流域水沙过程及其耦合模拟研究(龚家国等著)PPT模板

1、2题。
1.按照目前的发展趋势,该水库面临的主要问题是 A.上游来水减少 B.水库库容逐渐变小 C.库区水污染加剧 D.入库泥沙量不断增多 2.2009年出库泥沙量剧增的主要原因是 ( ) A.上游水土流失加剧 B.水库库容变小 C.水库清淤 D.水库拦截率高
()
【解析】1选B,2选C。第1题,图中显示入库泥沙量大于出库泥沙量,则该水库泥 沙不断淤积,水库会不断变浅,库容必然不断变小。第2题,图中显示出库泥沙量 多少主要受拦截率影响,2009年拦截率最低,导致出库泥沙量最大,而该年拦截 率突然降低,很可能是人为的水库清淤所致。
三、黄河流域水资源的调配 读“黄河流域可供水量分配方案图(单位:108m3)”,并完成下列问题。
1.水资源调配的必要性:(1)黄河流域的用水矛盾突出:黄河_径__流__量__少,黄河流 域人口、城乡密集,耕地数量多,人水矛盾突出。 (2)黄河下游的断流现象:
2.水资源调配的主要措施:根据__节__约__用__水__、__统__筹__安__排_的原则,黄河水利委员会 发布了黄河可供水量分配方案,作为实施黄河水量调度的基本依据。 3.水资源调配的效果: (1)黄河流域节水水平大大提高。 (2)水资源_统__一__调__配__体制的建立和节水技术的推广应用,基本保证了黄河下游 在严重枯水年份不会断流。
基础考点2 黄河的调沙减淤与水资源调配 【研析考题】 例题黄河流域的调沙减淤 (2020·成都模拟)阅读图文资料,完成下列要求。 黄河“病在中游、根在泥沙、害在下游”。长760多千米的下游形成了宽3～ 20千米的地上河,一遇暴雨,河水猛涨,两岸河堤随时随地都有决口的可能。有 人建议在下游将河床往下挖60多米,以彻底清理黄河沉积的泥沙。下图为黄河 流域示意图。
【探索应用】 “君不见,黄河之水天上来,奔流到海不复回。”每年调水调沙观瀑季,是黄

分别说明丙、丁两地所示区域今后发展何种 类型的工业？（4分） 丙地：高科技产业和外向型加工工业
丁地：资源密集型工业和劳动密集型工业
含沙量的辨证思考：
利：带 流水来肥的袄沉积的土作壤用形,入成海平口原营与养河盐口类三丰角富洲
弊：
影响水质 淤塞河道、抬高河床
易造成洪涝灾害 不利于航运
思考：修建水库对河流含沙量的影响？
河流的侵蚀作用、堆积作用
（二）热气带候雨对林河气流候的、影热响带季风气候
1、什么气候区的河流径流量大？ 径流热量带沙漠气候、温带大陆性气候
2、什么气候区的河流径流量小？ 热带雨林气候、温带海洋性气候
水季热风带气草候原位、气地候1很2中、、小海哪 哪？气些 些候气 气、候 候温区 区带的 的大河 河陆流 流性水水气位位候季季节节变变化化
三、关于河床横剖面图
运用资料绘制河床横剖面图，增强对地形剖面图的延伸理 解，并让学生说明为什么左右两岸地形不同。
例6、
甲为某河河曲处各横截面的 不同点的深度的测绘图
乙为河流流量过程曲 线示意图
(1) 绘制BB′处的河床剖面示意图
（2）根据上述所做的剖面图，指出河流两岸 的地表形态，解释其形成的原因。 B岸：河岸较陡，受地转偏向力的影响，水向B 岸流，所以水深、水流速度快，侵蚀作用强； B´岸：水较浅、水流慢，为流水沉积作用，河 （沙）滩较发育。
• B河段河道弯曲，水流缓慢，航道易淤积变浅 ， 且该地区对水运的需求不大。
⑵根治海河的措施
在主要支流的上游植树种草、保持水土， 并修建水库，以调节河流水量；
下游挖掘入海新河，分散水流（使天津、 河北等地免受洪水的灾害）。
在海河各大支流上游修建水库，可以调节干 流的流量； 汛期可以拦蓄洪水，减少下游水 量，有利防洪；旱期可以将水库蓄水下排，以利 灌溉。

