三峡库区流域产沙数学模型研究

论文摘要

长江三峡工程是一座具有防洪、发电、航运等综合效益的特大型水利工程。三峡水库淹没涉及19个县(市),总面积5.4万km2。库区地形复杂,农业资源丰富,宜林面积大,但森林覆盖率低。且库区大部分属于山区贫困县,生产力水平较低,土地资源开发利用不够合理,经营比较单一。由于多年来为解决粮食问题,不断扩大耕地面积,加之移民迁建,毁林造地,致使土地侵蚀、贫瘠化加重,植被减少,水土流失日趋严重,生态环境循环不良,成为库区最严重的环境问题之一。加之其他地区(如黄河)的流域产沙模式不能完全移植于三峡库区这一特定的环境内,因此,开展三峡库区产沙机理及模式的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文结合国务院三峡办科研项目“三峡库区主要环境因子对流域产沙的影响和对策研究”,利用水力学、河流动力学、水文学、泥沙运动力学及土壤侵蚀等相关学科的理论为基础,通过收集资料、试验数据分析、理论研究、数模计算等综合手段,在总结前人研究成果及相关资料的基础上,对前期现场试验资料进行理论分析；系统深入地研究了三峡库区主要环境因子对流域产沙的影响；并对已建立的产沙预报数学模型的参数进行了修正。选取三峡库区具有代表性的17个小流域,对所建数学模型进行应用验证,参数修正后较修正前模型的计算结果精度更高。改进后的模型模拟结果更为合理,更加符合实际情况。此外,对三峡库区防止水土流失和保护生态环境的对策进行了研究。根据丰都县铁炉沟小流域综合治理开发模式有关资料,进行了水土保持效益初步分析。本论文研究成果可为三峡库区移民搬迁、水土保持、生态环境治理及三峡水库运行管理等提供科学的、定量的、可靠的技术决策手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 侵蚀产沙的影响因素研究
• 1.2.2 泥沙输移比的研究
• 1.2.3 流域侵蚀产沙的研究方法
• 1.2.4 产沙数学模型
• 1.2.5 三峡库区流域产沙研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 三峡库区概况
• 2.1 库区植被情况
• 2.1.1 库区地貌、土壤和气候系统基本特征
• 2.1.2 库区森林资源
• 2.1.3 森林植被现状
• 2.2 水土流失与植被演替及地面组成物质的关系
• 2.2.1 自然植被的破坏及演替规律
• 2.2.2 水土流失发展与植被演替的关系
• 2.2.3 水土流失与地面组成物质的关系
• 2.3 水土流失类型及分布
• 2.3.1 水土流失类型
• 2.3.2 水土流失的分布特征
• 2.4 土壤物理性质试验测定
• 第三章 流域划分及模型结构
• 3.1 流域划分及概化
• 3.2 模型结构
• 3.2.1 产流模型
• 3.2.2 产沙模型
• 3.3 产流模型
• 3.3.1 超渗坡面径流计算
• 3.3.2 地下径流计算
• 3.3.3 河流汇流
• 3.4 产沙模型
• 3.4.1 坡面侵蚀力
• 3.4.2 单一坡面的土壤侵蚀公式
• 3.4.3 复杂坡面的土壤侵蚀公式
• 3.4.4 流域产沙量计算
• 3.5 三峡流域产沙预报系统使用说明
• 3.6 产沙模型应用验证
• 3.6.1 流域概况
• 3.6.2 基本资料
• 3.6.3 参数率定
• 3.6.4 应用验证
• 第四章 水土流失防治对策研究
• 4.1 水土保持的研究对象及意义
• 4.1.1 水土保持的研究对象
• 4.1.2 水土保持的重要意义
• 4.2 水土保持的主要措施
• 4.2.1 水土保持工程措施
• 4.2.2 水土保持林草措施概述
• 4.2.3 水土保持农业措施
• 4.2.4 水土保持综合防治规划
• 4.3 三峡库区水土流失防治对策研究
• 4.3.1 水土流失防治措施研究
• 4.3.2 水土保持产业化措施
• 4.4 水土保持效益实例初步分析
• 4.4.1 流域概况
• 4.4.2 水土保持技术措施
• 4.4.3 效益分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果