基于凌情變化的黃河上游寧蒙河段防凌流量研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-07 23:51
寧蒙河段是黃河上發(fā)生凌汛災(zāi)害最多的河段,在全球氣候變暖大背景下,寧蒙河段凌情特征隨之發(fā)生了很大改變。針對(duì)氣候變化導(dǎo)致的凌情改變,人類(lèi)可以通過(guò)不斷調(diào)整水庫(kù)防凌調(diào)度方案進(jìn)行適應(yīng)。因此,充分認(rèn)識(shí)變化環(huán)境下凌情演變規(guī)律,做好凌情預(yù)報(bào)工作,并推求劉家峽水庫(kù)氣候適應(yīng)性防凌流量,可為黃河未來(lái)防凌減災(zāi)政策的制定提供參考,對(duì)黃河流域可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。本文以寧蒙河段和黃河上游水庫(kù)為研究對(duì)象,首先分析凌情主要影響因子的時(shí)空變化規(guī)律,其次建立凌情預(yù)報(bào)分段多元線性回歸模型并構(gòu)建了氣溫升高情景集,最后對(duì)未來(lái)黃河上游寧蒙河段封開(kāi)河日期和氣候適應(yīng)性防凌流量方案進(jìn)行預(yù)估。主要研究成果如下:(1)選取氣溫、流量作為主要凌情影響因子,分析其隨時(shí)間變化的趨勢(shì)性、持續(xù)性和突變性等變化規(guī)律,同時(shí)分析了寧蒙河段不同歷史階段封開(kāi)河日期變化趨勢(shì)。結(jié)果表明寧蒙河段防凌期平均氣溫呈上升趨勢(shì),且在80年代后期存在一次跳躍性突變;1968年劉家峽水庫(kù)投入使用后黃河寧蒙河段防凌期流量明顯增加,表明人類(lèi)活動(dòng)尤其是水庫(kù)調(diào)度將對(duì)寧蒙河段防凌期流量的變化產(chǎn)生顯著影響;在80年代后期寧蒙河段升溫加速的氣候變化條件下,封河日期呈現(xiàn)出推后趨勢(shì),開(kāi)河...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
黃河流域圖
第2章研究區(qū)域概況及基本資料9圖2-2黃河凌情示意圖Fig.2-2TheicestatusoftheYellowRiver寧蒙河段是黃河流域所處緯度最高河段,位于黃河上游的下段,河流自低緯度流向高緯度地區(qū)。河段全長(zhǎng)1227km,其中寧夏境內(nèi)長(zhǎng)397km、內(nèi)蒙古境內(nèi)長(zhǎng)830km。在1986年龍羊峽投入使用以后,汛期由龍、劉水庫(kù)聯(lián)合調(diào)蓄洪水,降低了汛期洪水對(duì)寧蒙河段的沖刷能力,使得該河段淤積加重。黃河流經(jīng)石嘴山站后,河道逐漸趨于平緩,比降降至0.02%以下,進(jìn)入內(nèi)蒙古三湖河口河段后,河道彎道和淺灘增多,主流擺動(dòng)不定,是黃河極易發(fā)生凌汛災(zāi)害的河段(見(jiàn)圖2-3)。正是由于該河段獨(dú)特地理特性,下游氣溫比上游氣溫低,造成冬季下游封凍日期早于上游,而春季開(kāi)河時(shí),上游比下游先解封,結(jié)果導(dǎo)致上游解凍開(kāi)河釋放的水量都蓄積在下游河段。加之河道曲折多彎,在流量、氣溫和河道形態(tài)等因素共同作用影響下,常因局部河段結(jié)壩卡塞,導(dǎo)致水位急劇升高,凌汛洪水漫過(guò)黃河大堤,造成嚴(yán)重的凌汛災(zāi)害,對(duì)黃河兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的安全隱患。黃河寧蒙河段每年封凍期長(zhǎng)達(dá)4~5個(gè)月,為黃河上封凍時(shí)間最長(zhǎng)的河段。黃河凌汛期分為3個(gè)階段,分別為流凌封河階段、穩(wěn)定封凍階段和開(kāi)河階段,穩(wěn)定封河階段歷時(shí)最長(zhǎng),可達(dá)3~4個(gè)月之久。寧蒙河段一般從11月中下旬開(kāi)始出現(xiàn)冰凌,12月上旬達(dá)到全線封河,翌年3月上中旬開(kāi)始融冰開(kāi)河,其中寧夏河段封凍天數(shù)較少,一般60天左右,內(nèi)蒙古河段封凍天數(shù)較多,可達(dá)110余天。封河長(zhǎng)度多年平均約800km,最長(zhǎng)年份可達(dá)1200余km。平均冰厚約為0.7m左右,最大冰厚在1m以上。寧蒙河段一般從上游向下游解凍,在三湖河口至頭道拐河段一般會(huì)有較大凌峰出現(xiàn),歷史上出現(xiàn)的最大凌峰流量達(dá)到了3500m3/s,發(fā)生在頭道拐斷面。
