長江中下游河槽物理過程

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究長江中下游河槽物理過程在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要意義 1
1.2 地貌概況 1
1.3 徑流輸沙概況 3
1.4 流域與河口工程簡介 5
1.5 本書編寫的構(gòu)思和布局 7
1.6 河槽物理過程的研究現(xiàn)狀 8
1.6.1 流域侵蝕基準(zhǔn)面 8
1.6.2 潮區(qū)界 9
1.6.3 潮動(dòng)力 11
1.6.4 河口河槽懸沙運(yùn)動(dòng)與觀測(cè) 13
1.6.5 河口河槽水動(dòng)力信息的定量采集與分析 14
1.6.6 推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)觀測(cè)與研究 19
1.6.7 河床阻力 21
1.6.8 河口河槽沖淤演變與微地貌對(duì)人類活動(dòng)的自適應(yīng)行為 28
1.6.9 長江中下游干流河槽河勢(shì)演變 33
1.6.10 江湖匯流河段河槽演變分析 39
1.6.11 河槽邊坡穩(wěn)定性分析 40
1.6.12 感潮河段橋墩沖刷研究 45
第2章 長江河口三角洲系統(tǒng)海平面上升 50
2.1 海平面上升 50
2.2 上海沿岸海平面上升原因 51
2.3 理論海平面上升 52
2.4 城市地面沉降 53
2.5 局域海平面上升 54
2.6 局域海平面下降 56
2.7 海平面上升預(yù)測(cè)值 57
2.8 地區(qū)深度基準(zhǔn)抬升 57
第3章 河口潮區(qū)界 59
3.1 研究方法 59
3.1.1 水文數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理 59
3.1.2 水位頻譜分析 60
3.2 近年潮區(qū)界變化范圍 61
3.2.1 **流量 61
3.2.2 潮區(qū)界上界 61
3.2.3 潮區(qū)界下界 62
3.2.4 潮區(qū)界變動(dòng)特征 63
3.2.5 流量、潮差與潮區(qū)界關(guān)系 66
3.2.6 影響潮區(qū)界變化的影響因素 68
3.2.7 潮區(qū)界變動(dòng)的影響因素 70
第4章 長江河口潮動(dòng)力變化 73
4.1 研究區(qū)域和分析技術(shù)路線 74
4.1.1 長江大通至南京河段 74
4.1.2 長江河口段 74
4.2 研究方法 75
4.2.1 水文數(shù)據(jù)的收集與預(yù)處理 75
4.2.2 水下地形數(shù)據(jù)收集與處理 77
4.2.3 水文年分級(jí) 77
4.2.4 水位序列分析方法 78
4.2.5 潮汐特征系數(shù)計(jì)算 80
4.3 長江河口潮汐動(dòng)力變化特征 80
4.3.1 近口段(大通至南京河段)潮汐動(dòng)力變化特征 80
4.3.2 河口段潮汐動(dòng)力變化特征 86
4.4 長江河口潮汐動(dòng)力特征影響因素 97
4.4.1 近口段(大通至南京河段)潮汐動(dòng)力特征對(duì)徑流變化的響應(yīng) 97
4.4.2 河口段潮汐動(dòng)力特征對(duì)地形變化的響應(yīng) 109
4.4.3 河口潮汐動(dòng)力特征對(duì)氣候變化及海平面上升的響應(yīng) 116
4.5 結(jié)語 118
第5章 長江河口段典型河槽懸移質(zhì)變化 121
5.1 資料與方法 121
5.1.1 歷史資料收集 121
5.1.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 124
5.1.3 水樣采集及懸沙濃度分析 125
5.1.4 調(diào)和分析 126
5.1.5 數(shù)據(jù)同化處理 126
5.1.6 優(yōu)勢(shì)流、優(yōu)勢(shì)沙計(jì)算 126
5.2 潮汐變化特征 127
5.2.1 北港上段潮汐變化特征 127
5.2.2 北槽中上段潮汐變化特征 128
5.2.3 南匯南灘水域潮汐變化特征 130
5.3 潮流變化特征 131
5.3.1 北港上段潮流變化特征 131
5.3.2 北槽中段潮流變化特征 131
5.3.3 南匯南灘水域潮流變化特征 132
5.4 懸沙濃度變化特征 133
5.4.1 北港上段懸沙濃度變化特征 133
5.4.2 北槽中段懸沙濃度變化特征 133
5.4.3 南匯南灘水域懸沙濃度變化特征 134
5.5 河口河槽懸移質(zhì)輸運(yùn)機(jī)制 135