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土壤侵蚀的研究进展
国外以美国为例 围绕三个方面开展研究：
1、土壤侵蚀与水质管理； 2、土壤侵蚀与土壤资源管理； 3、基于保持规划与环境保护的侵蚀预报技术；
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1、土壤侵蚀与水质管理
研究： 沉积物分离、运移和沉积的定量关系； 地表条件与径流和土壤侵蚀的定量关系； 不同耕作和管理措施条件下，不同农业 化学物质向地表径流的排放量； 有效控制污染物向地表径流排放措施； 改进WEPP。
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2、土壤侵蚀与土壤资源管理
研究： 有效的土壤保持技术； 获取更多的资料为制定土壤保持措施提 供依据。
一个例子： 聚丙稀酰胺用于防止陡坡地的土壤侵 蚀
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3、基于保持规划与环境保护的侵蚀预报技术
把WEPP应用于营养 和杀虫剂流失的预报
重点： 继续完善WEPP； 水土流失与非点源污染的关系。
•
地球的形状、自转和公转
地表的太阳辐
射量由北向南呈规律性排列
气候、植物和动
物也成带状分布。
•
但是，地球表面不是一个连续的、均匀的、具
有相同物质组成的行星，大陆占地表的29％，海洋
占71％，这种面积的数量对比关系，使大陆与海洋 以及大陆的东岸、西岸和内部的自然地理要素分布 更为复杂。
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（一）全球性的地域分异：
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四、与其他学科的关系
• 1、与基础性自然科学的关系
气象学
水文学
地貌学
地质学
土壤学
• 2、与应用科学的关系
农业科学
林业科学
水利科学
环境科学
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20
100 0
8
900
5
• 对于第一阶段，由表5-3用Matlab作图可以看出其变化 趋势，我们用多项式作最小拟合。 • 程序如下： • x=[1800 1900 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2650 2700 2720]; • y=[32 60 75 85 90 98 100 102 108 112 115]; • plot(x,y,'r') • 如图所示：
112
115
第二阶段实验观测数据
单位：水流量为m^3/s,含沙量为kg/m^3
序 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
水 流 量
含 沙 量
265 0
116
260 0
118
250 0
120
230 0
118
220 0
105
200 185 0 0
80 60
182 0
50
180 0
40
175 0
32
150 0
第二阶段三次多项式拟合效果图
• 四次多项式拟合效果图： • >> x=[2650 2600 2500 2300 2200 2000 1850 1820 1800 1750 1500 1000 900]; • >> y=[116 118 120 118 105 80 60 50 40 32 20 8 5]; • >> A=polyfit(x,y,4) • A= • -0.0000 0.0000 -0.0013 1.1219 -354.5952

河床显著粗化
枢纽下游河道的冲刷， 将引起河床的粗化。河 床粗化过程因原河床组 成的不同而不同，
河床为卵石夹沙时，粗化 过程非常迅速
河床为细沙组成时，其粗 化是在冲刷过程中因悬沙 和床沙的交换而完成的。 因此，粗化发展没那么迅 速，但河床逐年变粗的趋 势仍很明显
断面形态及纵比降的调整
就断面形态而言，视河床组成的不同，冲刷 发展过程存在着下切、展宽、下切与展宽同 时进行等三种情况
在河道断面形态调整的同时，纵比降也相应 进行调整。在一般情况下，只要河床为可冲 刷的沙质组成，其纵比降将逐渐变缓，这是 因为冲刷是自上而下发展的，且上游冲得深 ，下游冲得浅的缘故。只有当下游河段的河 床表层为沙层，而底层为比降较陡的卵石层 时，才可能出现相反的情况
水库淤积估算
水库泥沙的防治
积几十年解决水库淤积问题的实践经验， 不外“拦“(上游拦截，就地处理)、 “排”(水库排沙．保持库容)、“清”(清 除淤沙，恢复库容)等三种基本途径
水库泥沙的拦截与合理利用
拦泥库或拦沙堰 子母水库 旁引水库
水力排沙
水力排沙包括将进入水库的泥沙尽可能多地排 走和将前期淤积的泥沙尽可能多地冲走两方面
带状淤积
多出现在河道型水库中，丰满水库是典型的带状淤积 淤积物自坝前一直分布到正常高水位的回水末端，呈均匀的
带状淤积形态
锥体淤积
在多沙河流上修建的小型水库，普遍存在锥体淤积形态 特点是：泥沙淤积很快发展到坝前，形成淤积锥体
水库壅水段短、底坡陡、坝身低、进库沙量大是 形成锥体淤积的主要条件
因为底坡大、坝身低，故水库流速大，能将大量泥沙 挟带到坝前淤积，加之入库含沙量高，使坝前淤积的 厚度大、速度快

