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鄱陽湖洪泛系統地表·地下水文水動力過程與模擬

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鄱陽湖洪泛系統地表·地下水文水動力過程與模擬》,李雲良 等 著,出版社: 科學出版社。

目錄

內容簡介

在長江[1]經濟帶綠色發展、長江大保護等國家戰略引領和推動下,近些年來鄱陽湖的水文與生態環境變化問題受到高度關注和重視。《鄱陽湖洪泛系統地表-地下水文水動力過程與模擬》主要圍繞全球典型河湖洪泛區的生態水文研究熱點,結合當前鄱陽湖洪泛系統的水文特徵現狀,以原位觀測、統計學模型和數學模型為主要研究方法,從流域到湖泊及濕地等多個尺度,揭示鄱陽湖洪泛系統地表水-地下水的總體變化情勢,探明地表水文連通和地下水[2]運動等關鍵過程對鄱陽湖的影響與貢獻,進一步闡釋以水文水動力為基礎的湖泊熱力學行為和物質輸移行為等,針對未來氣候變化及一些典型人類活動影響,定量評估湖泊洪泛系統地表水動力和地下水文的響應與潛在變化,並對今後鄱陽湖的一些熱點和關切問題進行了客觀分析和展望,以為河湖系統和洪泛濕地的健康發展提供參考。

