基于水光电力系统时序生产模拟模型的水光优化配比研究

基于考虑系统负荷、新能源发电出力等时序变化特性的时序生产模拟法,建立了水光电力系统时序生产模拟模型;从系统结构性、经济性、灵活性与可靠性方面综合确定最佳水光容量配比,并通过金沙江上游川藏段水光系统验证了模型的合理性。金沙江上游川藏段光伏电站与水电站出力具有较好的年内、日内互补特性;对于2030年水平年,考虑枯期水电留存,913.6万kW水电配套400万kW光伏的方案综合性能更优,其新增非水可再生电量约60亿kW·h。

金沙江上游沙丁麦大型古滑坡发育特征与稳定性评价

沙丁麦古滑坡位于金沙江上游,金沙江断裂的德工—射胆断裂从滑体前部通过,岩体结构破碎,加上区域降雨、人类活动影响,滑坡变形强烈,坡体存在失稳滑动的风险,严重威胁到当地居民生命财产以及金沙江上游重要交通设施等。为探究沙丁麦古滑坡的发育特征及滑坡稳定性等关键问题,本文对沙丁麦古滑坡开展了遥感解译、InSAR形变监测、降雨量数据分析以及滑坡稳定性数值模拟计算等研究,揭示滑坡目前的变形特征,并探讨不同数值模拟工况下的滑坡稳定性。结果表明,沙丁麦古滑坡长约2100 m,宽约1300 m,平均厚度15~20 m,体积为2180×10^(4)~2900×10^(4)m^(3),属于特大型堆积层滑坡。空间上可划分为古滑坡后缘区(I)、古滑坡堆积区(Ⅱ)和强变形区(Ⅲ)三个区域,其中强变形区中包含两个复活变形区(Ⅲ_(1)、Ⅲ_(2))。沙丁麦古滑坡以拉张裂缝、房屋开裂、下错陡坎、局部滑塌等变形现象为主。基于小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)的监测结果显示,沙丁麦古滑坡地表最大形变速率可达-51.88 mm/a。结合区域降雨数据的分析结果反映滑坡体累计变形量呈“阶跃”式增长,强降雨是影响滑坡堆积体变形的重要因素之一。基于三维快速拉格朗日分析法(FLAC^(3D))的古滑坡稳定性计算结果表明,沙丁麦古滑坡的变形模式为牵引式,天然工况下滑坡整体处于基本稳定状态,坡体形变量较小;在极端暴雨工况下滑坡总体上处于不稳定状态,滑坡体变形表现为拉张、剪切破坏,滑动面贯通并发生整体失稳破坏,从而造成严重危害。

金沙江上游与其他流域典型植被碳含量差异性探究

摸清植被碳含量本底信息是估算金沙江上游植被碳储量的基础。结合实地调查和文献分析,对比分析金沙江上游的主要植被类型碳含量与其他流域的差异,并对差异性原因进行了探讨。结果表明:同一树种碳含量在不同流域地区之间存在一定差异,金沙江上游除马尾松外,其他树种的碳含量普遍高于其他地区。金沙江上游地区独特的海拔、气温、光照、降水、土壤条件、地形地貌、人类活动、生态系统等多重因素对金沙江上游地区植被碳含量有着非常重要的影响。研究成果可为金沙江上游植被碳储量估算、固碳增汇优势物种选择提供参考。

金沙江上游沙东滑坡发育特征与堵江溃决预测分析

沙东滑坡位于金沙江结合带内,复活变形迹象明显,极可能形成滑坡-堵江-洪水灾害链,严重威胁沿线重大工程建设、交通设施以及人民生命财产安全。采用多源遥感动态监测、工程地质调查、数值模拟等方法,分析滑坡的复活变形特征,探讨滑坡堵江溃决的危险性。结果表明:沙东滑坡为巨型滑坡,体积约23045×10^(4) m^(3),目前处于蠕滑变形阶段,2018—2023年存在持续变形,滑坡变形区主要集中在斜坡前缘,下游侧变形比上游侧强烈。沙东滑坡沿基覆界面滑动,表现为牵引式渐进破坏,在稳定性分析的基础上,建立了3种潜在失稳模式:①天然工况下,C3次级滑体前缘失稳,滑坡持续过程约35 s,滑体最大速度达30 m/s,堵江堰塞坝高度约90 m,堰塞湖库容约1.62×10^(8) m^(3),堰塞坝溃决后拉哇电站坝址处最大洪水流量约3535 m^(3)/s,最大洪峰高度约14 m;②暴雨工况下,Ⅱ-2区失稳,堵江堰塞坝高度约133 m,堰塞湖库容约4.10×10^(8) m^(3),堰塞坝溃决后拉哇电站坝址处最大洪水流量约11315 m^(3)/s,最大洪峰高度约31 m;③暴雨+地震工况下,Ⅱ-1、Ⅱ-2区同时失稳,堵江堰塞坝高度约153 m,堰塞湖库容约5.66×10^(8) m^(3),堰塞坝溃决后拉哇电站坝址处最大洪水流量约19960 m^(3)/s,最大洪峰高度约45 m。沙东滑坡堵江风险高、致灾性强,建议采用天-空-地-内一体化的手段进行持续监测,研究滑坡的预警阈值,精准管控重大地质灾害风险。

