论文摘要
水系连通是河流功能正常发挥的重要指标,气候变化与人类活动会引起水系连通性衰退问题。本文以泥沙运动、河床演变、生态环境、边坡稳定等理论为基础,利用现场调研、资料分析、理论研究、模糊数学和图论等多种技术手段开展冲积河流水系连通性机理与预测评价模型的研究。主要成果如下:（1）完善并提出了水系连通性的内涵与分析模式。基于河流系统的基本组成元素,从河流边界、水流、泥沙和生态等方面系统地完善了水系连通性的内涵;结合泥沙运动与河床演变等理论,根据河流系统的基本连通单元与结构形态,在总结水系连通类型的基础上,提出了通道纵向连通、滩槽侧向连通、分（汇）流连通等水系连通性的分析模式。（2）揭示了水系连通的机理及影响因素。从连通通道的输水输沙特性出发,推求纵向连通通道的河相关系,探讨连通通道的形态和稳定性变化特点,揭示其连通机理;根据河道滩槽水沙交换原理和分（汇）流区的河床演变特性,总结了滩槽侧向连通模式和分（汇）流区连通模式的连通机理;通过分析连通通道冲扩与淤堵的特点,提出了通道岸滩崩退模式和崩退速率的计算方法;进而分析了气候变化和人类活动对水系连通性的影响机制。（3）构建了水系连通性的指标体系和预测评价模型。结合水系连通内涵和连通类型,建立了反映水系边界、水流、泥沙、生态等元素的连通性指标体系。结合河道连通机理和功能指标的控制方程,计算河道的功能连通指标;利用层次分析法、图论及其耦合,构建水系连通性的预测评价模型,并给出了水系连通性的评价标准,为典型水系河道连通性的综合评价提供基础。（4）探讨了河道连通性与水沙变异的响应关系。针对黄河下游、荆江水系水沙变化态势,根据河道的水力几何关系及相应的功能连通指标,导出了典型河道连通性指标与来水来沙条件之间的函数关系,深入分析了典型河道水沙变异对河流系统连通性的影响。（5）系统评价了典型河流的连通性变化并给出建议。1960-2010年黄河下游河道连通性呈先减小后增加的变化过程,1991—2003年河道连通性最差,2003年后从差逐渐改善为良好,其中水沙变异、水库调控、两岸引水等是连通性变化的主要因素,特别是小浪底水库的调水调沙。1960-2010年荆江水系连通性整体有增加趋势,总体处于较好水平,其中干流河道的连通性逐渐增加,处于较好水平;而三口通道的连通性逐渐减弱,处于中偏差水平,其他单元变化不大,均处于较好水平。水库建设、河道整治、河道裁弯、围垦造地等活动是影响荆江水系连通度的主要因素,特别是三峡水库运用是荆江水系连通性变化的关键影响因素。
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摘要Abstract第一章 绪论 1.1 研究背景 1.1.1 水系连通性及其重要性 1.1.2 水系连通性问题 1.2 研究现状及存在问题 1.2.1 连通性的内涵方面 1.2.2 连通性的机理方面 1.2.3 连通性的评价方面 1.2.4 存在问题 1.3 研究内容与意义 1.3.1 研究内容 1.3.2 研究意义 1.4 技术路线第二章 水系连通性的内涵与分析模式 2.1 连通性的内涵 2.1.1 边界的流畅性和稳定性 2.1.2 水流的连续性和流动性 2.1.3 泥沙的输移性与交换性 2.1.4 生物的生长繁衍与多样性 2.2 连通性的类型 2.2.1 河道连通 2.2.2 河流系统连通 2.2.3 区域间水系连通 2.3 连通性概化分析模式 2.3.1 河道纵向连通模式 2.3.2 分（汇）连通模式 2.3.3 滩槽连通模式 2.4 小结第三章 水系连通机理及其影响因素 3.1 河道纵向连通机理 3.1.1 低含沙河流纵向连通性 3.1.2 一般河流纵向连通性 3.2 滩槽连通性机理 