5.5.1 研究方法 136
5.5.2 潮流特性 137
5.5.3 泥沙動(dòng)力特性 140
5.5.4 水體縱向輸運(yùn)機(jī)制 142
5.6 重大工程對(duì)長江口典型河槽水沙特征的影響 146
第6章 基于光學(xué)遙感的河口**渾濁帶水動(dòng)力信息分析 148
6.1 資料來源 148
6.1.1 TM/ETM數(shù)據(jù) 148
6.1.2 潮位數(shù)據(jù) 149
6.1.3 方法概述 150
6.2 遙感影像預(yù)處理和流態(tài)信息增強(qiáng) 152
6.2.1 遙感影像預(yù)處理 152
6.2.2 流態(tài)信息增強(qiáng) 153
6.2.3 表層懸沙濃度反演 154
6.3 基于遙感TM/ETM影像紋理特征的流態(tài)信息定量化 156
6.3.1 紋理分析方法 156
6.3.2 流態(tài)信息定量化 158
6.3.3 流態(tài)信息定量化結(jié)果的驗(yàn)證 163
6.3.4 流態(tài)信息遙感解譯方法的時(shí)序特征 166
6.4 長江口及鄰近水域流態(tài)特征分析 169
6.4.1 南槽、北槽水域的流態(tài)特征 170
6.4.2 南匯嘴水域的流態(tài)特征 173
6.4.3 東海大橋水域的流態(tài)特征 174
6.5 基于光學(xué)遙感的河口**渾濁帶水動(dòng)力信息分析有效性 176
第7章 長江中下游河槽推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)觀測(cè)與研究 178
7.1 長江河口非均勻細(xì)顆粒泥沙起動(dòng)流速的估算 178
7.1.1 數(shù)據(jù)的采集 178
7.1.2 均勻細(xì)顆粒泥沙起動(dòng)流速公式推導(dǎo) 179
7.1.3 長江口南槽非均勻細(xì)顆粒泥沙起動(dòng)流速 180
7.1.4 基于原位觀測(cè)的長江河口非均勻細(xì)顆粒泥沙起動(dòng)流速估算有效性 181
7.2 長江河口非均勻細(xì)顆粒泥沙揚(yáng)動(dòng)流速 181
7.2.1　數(shù)據(jù)采集 182
7.2.2　數(shù)據(jù)分析 183
7.2.3　底沙揚(yáng)動(dòng)流速公式 183
7.2.4　揚(yáng)動(dòng)流速公式檢驗(yàn) 184
7.2.5　基于原位觀測(cè)的長江河口非均勻細(xì)顆粒泥沙揚(yáng)動(dòng)流速估算有效性 184
7.3 基于ADCP的長江口推移質(zhì)運(yùn)動(dòng) 185
7.3.1 基于ADCP的長江口北港推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)遙測(cè)技術(shù)研究 185
7.3.2 基于ADCP的長江口推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性 192
7.3.3 基于ADCP測(cè)量的長江口推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度研究 201
7.4 1998年長江全流域特大洪水期河口區(qū)床面泥沙運(yùn)動(dòng)特征 206
7.4.1 研究區(qū)概況 207
7.4.2 方法 208
7.4.3 床沙組成 208
7.4.4 床面形態(tài)特征 209
7.4.5 水面以下1m處流速變化特征 211
7.4.6 床沙再懸浮和底形運(yùn)動(dòng) 212
7.4.7 沙波移動(dòng)速率的精度 213
7.4.8 長江流域特大洪水期間河口河槽床面泥沙主要運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)與特征 214
7.5 長江口沙波運(yùn)動(dòng)高分辨率探測(cè)研究 214
7.5.1 研究區(qū)域和研究方法 214
7.5.2 水下微地貌運(yùn)動(dòng)特征 215
7.5.3 大河口區(qū)細(xì)顆粒底沙大尺度底形輸移模式 218
7.5.4 沙波空間尺度變化影響因素 220
7.5.5 沙波運(yùn)動(dòng)速率的精度 220
7.6 近期長江河口沙波發(fā)育規(guī)律研究 220
7.6.1 現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理 221
7.6.2 近口段至河口段沙波統(tǒng)計(jì)特征及沙波發(fā)育的主要影響因素 224