金沙江上游水光互补中长期协调运行方法研究

充分发挥流域梯级水电站的灵活调节能力,实现水光互补系统的协同运行,是提升可再生能源消纳水平的重要途径。以金沙江上游川藏段正在开展前期规划工作的梯级水电站及沿江光伏电站为研究对象,建立了水光互补系统发电量最大化的中长期协调运行优化模型,同时计及梯级水电站、光伏电站和外送直流输电线路的运行约束,以评估水光互补系统的外送消纳水平。在算例分析中,测算了不同梯级水电站规划装机下的光伏电站最大装机和典型日外送发电曲线,并从丰-平-枯水平年、直流日最大调节幅度和是否配置抽水蓄能电站等方面进行模型验证和灵敏度分析,结果表明,金沙江上游川藏段水光出力具有季节资源互补性和日内电源互补性,提升梯级水电站或直流输电线路的调节能力、配置抽水蓄能电站均可以使光伏最大可接纳装机进一步增长。

金沙江上段大型底栖动物群落结构特征和生态位分析

于2019-2021年对金沙江上段大型底栖动物的群落结构和生态位进行分析,以期为高海拔多沙河流的生物多样性保护提供科学依据。结果表明,金沙江上段大型底栖动物主要由水生昆虫组成,水生昆虫中双翅目物种占比较高。钩虾、扁蜉、襟襀、四节蜉和纹石蛾为常见种。丰水期(夏秋季)钩虾丰度占比远高于枯水期(冬春季)。研究区域基于现场观测和统计推断的物种数枯水期远高于丰水期,单站物种数以及α多样性均是干流远低于支流。4个季度总体β多样性基于物种空间周转组分的贡献率远高于物种嵌套组分的贡献率,表明在底栖动物多样性保护策略上,所有河段均具有重要保护价值。常见种的生态位宽度处于较低水平,大部分常见种之间的生态位重叠值较低,表明在较为恶劣的自然环境下,种间竞争强度较低。各站位物种的出现具有较大的随机性,随机漂流成为群落构建的主要机制。从金沙江上段梯级水库形成后的水生态保护角度出发,建议加大支流的水生态保护力度,减少宽谷河段人口集聚区村落农业面源污染和城镇点源污染负荷,提升支流钩虾和EPT分类单元的种群规模,为珍稀冷水性鱼类提供饵料来源。

“双碳”和“高碳”情景下金沙江中上游流域未来径流模拟

受全球气候变化影响,金沙江中上游流域的水文情势发生了较大改变,模拟金沙江中上游流域未来径流,对区域水资源利用具有重要意义。根据中国的“碳达峰”和“碳中和”目标,基于CMIP6的5种全球气候模式(GCMs),耦合SWAT模型和CA-Markov模型,预估了未来“碳达峰”时期(2021—2040年)和“碳中和”时期(2041—2060年)的流域径流变化趋势,为水资源的管理与规划提供理论支撑。结果表明:2021—2060年间金沙江中上游流域呈现暖湿趋势,“高碳”情景下气温和降水量增幅更大。未来土地利用变化表现为除未利用地面积减少之外,其他类型土地面积均有增加。“双碳”情景下年径流量呈现增加趋势,“碳达峰”时期增长率为1.55×10^(8)~2.01×10^(8) m^(3)/a,“碳中和”时期增长率为2.07×10^(8)~4.02×10^(8) m^(3)/a;“高碳”情景下未来时期年径流量呈现减少趋势,“碳达峰”时期减少率为0.99×10^(8)~1.07×10^(8) m^(3)/a,“碳中和”时期减少率为0.85×10^(8)~1.06×10^(8) m^(3)/a;从月平均径流量来看,“双碳”情景下水资源更加丰富,年内分配更为均匀。