西安理工大學(xué)工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文10圖2-3黃河寧蒙段示意圖Fig.2-3Ninxia-InnerMongoliareachoftheYellowRiver2.2基本數(shù)據(jù)資料2.2.1水文氣象及凌情資料氣溫和流量是黃河冰凌產(chǎn)生、消融的關(guān)鍵因素,冬季氣溫降到0℃以下,使得河道水體失熱冷卻促使冰凌的產(chǎn)生,冬季氣溫的高低直接影響河道結(jié)冰厚度和河道封凍長(zhǎng)度。封開(kāi)河流量不僅可以影響封開(kāi)河速度,同時(shí)又可以改變封開(kāi)河的形勢(shì)以及封開(kāi)河日期。本次數(shù)據(jù)資料主要來(lái)源于:黃河寧蒙河段頭道拐、三湖河口、巴彥高勒、石嘴山站1959~2015年防凌期月平均流量、封開(kāi)河流量、封開(kāi)河日期來(lái)源于黃河水利委員會(huì)水文局、南京水利科學(xué)研究院匯編的《黃河凌情資料整編及特點(diǎn)分析》及中華人民共和國(guó)水文年鑒《黃河流域水文資料》。黃河寧蒙河段凌情發(fā)生在每年的11月至翌年的3月,本論文選用氣象數(shù)據(jù)為頭道拐、三湖河口、巴彥高勒、石嘴山站1959-2015年防凌期(11~3)月日平均氣溫,以此作為研究基礎(chǔ),分析了寧蒙河段近60年防凌期氣溫變化規(guī)律,進(jìn)而分析氣溫變化對(duì)凌情變化產(chǎn)生的影響。2.2.2CMIP5模式數(shù)據(jù)未來(lái)凌汛期氣候變化模擬采用了GCMs提供的第五次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃(CMIP5)中北京氣候中心氣候系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)(BCC-CSM1.1)[54]。BCC-CSM1.1模式參與CMIP5的各
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于SWAT模型的黃柏河?xùn)|支流域氣候變化的水文響應(yīng)研究[J]. 陳亮,董曉華,李英海,李中華,劉冀,薄會(huì)娟,萬(wàn)浩,蔡莉莉. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[2]CMIP5全球氣候模式對(duì)中國(guó)黃河流域氣候模擬能力的評(píng)估[J]. 周文翀,韓振宇. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]回顧IPCC 30年(1988—2018年)[J]. 趙宗慈,羅勇,黃建斌. 氣候變化研究進(jìn)展. 2018(05)
[4]黃河凌情預(yù)報(bào)研究與防凌需求[J]. 劉吉峰,霍世青,王春青. 中國(guó)防汛抗旱. 2017(06)
[5]黃河寧蒙河段水文-水溫過(guò)程和河道形態(tài)變化對(duì)凌汛的影響[J]. 蘇騰,黃河清,周園園. 資源科學(xué). 2016(05)
[6]黃河海勃灣水庫(kù)運(yùn)用初期防凌運(yùn)用方式研究[J]. 賀順德,雷鳴,郭金萃. 人民黃河. 2016(01)
[7]基于水熱耦合平衡方程的黃河流域徑流變化歸因分析[J]. 楊大文,張樹(shù)磊,徐翔宇. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2015(10)
[8]黃河流域未來(lái)氣候-水文變化的模擬研究[J]. 康麗莉,LEUNG L Ruby,柳春,王守榮. 氣象學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]海河流域河川徑流對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)理[J]. 賀瑞敏,張建云,鮑振鑫,嚴(yán)小林,王國(guó)慶,劉翠善. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(01)
[10]黃河源區(qū)河道冰凌特征變化及影響因素分析[J]. 杜一衡,郝振純,李偉玲,鞠琴,魯承陽(yáng),暢俊杰. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2014(05)
博士論文
[1]黃河內(nèi)蒙段凌汛成因分析及封開(kāi)河日期預(yù)報(bào)模型研究[D]. 冀鴻蘭.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]萬(wàn)家寨水庫(kù)建成后上游河段冰情特性分析及冰情信息模擬預(yù)報(bào)模型研究[D]. 王曉燕.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]龍羊峽、劉家峽河段梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 許偉.清華大學(xué) 2015
[3]功能對(duì)等理論在政論文翻譯中的應(yīng)用[D]. 高曉婉.北京交通大學(xué) 2014
[4]黃河流域近50年氣候變化及未來(lái)預(yù)估[D]. 柳春.南京信息工程大學(xué) 2013
