三峽水庫是連接長江上游及長江中下游的重要樞紐,戰(zhàn)略地位重要、生態(tài)作用關(guān)鍵,是維系和調(diào)控長江流域生態(tài)健康的主要環(huán)節(jié)。由于受到水壩攔蓄調(diào)節(jié)、高強度流域開發(fā)活動以及氣候變化等多種因素的疊加影響,三峽水庫是一個新生的巨型“人工湖泊”生態(tài)系統(tǒng),其水生態(tài)演化主要過程尚不穩(wěn)定,富營養(yǎng)化等生態(tài)問題尚未全部顯現(xiàn),表現(xiàn)出高度復雜性、不確定性和敏感性。本研究通過野外觀測和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進行三峽水庫支流庫灣水環(huán)境演化研究,探索解決兩個技術(shù)問題,一是考慮到大壩調(diào)蓄水位波動引起的干-支流水團交換與海洋潮汐過程的相似性,針對三峽支流庫灣的干-支流水體交換以密度流（斜壓流）驅(qū)動為主的水動力特征,應用海洋環(huán)境研究與預報模式（Marine Environment Research and Forecasting Model,MERF）,構(gòu)建了干-支流相互作用水動力學模型,并采用經(jīng)驗正交函數(shù)來識別支流庫灣震蕩流場的水庫不同調(diào)度期物質(zhì)輸運問題;二是聚焦庫灣浮游植物的關(guān)鍵營養(yǎng)驅(qū)動機制,結(jié)合庫區(qū)精細觀測成果,建立三峽水庫水質(zhì)模型,以有效反演三峽水庫支流庫灣藻類生消變化高度隨機性和不確定性的動力學特征。針對傳統(tǒng)的局部敏感性分... 

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 支流庫灣水文、水水動力特征研究進展
        1.2.2 支流庫灣物質(zhì)輸運與示蹤研究進展
        1.2.3 水質(zhì)模型及其參數(shù)敏感性分析研究進展
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 擬解決的關(guān)鍵科學問題
    1.5 特色與創(chuàng)新
    1.6 技術(shù)路線
第二章 材料與方法
    2.1 研究區(qū)域概況
        2.1.1 三峽工程概況
        2.1.2 三峽水庫調(diào)度特征
        2.1.3 三峽水庫水環(huán)境、水生態(tài)特征
        2.1.4 典型支流選取及其概況
    2.2 觀測及測定方案
        2.2.1 采樣點布置
        2.2.2 觀測參數(shù)
        2.2.3 樣品采集、分析及測定方法
第三章 三峽水庫干、支流水文物理特征及同位素示蹤
    3.1 支流庫灣水溫及流速變化特征
        3.1.1 水溫特征
        3.1.2 流速特征
        3.1.3 支流庫灣水量凈收支
        3.1.4 支流庫灣水文情勢轉(zhuǎn)變
    3.2 支流水文水動力過程的水體穩(wěn)定同位素示蹤
        3.2.1 氫氧同位素分析方法
        3.2.2 干、支流中穩(wěn)定同位素特征
        3.2.3 氘盈余特征
        3.2.4 混合比特征
        3.2.5 不同類型支流同位素特征
    3.3 本章小結(jié)
第四章 干-支流交互過程對支流水動力的影響及過程模擬
    4.1 干-支流交互作用的三維水動力數(shù)值模擬
        4.1.1 模型簡介
        4.1.2 控制方程
        4.1.3 建模及源數(shù)據(jù)
        4.1.4 模型驗證
    4.2 支流流速的時空變化分析
        4.2.1 干-支流交匯處流速變化特征
        4.2.2 庫灣中部流速變化特征
        4.2.3 庫灣上游流速變化特征
    4.3 支流庫灣的特征流場分析
        4.3.1 經(jīng)驗正交函數(shù)分析方法
        4.3.2 不同調(diào)度期的支流庫灣特征流場
    4.4 支流庫灣水動力過程的控制機制
        4.4.1 干-支流交匯處水動力控制機制
        4.4.2 庫灣中部水動力控制機制
        4.4.3 庫灣上游水動力控制機制
        4.4.4 不同類型支流的水動力控制機制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 干-支流交互過程對支流庫灣熱收支及水交換的影響
    5.1 干-支流交互過程對支流庫灣熱收支的影響
        5.1.1 水體熱收支及貢獻率模型
        5.1.2 水面凈熱通量
        5.1.3 支流庫灣熱含量
        5.1.4 支流庫灣熱收支
        5.1.5 熱收支貢獻率
    5.2 支流庫灣水交換過程
        5.2.1 支流庫灣水體交換過程分析方法
        5.2.2 支流庫灣水體交換量
        5.2.3 支流庫灣水體滯留時間
        5.2.4 不同類型支流庫灣間水體交換的特征
    5.3 本章小結(jié)
第六章 支流庫灣水質(zhì)模型及其全局敏感性分析
    6.1 三峽水庫支流庫灣水質(zhì)模型
        6.1.1 浮游植物生態(tài)動力學模型
        6.1.2 物質(zhì)輸運模型
    6.2 Sobol全局敏感性分析方法
    6.3 模型設(shè)置
        6.3.1 基準檢驗
        6.3.2 參數(shù)設(shè)置
        6.3.3 模型初狀態(tài)
    6.4 全局敏感性分析結(jié)果
        6.4.1 葉綠素a參數(shù)敏感性的時間變化特征
        6.4.2 溶解氧的參數(shù)敏感性的時間變化特征
    6.5 生態(tài)參數(shù)敏感性的生態(tài)學意義
        6.5.1 葉綠素a參數(shù)敏感性的生態(tài)學意義
        6.5.2 溶解氧參數(shù)敏感性的生態(tài)學意義
    6.6 本章小結(jié)
第七章 支流庫灣水華生消及磷的循環(huán)輸運過程
    7.1 水動力-水質(zhì)的模式耦合與驗證
    7.2 浮游植物時空變化分析
    7.3 支流庫灣富營養(yǎng)化過程分析
        7.3.1 支流庫灣富營養(yǎng)化評價方法
        7.3.2 支流庫灣富營養(yǎng)化過程變化特征
        7.3.3 支流庫灣富營養(yǎng)化過程的空間變化
        7.3.4 庫灣富營養(yǎng)化過程時空演化特征
    7.4 浮游植物生長與水體流速之間的關(guān)系
    7.5 浮游植物生長與磷的生物化學循環(huán)過程
    7.6 庫灣中磷的循環(huán)與輸運過程
        7.6.1 浮游植物生消過程與磷的循環(huán)輸運
        7.6.2 庫灣中的磷收支過程
    7.7 支流庫灣生態(tài)系統(tǒng)保護對策
    7.8 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 展望與建議
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]三峽水庫香溪河庫灣水華水動力調(diào)控初步研究[J]. 李光浩,楊霞,陳和春,尹煒,辛小康.  人民長江. 2017(10)
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博士論文
[1]分層異重流背景下三峽水庫典型支流水華生消機理及其調(diào)控[D]. 楊正健.武漢大學 2014

碩士論文
[1]支流河口水動力作用對三峽庫區(qū)干支流營養(yǎng)鹽交換的影響[D]. 羅光富.華東師范大學 2014
[2]不同調(diào)度方案下三峽庫區(qū)垂向二維水動力模型研究[D]. 卜英.天津大學 2010
[3]長江流域水穩(wěn)定同位素變化特征研究[D]. 孫婷婷.河海大學 2007



本文編號：3649658