考虑气象因素的金沙江上游流域春季中长期径流模拟研究

针对金沙江上游水文、气象要素复杂,来水预测困难的客观实际,对金沙江上游降水、气温的变化特征进行分析,找出影响气温和降水变化的关键因子,研究关键因子与春季径流的相关性、春季径流与气象站观测数据的相关性,确定影响春季径流的气象要素,搭建预测径流的气候模型。结果表明,金沙江上游春季降水年际波动缓慢,其中3月呈先增长后降低趋势,4、5月降水呈增加增长趋势;同年各月气温呈升温趋势,其中3月平均气温上升最快,4、5月上升速度相当;月平均最低气温与气候指标的正相关性最好,其次是5月降水量,最高气温相关性较低;石鼓水文站3、4月径流量与气候指标正相关性最好;预报模型的方程预测径流量可以与实际径流量达到95%以上的准确度,且都可通过0.05的置信度区间检验。

金沙江上游特米大型古滑坡的成因及古地震参数反分析

对金沙江上游特米大型古滑坡的成因及古地震参数反分析进行研究。在野外详细地质地貌调查及14C年代测定的基础上，确定特米大型古滑坡是由地震触发形成，滑坡曾形成堰塞坝堵塞了金沙江，其形成时间约为7210BP。基于Newmark法分析了触发特米古滑坡的地震震级与震中距之间的关系，结合地质地貌调查，初步推断地震震中位于特米滑坡下游雄松一苏哇龙活动断裂上（栋索到拉扎西段），地震震级为7．0～7．4级。

金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积体的发现及其环境与灾害意义

西藏芒康县金沙江上游雪隆囊河谷史前时期(全新世晚期)发生了一次明显的堰塞事件,形成了一个湖水体积约3.1×108m3的大型堰塞湖。该堰塞湖形成后期发生溃决并引发异常大洪水,这一溃决事件发生在大约1 117A.D.。地震诱发山体滑坡可能是金沙江发生堰塞的直接原因。在雪隆囊古堰塞坝体的下游一侧到其下游3.5 km的范围内,发现大量由砾石、砂和少量黏土组成的混杂堆积体,判定其为滑坡堰塞湖的溃坝堆积,是滑坡坝体及上游河床物质在坝体溃决后快速堆积形成。整套溃坝堆积体具有支撑—叠置构造、叠瓦构造和杂基构造等沉积特征,还具有一种特殊的沉积构造:即在垂向剖面上发育粗砾石层与细砂砾层的韵律互层,但剖面中缺少砾或砂的透镜体。这种沉积构造("互层构造")是溃坝堆积相区别于冲—洪积相、泥石流相等的一种重要判别标志。采用水力学模型反演确定雪隆囊古滑坡堰塞湖溃决洪水的平均流速为7.48 m/s,最大洪峰流量为10 786 m3/s。雪隆囊溃坝堆积体沉积特征及其环境的研究,不但有助于揭示古洪水事件发生的过程和机制,同时对于认识金沙江上游地区的环境演变也具有重要意义。

图解法与矩值法在金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物粒度分析中的应用

基于野外调查与室内分析,应用图解法和矩值法,分别对金沙江上游雪隆囊古滑坡堰塞湖溃坝堆积物的50个样品的粒度参数进行定量计算,并对两种方法所得结果进行对比研究。结果表明:溃坝堆积物的上、中、下游三个区段的两种计算结果的平均粒径具有高度相关性,相关系数分别为0.948、0.994、0.991,分选性相关系数分别为0.824、0.959、0.901,表明两种方法得到的平均粒径基本相等,可以互相代替;标准偏差(分选系数)除上游区段存在较大偏差外,其它两区段分选系数基本相等,可以相互替代。整个溃坝堆积物粒度的偏态和峰态较离散,相关性较差。针对溃坝型沉积物,建议优先选用矩值法计算粒度参数,该方法能全面涵盖样品信息,反映整个沉积过程中水动力条件的变化。该研究结果与其它类型沉积物研究结果产生差异的主要原因是粒度组分分布情况、沉积动力条件及沉积环境不同。

基于AHP的半干旱区泥石流易发性评价:以金沙江上游奔子栏—昌波河段为例

半干旱区具有植被稀少、松散堆积物源丰富的特征,为泥石流的形成提供了有利条件。以金沙江上游奔子栏—昌波河段为例,通过野外调查及遥感影像数据分析,研究了半干旱区的区域泥石流发育特征;选取地层岩性、断裂构造、斜坡坡度、流域相对高差、年平均降雨量和植被归一化指数等6项评价指标,利用GIS技术与AHP层次分析法相结合,建立半干旱区泥石流易发性评价模型,得到研究区泥石流易发性评价栅格图。对研究区进行小流域划分,以小流域为单元,进行区域统计分析并分类,制作基于流域单元的泥石流易发性分区图。分区结果表明:研究区泥石流高易发区和偏高易发区主要分布在金沙江沿岸的东北部、中部和西南部,面积约1 040.9 km2,占研究区总面积的35.7%。最后,构建检验曲线对泥石流易发性评价结果进行检验,高易发区和偏高易发区内实际发育的泥石流面积为651.4 km2,占泥石流总面积的51.1%,表明易发性评价分区效果良好。