[5]基于可變模糊集理論的黃河內(nèi)蒙段冰情預(yù)報(bào)方法研究[D]. 徐晶.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]黃河內(nèi)蒙段冰情特點(diǎn)及預(yù)報(bào)模型研究[D]. 張傲妲.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[7]黃河上游梯級(jí)水庫(kù)防凌優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 范會(huì)寧.鄭州大學(xué) 2011
[8]湘江流域枯水徑流時(shí)間演變規(guī)律及預(yù)報(bào)研究[D]. 徐冬梅.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2010
[9]黃河寧蒙段冰情中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)研究[D]. 胡進(jìn)寶.河海大學(xué) 2006
本文編號(hào):3423021
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
黃河流域圖
第2章研究區(qū)域概況及基本資料9圖2-2黃河凌情示意圖Fig.2-2TheicestatusoftheYellowRiver寧蒙河段是黃河流域所處緯度最高河段,位于黃河上游的下段,河流自低緯度流向高緯度地區(qū)。河段全長(zhǎng)1227km,其中寧夏境內(nèi)長(zhǎng)397km、內(nèi)蒙古境內(nèi)長(zhǎng)830km。在1986年龍羊峽投入使用以后,汛期由龍、劉水庫(kù)聯(lián)合調(diào)蓄洪水,降低了汛期洪水對(duì)寧蒙河段的沖刷能力,使得該河段淤積加重。黃河流經(jīng)石嘴山站后,河道逐漸趨于平緩,比降降至0.02%以下,進(jìn)入內(nèi)蒙古三湖河口河段后,河道彎道和淺灘增多,主流擺動(dòng)不定,是黃河極易發(fā)生凌汛災(zāi)害的河段(見(jiàn)圖2-3)。正是由于該河段獨(dú)特地理特性,下游氣溫比上游氣溫低,造成冬季下游封凍日期早于上游,而春季開(kāi)河時(shí),上游比下游先解封,結(jié)果導(dǎo)致上游解凍開(kāi)河釋放的水量都蓄積在下游河段。加之河道曲折多彎,在流量、氣溫和河道形態(tài)等因素共同作用影響下,常因局部河段結(jié)壩卡塞,導(dǎo)致水位急劇升高,凌汛洪水漫過(guò)黃河大堤,造成嚴(yán)重的凌汛災(zāi)害,對(duì)黃河兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的安全隱患。黃河寧蒙河段每年封凍期長(zhǎng)達(dá)4~5個(gè)月,為黃河上封凍時(shí)間最長(zhǎng)的河段。黃河凌汛期分為3個(gè)階段,分別為流凌封河階段、穩(wěn)定封凍階段和開(kāi)河階段,穩(wěn)定封河階段歷時(shí)最長(zhǎng),可達(dá)3~4個(gè)月之久。寧蒙河段一般從11月中下旬開(kāi)始出現(xiàn)冰凌,12月上旬達(dá)到全線封河,翌年3月上中旬開(kāi)始融冰開(kāi)河,其中寧夏河段封凍天數(shù)較少,一般60天左右,內(nèi)蒙古河段封凍天數(shù)較多,可達(dá)110余天。封河長(zhǎng)度多年平均約800km,最長(zhǎng)年份可達(dá)1200余km。平均冰厚約為0.7m左右,最大冰厚在1m以上。寧蒙河段一般從上游向下游解凍,在三湖河口至頭道拐河段一般會(huì)有較大凌峰出現(xiàn),歷史上出現(xiàn)的最大凌峰流量達(dá)到了3500m3/s,發(fā)生在頭道拐斷面。
西安理工大學(xué)工程碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位論文10圖2-3黃河寧蒙段示意圖Fig.2-3Ninxia-InnerMongoliareachoftheYellowRiver2.2基本數(shù)據(jù)資料2.2.1水文氣象及凌情資料氣溫和流量是黃河冰凌產(chǎn)生、消融的關(guān)鍵因素,冬季氣溫降到0℃以下,使得河道水體失熱冷卻促使冰凌的產(chǎn)生,冬季氣溫的高低直接影響河道結(jié)冰厚度和河道封凍長(zhǎng)度。封開(kāi)河流量不僅可以影響封開(kāi)河速度,同時(shí)又可以改變封開(kāi)河的形勢(shì)以及封開(kāi)河日期。本次數(shù)據(jù)資料主要來(lái)源于:黃河寧蒙河段頭道拐、三湖河口、巴彥高勒、石嘴山站1959~2015年防凌期月平均流量、封開(kāi)河流量、封開(kāi)河日期來(lái)源于黃河水利委員會(huì)水文局、南京水利科學(xué)研究院匯編的《黃河凌情資料整編及特點(diǎn)分析》及中華人民共和國(guó)水文年鑒《黃河流域水文資料》。黃河寧蒙河段凌情發(fā)生在每年的11月至翌年的3月,本論文選用氣象數(shù)據(jù)為頭道拐、三湖河口、巴彥高勒、石嘴山站1959-2015年防凌期(11~3)月日平均氣溫,以此作為研究基礎(chǔ),分析了寧蒙河段近60年防凌期氣溫變化規(guī)律,進(jìn)而分析氣溫變化對(duì)凌情變化產(chǎn)生的影響。2.2.2CMIP5模式數(shù)據(jù)未來(lái)凌汛期氣候變化模擬采用了GCMs提供的第五次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃(CMIP5)中北京氣候中心氣候系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)(BCC-CSM1.1)[54]。BCC-CSM1.1模式參與CMIP5的各
