内长397km、内蒙古境内长830km。在1986年龙羊峡投入使用以后，汛期由龙、刘水库联合调蓄洪水，降低了汛期洪水对宁蒙河段的冲刷能力，使得该河段淤积加重。黄河流经石嘴山站后，河道逐渐趋于平缓，比降降至0.02%以下，进入内蒙古三湖河口河段后，河道弯道和浅滩增多，主流摆动不定，是黄河极易发生凌汛灾害的河段（见图2-3）。正是由于该河段独特地理特性，下游气温比上游气温低，造成冬季下游封冻日期早于上游，而春季开河时，上游比下游先解封，结果导致上游解冻开河释放的水量都蓄积在下游河段。加之河道曲折多弯，在流量、气温和河道形态等因素共同作用影响下，常因局部河段结坝卡塞，导致水位急剧升高，凌汛洪水漫过黄河大堤，造成严重的凌汛灾害，对黄河两岸人民生命财产造成严重的安全隐患。黄河宁蒙河段每年封冻期长达4～5个月，为黄河上封冻时间最长的河段。黄河凌汛期分为3个阶段，分别为流凌封河阶段、稳定封冻阶段和开河阶段，稳定封河阶段历时最长，可达3~4个月之久。宁蒙河段一般从11月中下旬开始出现冰凌，12月上旬达到全线封河，翌年3月上中旬开始融冰开河，其中宁夏河段封冻天数较少，一般60天左右，内蒙古河段封冻天数较多，可达110余天。封河长度多年平均约800km，最长年份可达1200余km。平均冰厚约为0.7m左右，最大冰厚在1m以上。宁蒙河段一般从上游向下游解冻，在三湖河口至头道拐河段一般会有较大凌峰出现，历史上出现的最大凌峰流量达到了3500m3/s，发生在头道拐断面。
西安理工大学工程硕士专业学位论文10图2-3黄河宁蒙段示意图Fig.2-3Ninxia-InnerMongoliareachoftheYellowRiver2.2基本数据资料2.2.1水文气象及凌情资料气温和流量是黄河冰凌产生、消融的关键因素，冬季气温降到0℃以下，使得河道水体失热冷却促使冰凌的产生，冬季气温的高低直接影响河道结冰厚度和河道封冻长度。封开河流量不仅可以影响封开河速度，同时又可以改变封开河的形势以及封开河日期。本次数据资料主要来源于：黄河宁蒙河段头道拐、三湖河口、巴彦高勒、石嘴山站1959~2015年防凌期月平均流量、封开河流量、封开河日期来源于黄河水利委员会水文局、南京水利科学研究院汇编的《黄河凌情资料整编及特点分析》及中华人民共和国水文年鉴《黄河流域水文资料》。黄河宁蒙河段凌情发生在每年的11月至翌年的3月，本论文选用气象数据为头道拐、三湖河口、巴彦高勒、石嘴山站1959-2015年防凌期（11~3）月日平均气温，以此作为研究基础，分析了宁蒙河段近60年防凌期气温变化规律，进而分析气温变化对凌情变化产生的影响。2.2.2CMIP5模式数据未来凌汛期气候变化模拟采用了GCMs提供的第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中北京气候中心气候系统模式数据(BCC-CSM1.1)[54]。BCC-CSM1.1模式参与CMIP5的各
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SWAT模型的黄柏河东支流域气候变化的水文响应研究[J]. 陈亮,董晓华,李英海,李中华,刘冀,薄会娟,万浩,蔡莉莉. 三峡大学学报(自然科学版). 2019(02)
[2]CMIP5全球气候模式对中国黄河流域气候模拟能力的评估[J]. 周文翀,韩振宇. 气象与环境学报. 2018(06)
[3]回顾IPCC 30年（1988—2018年）[J]. 赵宗慈,罗勇,黄建斌. 气候变化研究进展. 2018(05)
[4]黄河凌情预报研究与防凌需求[J]. 刘吉峰,霍世青,王春青. 中国防汛抗旱. 2017(06)
[5]黄河宁蒙河段水文-水温过程和河道形态变化对凌汛的影响[J]. 苏腾,黄河清,周园园. 资源科学. 2016(05)
[6]黄河海勃湾水库运用初期防凌运用方式研究[J]. 贺顺德,雷鸣,郭金萃. 人民黄河. 2016(01)
[7]基于水热耦合平衡方程的黄河流域径流变化归因分析[J]. 杨大文,张树磊,徐翔宇. 中国科学:技术科学. 2015(10)
[8]黄河流域未来气候-水文变化的模拟研究[J]. 康丽莉,LEUNG L Ruby,柳春,王守荣. 气象学报. 2015(02)
[9]海河流域河川径流对气候变化的响应机理[J]. 贺瑞敏,张建云,鲍振鑫,严小林,王国庆,刘翠善. 水科学进展. 2015(01)
[10]黄河源区河道冰凌特征变化及影响因素分析[J]. 杜一衡,郝振纯,李伟玲,鞠琴,鲁承阳,畅俊杰. 水资源与水工程学报. 2014(05)
博士论文
[1]黄河内蒙段凌汛成因分析及封开河日期预报模型研究[D]. 冀鸿兰.内蒙古农业大学 2002
硕士论文
[1]万家寨水库建成后上游河段冰情特性分析及冰情信息模拟预报模型研究[D]. 王晓燕.内蒙古农业大学 2017
[2]龙羊峡、刘家峡河段梯级水库联合运用相关问题研究[D]. 许伟.清华大学 2015
[3]功能对等理论在政论文翻译中的应用[D]. 高晓婉.北京交通大学 2014
[4]黄河流域近50年气候变化及未来预估[D]. 柳春.南京信息工程大学 2013
[5]基于可变模糊集理论的黄河内蒙段冰情预报方法研究[D]. 徐晶.内蒙古农业大学 2012
[6]黄河内蒙段冰情特点及预报模型研究[D]. 张傲妲.内蒙古农业大学 2011
[7]黄河上游梯级水库防凌优化调度研究[D]. 范会宁.郑州大学 2011
[8]湘江流域枯水径流时间演变规律及预报研究[D]. 徐冬梅.长沙理工大学 2010
[9]黄河宁蒙段冰情中长期预报研究[D]. 胡进宝.河海大学 2006
本文编号：3423021
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