金沙江上游特米古滑坡堰塞湖成因与演化

金沙江上游巴塘-中咱河段位于青藏高原东南缘,该河段两岸岸坡发育众多的大型古滑坡,且部分古滑坡曾堵塞金沙江形成了堰塞湖,特米大型古滑坡堰塞湖是其中之一。关于特米古滑坡堰塞湖的形成与演化过程目前尚未见有过详细的报道。本文在野外调查的基础上,结合遥感影像解译和年代学测试,对特米古滑坡堰塞湖的地貌和沉积特征进行了详细研究,并对其形成与演化过程进行了分析。研究结果表明,特米古滑坡堰塞湖很可能是由该地区的古地震活动触发大型滑坡并堵塞金沙江形成的,最大湖面面积约为1.42×10^(7) m^(2),库容蓄水量约为1.46×10^(9) m^(3)。该古堰塞湖的形成时间约为1.8 ka BP,其溃决消亡的时间约为1.4 ka BP,溃决洪峰流量约为55858 m^(3)/s,该滑坡堰塞湖持续稳定了约400年的时间。

金沙江上游特米古滑坡堰塞湖形成与溃决时间讨论

开展古滑坡堰塞湖形成演化过程研究,可以揭示古灾害地质环境效应,重建区域构造历史活动序列和古气候演变特征。特米古滑坡发育于金沙江上游巴塘段,滑坡堆积地貌和堰塞湖相沉积物保存较好,是研究区内古地质环境的良好载体。在遥感解译、无人机测绘、现场调查和地质测年的基础上,结合前人研究成果,分析探讨了特米古滑坡发育特征、堰塞湖形成时间与溃决演化过程。结果表明,特米古滑坡是特大型岩质历史堵江滑坡,滑坡堰塞湖实际形成时间应该远早于2.15 ka BP,历史上曾发生过多次溃决,完全溃决时间大约为1.08 ka BP,堰塞湖稳定保存时间大于1.07 ka。金沙江巴塘段大型堵江滑坡群并非由单次地质事件形成,而是由金沙江断裂带多次强烈地震诱发。

基于鱼类生境需求的生态流量过程研究

选用日涨水率和日落水率两个生态水文因子,构建裂腹鱼栖息地生态水文学特征指标。结果表明,产卵期日涨水率的适宜范围为0.005~0.015,日落水率的适宜范围为0.005~0.015;非产卵期（5~10月）日涨水率的适宜范围为0.01~0.05,日落水率的适宜范围为0.02~0.04。采用文献法和专家法得出裂腹鱼产卵期偏好水深范围为0.5~1.5 m、偏好流速范围为0.5~2.0 m/s。用不同方法计算了苏洼龙水电站坝下河段生态需水量,并结合金沙江上游天然河流的水文情势及裂腹鱼栖息地生态水文学特征,以生态水力学法的计算结果作为基流量,确定了苏洼龙水电站坝下河段的生态流量过程。

金沙江上游某大型古堆积体群地质成因分析

金沙江上游地质条件复杂,大型古堆积体群普遍发育,严重影响该区的水利水电开发建设。合理的解释古堆积体群的地质成因问题是进行水电建设工作的基础。本文以金沙江上游某水电站古堆积群现场工程为依托,通过工程地质分区、岩体结构特征分析和地质现象分析3个步骤,逐步还原了堆积体群的形成过程。最终结论如下:(1)以古堆积体群整体形貌特征为基础,结合岩性、结构等基本特性,将古堆积体群划分为4个区域;(2)根据古堆积群Ⅱ区的形貌特征假设Ⅱ区物质来自河对岸,继而采用结构特征分析证明了这一假设,结果表明:Ⅱ区物质与河对岸物质结构具有较好的一一对应关系,同时物质结构具有明显的分选性,为典型的泥石流产物;(3)结合区域风化程度、S型转弯、冲积扇、高位静水沉积等地质现象分析,还原了该古堆积体群的形成过程,即:Ⅰ区风化程度较严重,年代明显早于其他各区。Ⅲ区、Ⅳ区之间应为古河道,Ⅰ区的形成造成了河流的S形改道,但并未造成真正意义上的堵江。真正的堵江事件发生在Ⅱ区形成后。Ⅱ区泥石流物质与Ⅲ区、Ⅳ区物质一起形成了一个天然土石坝,形成了真正意义上的堵江,产生了高位沉积现象。此时江水一部分从古河道流出,一部分从Ⅱ区泥石流物质区向下渗流,最终Ⅱ区物质被掏蚀冲垮,形成了今河道。