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于SWAT模型的黃柏河?xùn)|支流域氣候變化的水文響應(yīng)研究[J]. 陳亮,董曉華,李英海,李中華,劉冀,薄會(huì)娟,萬(wàn)浩,蔡莉莉. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(02)
[2]CMIP5全球氣候模式對(duì)中國(guó)黃河流域氣候模擬能力的評(píng)估[J]. 周文翀,韓振宇. 氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]回顧IPCC 30年(1988—2018年)[J]. 趙宗慈,羅勇,黃建斌. 氣候變化研究進(jìn)展. 2018(05)
[4]黃河凌情預(yù)報(bào)研究與防凌需求[J]. 劉吉峰,霍世青,王春青. 中國(guó)防汛抗旱. 2017(06)
[5]黃河寧蒙河段水文-水溫過(guò)程和河道形態(tài)變化對(duì)凌汛的影響[J]. 蘇騰,黃河清,周園園. 資源科學(xué). 2016(05)
[6]黃河海勃灣水庫(kù)運(yùn)用初期防凌運(yùn)用方式研究[J]. 賀順德,雷鳴,郭金萃. 人民黃河. 2016(01)
[7]基于水熱耦合平衡方程的黃河流域徑流變化歸因分析[J]. 楊大文,張樹(shù)磊,徐翔宇. 中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2015(10)
[8]黃河流域未來(lái)氣候-水文變化的模擬研究[J]. 康麗莉,LEUNG L Ruby,柳春,王守榮. 氣象學(xué)報(bào). 2015(02)
[9]海河流域河川徑流對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)理[J]. 賀瑞敏,張建云,鮑振鑫,嚴(yán)小林,王國(guó)慶,劉翠善. 水科學(xué)進(jìn)展. 2015(01)
[10]黃河源區(qū)河道冰凌特征變化及影響因素分析[J]. 杜一衡,郝振純,李偉玲,鞠琴,魯承陽(yáng),暢俊杰. 水資源與水工程學(xué)報(bào). 2014(05)
博士論文
[1]黃河內(nèi)蒙段凌汛成因分析及封開(kāi)河日期預(yù)報(bào)模型研究[D]. 冀鴻蘭.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]萬(wàn)家寨水庫(kù)建成后上游河段冰情特性分析及冰情信息模擬預(yù)報(bào)模型研究[D]. 王曉燕.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]龍羊峽、劉家峽河段梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用相關(guān)問(wèn)題研究[D]. 許偉.清華大學(xué) 2015
[3]功能對(duì)等理論在政論文翻譯中的應(yīng)用[D]. 高曉婉.北京交通大學(xué) 2014
[4]黃河流域近50年氣候變化及未來(lái)預(yù)估[D]. 柳春.南京信息工程大學(xué) 2013
[5]基于可變模糊集理論的黃河內(nèi)蒙段冰情預(yù)報(bào)方法研究[D]. 徐晶.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]黃河內(nèi)蒙段冰情特點(diǎn)及預(yù)報(bào)模型研究[D]. 張傲妲.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[7]黃河上游梯級(jí)水庫(kù)防凌優(yōu)化調(diào)度研究[D]. 范會(huì)寧.鄭州大學(xué) 2011
[8]湘江流域枯水徑流時(shí)間演變規(guī)律及預(yù)報(bào)研究[D]. 徐冬梅.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2010
[9]黃河寧蒙段冰情中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)研究[D]. 胡進(jìn)寶.河海大學(xué) 2006
本文編號(hào):3423021
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