鄱阳湖水文水动力及水利枢纽工程影响模拟

鄱阳湖是中国流域面积最大的淡水湖，对维系区域和国家生态安全具有重要作用。近年来，由于全球气候变化异常，鄱阳湖秋冬季水位持续下降并不断加剧，湖区极端干旱、水量减少、鱼类数量和品种锐减等水生态问题频频出现，湖区生态环境恶化。为此，江西省提出了综合解决鄱阳湖枯水问题的鄱阳湖水利枢纽工程设想，且该工程采取调枯不控洪的方式运行。全书共分8章，通过构建鄱阳湖二维水动力模型，探讨了规划中的水利枢纽工程对湖泊水文水动力、长江干流流量、湖泊营养状态及江豚栖息地的可能影响等。

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 鄱阳湖及其水文特征 1
1.1.1 鄱阳湖概况 1
1.1.2 鄱阳湖水文特征 2
1.2 鄱阳湖水利枢纽工程进展概述 5
1.2.1 水利枢纽工程功能定位和基本理念 6
1.2.2 水利枢纽工程内容和调度原则 7
1.2.3 水利枢纽工程水位调度方案 8
1.3 水动力模型国内外研究及应用进展 12
1.3.1 主要的水动力模型 13
1.3.2 水动力建模或模型耦合方面的研究现状 19
1.3.3 环境生态等方面的应用现状 20
1.3.4 重大水利工程影响模拟方面的研究现状 21
第2章 鄱阳湖二维水动力模型 22
2.1 基础模型EFDC 的原理 22
2.1.1 边界拟合正交曲线σ 坐标系 22
2.1.2 模型的主要方程 23
2.1.3 水动力方程的数值求解 28
2.1.4 时间积分中的内外模式方法 32
2.1.5 动边界干湿网格判别法 36
2.1.6 定解边界条件和初始条件 37
2.2 鄱阳湖二维水动力模型的构建及相关问题的处理 38
2.2.1 鄱阳湖二维水动力模型的构建 38
2.2.2 出入湖水量平衡的处理 40
2.2.3 倒灌或顶托问题的处理 42
2.3 鄱阳湖二维水动力模型的率定 45
2.4 鄱阳湖二维水动力模型的验证 47
2.4.1 水位与流量的验证 47
2.4.2 湖面面积与水面吻合度验证 50
2.4.3 流速与流向的验证 52
2.4.4 总磷和总氮的验证 54
2.5 鄱阳湖二维水动力模型的不确定性分析 55
2.5.1 不确定性分析的三种模型对照 56
2.5.2 水动力模型的不确定性分析 60
2.6 本章小结 67
第3章 鄱阳湖主要水文特征模拟 69
3.1 典型水文年份的选择 69
3.2 典型水文年份的速度场特征 69
3.3 典型水文年份湖流 78
3.3.1 典型水文年份基本湖流特征 78
3.3.2 典型水文年份基本湖流格局下的局部流场特征 85
3.4 典型水文年份的换水周期 91
3.4.1 换水周期的计算方法 91
3.4.2 典型水文年份的湖泊换水周期特征 91
3.5 典型水文年份的淹没频率 92
3.5.1 淹没频率的计算方法 93
3.5.2 典型水文年份的淹没频率特征 93
3.6 水位周期性波动与风涌水 103
3.6.1 水位周期性波动特征分析 104
3.6.2 风涌水及其水位增减特征分析 107
3.7 本章小结 110
第4章 鄱阳湖水位与湖面面积和库容关系的模拟 112
4.1 典型水文年份湖泊水位与湖面面积的关系特征 113
4.2 典型水文年份湖泊水位与湖泊库容的关系特征 116
4.3 涨退水对湖泊水位-湖面面积关系的影响分析 119
4.3.1 遥感影像数据及湖面面积提取方法 120
4.3.2 水位与湖泊湖面面积关系分析 120
4.3.3 涨水与退水对水位与湖面面积关系的影响 122
4.3.4 涨水与退水过程中湖泊水面的空间分布差异 124
4.4 本章小结 125
第5章 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水文水动力影响的模拟分析 127
5.1 典型水文年份及模拟方法 127
5.2 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水位变化节律的影响 128
5.2.1 鄱阳湖水利枢纽工程对大湖水位变化节律的影响 128
5.2.2 鄱阳湖水利枢纽工程对自然保护区水位变化节律的影响 130
5.2.3 枯水年水利枢纽工程对湖泊水位变化节律的影响 132
5.3 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊流速和换水周期的影响 133
5.3.1 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊流速的影响 133
5.3.2 鄱阳湖水利枢纽工程对换水周期的影响 137
5.4 鄱阳湖水利枢纽工程对湖流形态的影响 138
5.4.1 有、无水利枢纽工程情景下的基本湖流特征分析 138
5.4.2 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊基本湖流格局的影响 139
5.4.3 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊局部湖流的影响 142
5.5 最低控制水位对湖泊水位的抬升 148
5.6 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水位、面积及库容的影响 149
5.6.1 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊水位和面积的影响 149
5.6.2 鄱阳湖水利枢纽工程对典型水文年份湖泊库容的影响 152
5.7 本章小结 153
第6章 鄱阳湖水利枢纽工程对长江干流流量影响的模拟分析 155
6.1 鄱阳湖与长江干流的关系 156
6.2 流量影响的模拟方案 157
6.2.1 流量模拟中典型水文年型的选择 157
6.2.2 流量模拟方案 157
6.3 丰水年型的流量影响 158
6.4 平水年型的流量影响 160
6.5 枯水年型的流量影响 164
6.6 本章小结 167
第7章 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊营养状态的模拟分析 169
7.1 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊营养状态影响的模拟评估 169
7.1.1 营养状态模拟典型水文年份及模拟方案 169
7.1.2 丰水年2002 年水利枢纽工程对湖泊氮磷营养盐影响的模拟评估 169
7.1.3 枯水年2003 年水利枢纽工程对湖泊氮磷营养盐影响的模拟评估 172
7.2 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊营养状态的影响 175
7.2.1 鄱阳湖营养状态的等级分类 175
7.2.2 鄱阳湖水利枢纽工程对湖泊营养状态的影响分析 176
7.3 本章小结 184
第8章 鄱阳湖水利枢纽工程对江豚栖息地影响的模拟分析 186
8.1 水利枢纽工程对江豚栖息地影响的模拟方案 186
8.1.1 典型水文年份的确定 186
8.1.2 MaxEnt 模型介绍 188
8.2 水利枢纽工程运行后三种情景水文条件的变化 189
8.2.1 典型丰水年水文条件的变化 189
8.2.2 典型平水年水文条件的变化 194
8.2.3 典型枯水年水文条件的变化 199
8.3 水利枢纽工程对江豚栖息地的影响 204
8.3.1 典型丰水年水利枢纽工程对江豚栖息地的影响 204
8.3.2 典型平水年水利枢纽工程对江豚栖息地的影响 209
8.3.3 典型枯水年水利枢纽工程对江豚栖息地的影响 214
8.4 本章小结 219
参考文献 221