END
60、人民的幸福是至高活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
河流动力学-C6潮汐河口水沙及河演
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克

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1-1 流域汇流的路径 (Watershed flow paths)
流域出口
河网汇流 坡地汇流
流域汇流过程
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1-1 流域汇流的路径 (Watershed flow paths)
• 几何路径 (Geometric paths)
地表径流 壤中水径流 地下水径流
dQ(t) A(t )h( ) A(t ) i( )d
汇流时间为(t-τ)的水滴 所占的流域面积
Q(t
)
dQ
t
t
0
A(t
)
i(
)d
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1-4 流域调蓄作用(Watershed storage effects)
在dt时段内进入流域的水量是净雨量I(t)dt, 而流出流域的水量是出流量Q(t)dt. 涨洪时, 由于I(t)dt>Q(t)dt, 时段dt内流域蓄水量必将增加. 反之, 落洪时, 由于I(t)dt≤ Q(t)dt, 时段dt内流域蓄水量必将减小. 这种在洪水形成过程中所呈现出的流域蓄水量增加和减少现象称为流域调蓄作用。
flow system)
流域瞬时单位线和卷积公式 3
(Watershed instantaneous unit hydrograph) 4 单位线法 (Unit hydrograph method)
流域单位线的识别 5
(Determination of unit hydrograph)
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第十三章第十三章watershedflowwatershedflowconcentrationconcentration流域汇流流域汇流水文学原理水文学原理precipitationrunoffqtdischarge流域产流流域汇流坡地汇流河网汇流introductioncontents基本概念及数学描述basicconceptsmathematicaldescription流域汇流系统分析analysiswatershedflowconcentrationsystem面积时间曲线timeareahistogram概念性流域汇流模型conceptualwatershedflowconcentrationmodelsbasicconceptsmathematicaldescription流域汇流的路径watershedflowpaths流域汇流时间watershedflowtime径流成因公式formulawatershedoutlet流域调蓄作用watershedstorageeffects坡地汇流河网汇流流域汇流过程流域出口11流域汇流的路径watershedflowpaths11流域汇流的路径watershedflowpaths几何路径geometricpaths坡地汇流地表径流壤中水径流地下水径流汇流汇流汇流汇流流域出口断面河网汇流状态路径statepaths

级； ❖不同级的两条河流交汇形成的河流的级等于两者
中较高者。
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§2 水系的地貌特征
11
11
2 2
11
2
2
1
2
1
1
3
3
1
3
14
4
1
4
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Strahler分级法
§2 水系的地貌特征 ❖ 河数定律
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§2 水系的地貌特征
河数定律
Rb
N N 1
,
1,2,, 1
N Rb , 1,2,,
自然水系的分叉比：Rb = 3 ~ 5
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霍顿(Horton)分级法 ❖将最小的不分叉的河流称为1级河流，只接纳1级
河流汇入的河流称为2级河流；只接纳1，2两级河 流汇入的河流称为3级河流，其余类推，直至将水 系中所有的河流命名完毕。
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斯特拉勒(Strahler)分级法 ❖ 定义从河源出发的河流为1级河流； ❖同级的两条河流交汇形成的河流的级比原来增加1
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§2 水系的地貌特征 河流长度
沙
0 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 00 0 0
沙
老
长
青
沙
0 0 00 0 00 0 0
------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
海
0 0 00 0 00 0 0
洪北 沙
------1 1 1---1 1 11 1 1 0 0 00 0 00 0 0 ------2 2 2 ---2 2 22 2 2 0 0 00 0 00 0 0
仍能保持不变的一些特征。 ❖水系的拓扑学特征主要表现为水系分叉、河流分