金沙江中上游限制开发区产业结构整合与战略定位研究

限制开发区主体功能定位下,确保区域主体功能的发挥与维持区域经济的稳步发展成为这一类主体功能区面临的重大课题。历史基础薄弱、投入产出规模小、可进入性差、生态功能地位突出等成为影响金沙江中上游限制开发区区域发展的关键因素,在限制开发区域格局下,拟以生态经济平衡理论和区域可持续发展理念为指导,研究区域产业结构整合与战略定位,尤其是区域生态经济协调发展中的区域产业特色化、规模化、生态化和市场化等问题。

西藏高原东部矮西沟流域土壤可蚀性研究

藏东矮西沟流域水土流失严重,土壤抗侵蚀能力差,是金沙江上游大量泥沙的主要来源之一。对研究区的土壤可蚀性的研究,无论是对草地和耕地的保护,还是对金沙江泥沙量的缓减,都具有重大的现实意义,是水土保持工作的基础。该文通过调查研究土壤抗侵蚀能力与土壤侵蚀特征,利用大量的实测资料,比较研究了3种K值模型估算值的数值特征,与调查结果的相关性以及估算值取值范围的可靠性,确定了西藏高原东部土壤K值的最优估算模型为通用流失方程K因子模型,不同土壤的K值大小顺序为灰褐土>高山草甸土>棕壤>暗棕壤,流域K值的平均值为0.005,在全国范围内较小。

金沙江上游超大古堰塞湖及其相关问题

大型历史堵江滑坡研究不仅是认识区域构造背景和河流演变规律的重要工作,而且对山区河流工程安全亦有十分重要的意义。金沙江上游巴曲河口至麦曲河口段发育于金沙江缝合带,高山峡谷地貌,构造活动强烈,是历史堵江滑坡的集中发育区,其中,王大龙古滑坡具有坝高最高、堰塞湖规模最大且堰塞历史悠久等特点。以王大龙古滑坡为研究对象,基于详细的野外调查与资料分析,对其成因与演变过程进行了分析。主要结论如下:1)王大龙滑坡位于金沙江缝合带,源区基岩主要为三叠系中心绒群下段板岩(T1–2zh1),其次为二叠系嘎金雪山群下段石英砂岩(Pgj1),滑坡总体上为王大龙断裂与中心绒群板理面切割形成的楔形体,前缘受雄松—苏洼龙活动断裂切割,方量约4.0×10~8 m^(3);2)诱发滑坡的内动力为地震,外动力为河流凹岸侵蚀,滑坡时间应为晚更新世大理冰期;3)堰塞坝长约1 700 m,宽约3 000 m,高度超过450 m,形态右高左低,右岸高程约2 770 m,左岸垭口高程约2 735 m;4)堰塞湖规模约26.6×10~9 m^(3),干流库尾到达叶巴滩水电站坝址的降曲河口,长度约176 km;5)堰塞坝发生过3次溃决,溃口底面高程分别为2 460、2 400和2 358 m(现河面高程);6)第1次溃决极有可能由雄松—苏洼龙断裂错动导致,时间早于1 900 a BP,估算溃口流量为21.0×10^(4)~39.8×10^(4) m^(3)/s,远远大于长江历史洪水记录。

长江上游干流和支流河流泥沙近期变化及其原因

通过长江上游宜昌水文站、金沙江屏山水文站和嘉陵江北碚水文站 2 0世纪 5 0年代以来径流量和输沙量的变化分析 ,表明宜昌站多年水沙关系未见有明显的变化 ,属正常波动 .2 0世纪 80年代以来 ,长江上游主要支流嘉陵江和金沙江的水沙关系发生了不同的变化 ,嘉陵江的河流泥沙呈明显减少的趋势 ,金沙江呈略有增加的趋势 ,嘉陵江、金沙江两流域的侵蚀、产沙、输沙环境条件差异较大 .人类活动的方式、程度 ,植被破坏与恢复 ,水土流失治理 ,水利工程拦沙和工程建设增沙等的明显差异 ,是 2 0世纪 80年代以来 ,嘉陵江和金沙江水沙变化不同的主要原因 .