7.6.3 2013年河口段沙波輸移規(guī)律和發(fā)育影響因素 229
7.7 長江口南支-南港沙波的穩(wěn)定域 235
7.7.1 研究方法 236
7.7.2　長江口沙波相圖參數(shù) 238
7.8 利用沙波運(yùn)動(dòng)估算長江口南港推移質(zhì)輸沙率 241
7.8.1 研究方法 241
7.8.2 推移質(zhì)輸沙率 244
7.9 水下沙波分布區(qū)安全航行水深的計(jì)算方法 246
7.9.1 航道底床順平情況下安全航行水深的計(jì)算(海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范) 246
7.9.2 粉砂質(zhì)與淤泥質(zhì)底質(zhì)水域安全航行水深的確定 248
7.9.3 沙波分布區(qū)對(duì)安全航行水深的計(jì)算探討 249
7.10 長江口沙波分布區(qū)底沙再懸浮對(duì)重金屬遷移的影響 250
7.10.1　研究方法 251
7.10.2　潮周期內(nèi)表層流速流向變化 252
7.10.3 潮周期內(nèi)含沙量的變化 252
7.10.4 底沙再懸浮對(duì)重金屬遷移的影響 252
第8章 長江下游河床阻力變化特征 257
8.1 研究方法與數(shù)據(jù)來源 258
8.1.1 粒度采樣、分析 258
8.1.2 水力坡降計(jì)算 258
8.1.3 水深、流速測(cè)量及摩阻流速計(jì)算 259
8.1.4 沙粒阻力計(jì)算 260
8.1.5 床面形態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理及沙波阻力的計(jì)算 260
8.1.6 水下地形數(shù)據(jù)的收集與處理 262
8.2 基于多參數(shù)的床面形態(tài)判別方法 262
8.2.1 床面形態(tài)測(cè)量和分類及分界參數(shù)的判別標(biāo)準(zhǔn) 263
8.2.2 床面形態(tài)分界線、分界面確定方法 263
8.2.3 九江-長江口段水流及泥沙參數(shù)統(tǒng)計(jì) 264
8.2.4 床面形態(tài)分界函數(shù) 265
8.3 近15年長江下游河床阻力變化特征及影響因素 269
8.3.1 河床阻力分布變化特征 269
8.3.2 河床阻力與寬深比的關(guān)系 270
8.3.3 河床阻力與粒度的關(guān)系 271
8.3.4 河床阻力與流速的關(guān)系 274
8.4 基于河床阻力的南京河段洪水流量預(yù)測(cè) 276
8.4.1 Delft3D模型建模 276
8.4.2 模型的率定及驗(yàn)證 277
8.4.3 南京河段洪水?dāng)?shù)值模擬 277
第9章 長江河口段河槽沖淤和微地貌演變對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng) 282
9.1 資料來源與研究方法 282
9.1.1 水深、流量和輸沙量數(shù)據(jù)收集 282
9.1.2 河槽地貌及其演變測(cè)量 283
9.1.3 數(shù)據(jù)分析 284
9.1.4 沙波特征的確定和統(tǒng)計(jì)分析 285
9.1.5 長江河口大型工程 286
9.2 近期長江河口段河槽演變規(guī)律 286
9.2.1 三峽工程實(shí)施之前的長江河口河槽演變過程 286
9.2.2 三峽工程影響下的長江河口段河槽演變特征 294
9.3 長江河口段河槽表層沉積物分布及變化特征 309
9.3.1 河槽表層沉積物的類型和分布特征 309
9.3.2 河槽表層沉積物中值粒徑變化特征 312
9.4 長江河口段河槽微地貌分布與特征 314
9.4.1 微地貌類型及其幾何特征 314
9.4.2 微地貌空間分布特征 316
9.5 長江河口段河槽演變的影響因素分析 318
9.5.1 流域來水來沙變化 318
9.5.2 河口工程的影響 319
9.5.3 河槽演變對(duì)鹽水入侵的影響 322
9.5.4 沉積物分布和變化的影響因素 323
9.5.5 長江河口微地貌形成和分布的影響因素 324
9.6 河口段河槽沖淤、沉積和微地貌對(duì)人類活動(dòng)的響應(yīng)特征 325
第10章 長江河口典型河槽河勢(shì)演變 327
10.1 長江潮區(qū)界變動(dòng)河段河床演變特征 327
10.1.1 平面形態(tài)變化 327
10.1.2 河槽斷面形態(tài)變化 334
10.1.3 沖淤特征分析 346
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