3.2.1 滩槽水流交换 3.2.2 悬浮物输移与交换 3.3 分（汇）流及河湖连通机理 3.3.1 分流河段 3.3.2 汇流河段 3.3.3 河湖连通 3.4 连通通道岸滩崩退演变 3.4.1 连通通道岸滩崩退模式 3.4.2 连通通道岸滩崩退速率 3.4.3 典型河流岸滩崩退速率的检验 3.5 水系连通性的主要影响因素 3.5.1 降水变化 3.5.2 河道整治与护岸工程 3.5.3 水库枢纽建设 3.5.4 引水分流 3.6 小结第四章 水系连通性的指标体系 4.1 边界连通指标 4.1.1 连通通道 4.1.2 分（汇）河段与湖库 4.2 水流连通指标 4.2.1 连通通道 4.2.2 分（汇）流及河湖连通 4.3 泥沙连通指标 4.3.1 连通通道 4.3.2 分（汇）河段与河湖连通 4.4 水系连通性指标体系 4.4.1 基于连通内涵的指标体系 4.4.2 基于连通功能的指标体系 4.5 小结第五章 水系连通性的预测评价模型 5.1 连通指标的预测计算 5.1.1 边界指标 5.1.2 水流指标 5.1.3 泥沙指标 5.2 通道与湖泊连通性评价方法 5.2.1 层次分析法的基本原理 5.2.2 连通通道的连通性评价 5.2.3 湖库的连通性评价 5.3 水系连通性评价方法 5.3.1 图论的基本原理 5.3.2 水系连通性的评价流程 5.3.3 水系连通性的综合评价方法 5.4 水系连通性的预测评价模型 5.5 小结第六章 典型河流连通性对水沙变异的响应 6.1 研究区域及连通性状况 6.1.1 研究区域 6.1.2 黄河下游河道连通状况 6.1.3 长江中下游连通状况 6.2 典型河流水沙态势 6.2.1 黄河下游河道 6.2.2 荆江干流河道 6.2.3 洞庭湖 6.3 黄河下游连通性与水沙变异的响应 6.3.1 边界连通性 6.3.2 水流连通性 6.3.3 泥沙连通性 6.4 荆江河道连通性与水沙变异的响应 6.4.1 边界连通性 6.4.2 水流连通性 6.4.3 泥沙连通性 6.5 小结第七章 典型河流连通性评价 7.1 计算评价条件 7.1.1 数据类型与来源 7.1.2 计算条件 7.2 黄河下游河道连通性评价 7.2.1 黄河下游河道的连通指标 7.2.2 黄河下游的连通性评价与建议 7.3 荆江河道连通性的评价 7.3.1 荆江河道的连通指标 7.3.2 荆江河道连通性的评价 7.4 荆江与洞庭湖连通通道的评价 7.4.1 荆江三口连通通道 7.4.2 洞庭湖汇入荆江的连通通道 7.5 江湖连通关系与洞庭湖连通性评价 7.5.1 江湖连通关系变化 7.5.2 洞庭湖连通性评价 7.6 荆江水系连通性的综合评价 7.6.1 荆江水系图论模型 7.6.2 基于内涵的水系连通性评价 7.6.3 荆江水系连通性综合评价与建议 7.7 小结第八章 结论与展望 8.1 结论 8.2 创新点 8.3 展望参考文献附录致谢
文章来源
类型: 博士论文
作者: 陈吟
导师: 王延贵,史红玲
关键词: 水系连通,典型水系河道,连通机理,连通指标体系,预测评价模型
来源: 中国水利水电科学研究院
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 地球物理学,水利水电工程
单位: 中国水利水电科学研究院
基金: 国家自然科学基金项目(51679259)
分类号: TV147.3
总页数: 194
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标签：水系连通论文; 典型水系河道论文; 连通机理论文; 连通指标体系论文; 预测评价模型论文;