目錄

前言

第1章 緒論 1

1.1 河湖洪泛區及背景 1

1.1.1 洪泛區背景與定義 1

1.1.2 洪泛區全球分布與特徵 3

1.1.3 水文水資源與生態環境意義 5

1.1.4 熱點問題與研究主題 6

1.2 河湖流域及其洪泛區水文學研究進展 7

1.2.1 湖泊濕地水文水動力過程研究進展 7

1.2.2 河湖洪泛區地表-地下水(SW-GW)相互作用研究進展 17

1.2.3 河湖濕地與洪泛區水文連通性研究進展 22

1.2.4 河湖流域系統水文水動力聯合模擬研究進展 27

1.3 鄱陽湖洪泛系統現狀問題及水文學研究意義 32

1.3.1 鄱陽湖洪泛系統的理解和認知 33

1.3.2 鄱陽湖洪泛系統生態環境狀況的總體態勢 34

1.3.3 鄱陽湖洪泛系統水文研究的重要性與本書目的 36

1.4 小結 37

第2章 鄱陽湖洪泛系統水文與生態環境概況 38

2.1引言 38

2.2 區位特徵 38

2.3 氣象特徵 39

2.4 地貌特徵 39

2.5 水情特徵 44

2.6 水質特徵 47

2.7 植被特徵 48

2.8 候鳥特徵 51

2.9 小結 53

第3章 鄱陽湖洪泛系統二維和三維水動力學模型構建與驗證 54

3.1 引言 54

3.2 水動力模型概述 54

3.2.1 模型簡介 54

3.2.2 基本原理 55

3.3 水動力模型基礎數據 56

3.3.1 基礎數據與獲取 56

3.3.2 未控區入湖徑流數據 58

3.4 水動力模型構建 60

3.4.1 湖泊地形剖分 60

3.4.2 邊界條件和初始條件 62

3.4.3 模型基本設置 63

3.4.4 關鍵參數確定 63

3.5 水動力模型驗證與評價 64

3.5.1 2D模型驗證 65

3.5.2 3D模型驗證 72

3.6 小結 77

第4章 鄱陽湖洪泛系統地表水文水動力過程與熱穩定性模擬 79

4.1 引言 79

4.2 湖泊水文水動力要素模擬 79

4.2.1 湖泊水位與水深 79

4.2.2 湖泊流速 82

4.2.3 湖泊水面積 86

4.2.4 湖泊水溫 87

4.2.5 水溫敏感性分析 87

4.3 湖泊水量平衡分析 91

4.3.1 水量平衡組分計算方法 92

4.3.2 水量平衡組分動態變化 93

4.3.3 水量平衡分析 96

4.4 湖泊熱力學行為模擬 97

4.4.1 熱力學分層指數與計算方法 97

4.4.2 湖泊垂向熱分層與混合 100

4.4.3 湖泊水體垂向混合和分層的原位調查分析 104

4.4.4 湖泊水體垂向混合和分層影響因素 109

4.5 湖泊換水周期與水力傳輸時間 111

4.5.1 計算原理和方法 111

4.5.2 湖泊換水周期 112

4.5.3 湖泊水力傳輸 116

4.5.4 湖泊粒子示蹤 116

4.6 小結 122

第5章 鄱陽湖洪泛系統地表水文水動力對關鍵要素的響應與模擬 124

5.1 引言 124

5.2 流域和長江來水的影響 124

5.2.1 情景方案設置 124

5.2.2 影響模擬分析 125

5.3 流域水庫群聯合調度影響 127

5.3.1 情景方案設置 128

5.3.2 影響模擬分析 128

5.4 長江倒灌的影響 130

5.4.1 倒灌發生的指示與影響因素分析 130

5.4.2 倒灌的水文水動力影響 132

5.5 主湖區地形(河道)變化的影響 136

5.5.1 情景方案設置 136

5.5.2 主河道地形變化的水文水動力影響 136

5.6 洪泛區地形(碟形湖群)變化的影響 138

5.6.1 情景方案設置 138

5.6.2 碟形湖群的水文水動力影響 139

5.7 洪泛區植被分布的影響 142

5.7.1 情景方案設置 142

5.7.2 洪泛植被的水文水動力影響 144

5.8 小結 149

第6章 鄱陽湖洪泛系統地表水文連通演變及其潛在生態環境影響 150

6.1 引言 150

6.2 洪泛水文連通的內涵與定義 150

6.2.1 水文連通與水文水動力的關係 150

6.2.2 水文連通的新定義及其內涵 151

6.3 洪泛水文連通模型發展 154

6.3.1 基本原理和計算方法 154

6.3.2 模型研發和軟件介紹 155

6.4 不同水文連通定義的時空特徵 157

6.4.1 3種連通定義的差異分析 157

6.4.2 水文連通閾值行為分析 162

6.5 水文連通時空演化及響應特徵 164

6.5.1 典型洪泛區水文連通變化特徵 164

6.5.2 水文連通與水動力的關係及影響因素 175

6.6 水文連通對生態環境的潛在影響 180

6.6.1 水文連通對候鳥和魚類分布的影響 180

6.6.2 水文連通對水質的影響 182

6.7 小結 185

第7章 鄱陽湖地下水文過程及與地表河湖水體的交互轉化分析 186

7.1 引言 186

7.2 流域地下水動力場 186

7.2.1 地下水位時空變化特徵 187

7.2.2 地下水位空間變異性分析 188

7.3 地下水分區計算的基本思路 190

7.3.1 分區計算概念模型 190

7.3.2 分區計算具體方法 190

7.4 流域地下水文 194

7.4.1 山區徑流基流分割 194

7.4.2 典型未控區地下水觀測與分析 198

7.4.3 未控區地下水側向入流的解析 200

7.5 湖區地下水文 202

7.5.1 湖泊水位-地下水位關係分析 202

7.5.2 河湖水-地下水同位素特徵與轉化分析 206

7.5.3 碟形湖水位-地下水位/水溫關係分析 210

7.5.4 碟形湖-地下水轉化關係分析 215

7.5.5 湖水-地下水轉化通量計算 216

7.5.6 不同地下水組分的貢獻與意義 218

7.6 小結 220

第8章 鄱陽湖洪泛區地表-地下水動力數值模擬及地下水環境分析 221

8.1 引言 221

8.2 水文和地質條件 221

8.2.1 水文地質背景 221

8.2.2 典型洪泛區概述 223

8.3 地下水模型概述 224

8.3.1 模型基本原理 224

8.3.2 數學方程描述 224

8.4 地下水模型構建 225

8.4.1 基礎數據獲取與用途 225

8.4.2 水文地質概念模型 226

8.4.3 源匯項和參數設置 227

8.5 地下水模型驗證與敏感性分析 228

8.5.1 地下水位驗證 228

8.5.2 模型敏感性和不確定性分析 229

8.6 洪泛區地下水動力場 230

8.6.1 地下水位 230

8.6.2 地下水流速 233

8.6.3 地下水均衡與轉化通量 233

8.7 地下水情景模擬預測 237

8.7.1 不同水文年的地下水位變化 237

8.7.2 氣象要素變化對地下水的影響 238

8.7.3 潛在地下水污染分析 240

8.7.4 地下水齡模擬分析 245

8.8 小結 246

第9章 未來氣候變化和水利工程對鄱陽湖地表-地下水文的影響與評估 249

9.1 引言 249

9.2 氣候變化預測的基本思路 249

9.2.1 氣候模式與研究方案 249

9.2.2 氣候數據的偏差校正 250

9.3 未來氣候變化的水文影響 251

9.3.1 氣候變化對湖泊水位的影響 251

9.3.2 氣候變化對地下水基流的影響 254

9.4 水利樞紐工程的建設與調度 255

9.4.1 樞紐工程的建設背景 255

9.4.2 樞紐工程水位調度方案 255

9.5 水利樞紐的影響模擬與評估 256

9.5.1 水利樞紐對湖泊水文水動力的影響 256

9.5.2 水利樞紐對湖泊洪泛地下水文水動力的影響 261

9.5.3 洪泛區地下水位變化的生態意義 263

9.6 小結 266

參考文獻 267

後記 276

參考文獻

  1. 微專題 | 長江 ,搜狐,2023-11-24
  2. 微專題 | 地下水 ,搜狐,2021-09-06