清江水布垭库区大堰塘滑坡涌浪分析

2007年6月15日位于水布垭水库巴东县清太平镇的大堰塘滑坡发生滑动,激起高达50m的巨大涌浪,造成了沿岸的人员伤亡。为了解决大堰塘滑坡引起的涌浪问题,把滑坡引起的涌浪分为体积涌浪和冲击涌浪两部分。根据体积守恒原理及块体水下运动的位移公式求出了初始涌浪的计算公式。把滑坡涌浪衰减过程分为急剧衰减和缓慢衰减两个阶段来考虑,并认为急剧衰减阶段的涌浪的衰减符合指数衰减规律,缓慢衰减阶段符合明槽水流的沿程水头损失规律,对其涌浪的传播和爬坡进行了深入探讨,并与实际调查结果进行了对比分析,该成果对水库库岸滑坡的涌浪传播的研究具有一定的参考意义。

清江流域水布垭水库温室气体交换通量监测与分析研究

为了研究水库温室气体源汇变化,选择清江流域水布垭水库作为研究案例,在2010年5月和10月开展了2次原位观测试验,获取了水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量、水体上空大气温室气体浓度垂直变化规律及水环境因子。结果表明:水布垭水库2010年5月份水体上空大气二氧化碳浓度在0.5 m高度以下最高,其中表层水温对水库水体二氧化碳源汇地位具有重要的影响;2010年10月份水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量呈排放状态,平均通量分别为3 740.92±1 872.56 mg.m-2.d-1和1.22±0.57 mg.m-2.d-1,但比世界温带和热带主要水库要低得多,接近于中国太湖和东湖等自然水体排放水平;二氧化碳通量的空间分布从上游到坝前呈现升高的趋势,而甲烷的空间分布趋势则呈现相反的趋势。研究将为我国水库温室气体科学研究提供了宝贵的示范案例,为开展水电清洁能源开发提供科学支撑。

清江水布垭库区植物资源现状及评价

清江水布垭库区植物共１８６科，８５５属，２９０１种，其中３７种为我国珍稀濒危重点保护植物，占全国重点保护植物的１０．１％．植物分布类型多样，温带成分占优势且起源古老；库区植被类型为５级，共有９个植被型，２１个群系，植被具有明显的垂直分布特点．库区植被对清江流域的水质和水的流量以及保护土壤、防止水土流失起到了关键性的作用；库区植物种类繁多，具有很大的经济价值和开发价值；库区古老、特有、珍稀、濒危植物十分丰富，为我国生物基因库中一个重要的自然区域；库区植被对水布垭水库工程的兴衰起到了重要作用．

水布垭水库水气界面二氧化碳交换规律研究

为了分析水库温室气体源汇变化的时空分布特征,以清江流域水布垭水库为研究对象,在2010年5月到2011年4月之间开展了6次水气界面二氧化碳交换通量的原位观测试验,获取了水库坝前、上游和支流库湾等重要区域二氧化碳交换通量及其影响因子的基础数据。对实测资料的分析表明,水布垭水库水气界面二氧化碳交换通量时空差异性较大,在排放状态下,交换通量从上游到坝前逐渐升高,在吸收状态下逐渐降低,夏季交换通量较低,气温低时较高;二氧化碳交换通量时空分布受到气温、溶解氧、叶绿素以及水体碳含量等因素的影响。

清江水布垭库岸木竹坪滑坡失稳探讨

木竹坪滑坡发生于2007年5月10日,总方量约800万m3,是水布垭库岸的重大滑坡灾害之一。根据实地调查资料,阐述了滑坡区基本地质条件及滑坡基本地质地貌特征。结合滑坡稳定性计算分析了滑坡的成因机制,认为木竹坪滑坡的发生是内外因共同作用的结果。坡体前缘受清江支流的弧形切割,为滑坡提供了临空条件,而薄层灰岩及第四系坡积物又为易发生滑坡的地层岩性条件。在内部条件具备的前提下,滑坡发生前的连续降雨及水库蓄水均使得坡体物质的力学强度降低,故引发了大规模的滑坡失稳。

清江水布垭水库水环境容量计算

结合清江水布垭库区水文监测资料,水功能区划,采用相关的水环境容量计算模型,测算了清江水布垭库区的理论水环境容量,进而计算了其有效水环境容量,结果表明:清江流域水布垭库区的理论水环境容量分别为:COD 58782.8t/a,NH3-N1598.8t/a,,TN2763.5t/a,TP 1381.8t/a。有效水环境容量分别为:COD 45715.4t/a,NH3-N1359t/a,TP 2349t/a,TN1174.5t/a。

清江水布垭库区马干塘滑坡成因及稳定性分析

为了弄清水布垭库区马干塘滑坡的成因并分析其稳定性,采用野外现场调研、工程地质测绘、工程地质勘察、室内试验等研究方法,并运用极限平衡理论以及结合现阶段变形情况,对滑坡的形成过程和发展趋势进行了研究。结果表明:滑坡体的形成经历了清江河流向下切割、崩塌堆积和清江继续下切、崩塌再次堆积两个阶段;目前,滑坡体处于基本稳定状态,但局部存在次级滑坡的可能。

SSA-LSSVM在中长期径流预测中的应用研究

为提高中长期径流预测精度,利用奇异谱分析（SSA）对输入资料进行数据预处理,消除噪声,得到重建序列。以水布垭水库1951~2009年的入库月径流资料为依据,选用季节性一阶自回归模型、支持向量机模型和最小二乘支持向量机模型作为径流预测模型,对原始序列和重建序列进行模拟预测。结果表明,基于奇异谱分析的最小二乘支持向量机的模拟预测精度最高,率定期和检验期的模型效率系数分别高达89%和84%。说明采用SSA对资料进行预处理可以显著提高中长期径流预报的精度。

水布垭水利枢纽综合利用规划

水布垭工程在清江流域开发中具有重要的地位和作用。根据该枢纽的开发任务，综合考虑发电、防洪、航运、水库淹没、工程地质、工程量和投资等诸方面的因素，论述了枢纽正常蓄水位选择原则，特别是以不淹恩施城区为正常蓄水位的控制条件；从水库径流调节、发电、泥沙淤积和航运、工程量和投资等方面论述了死水位的选择；从电站发电能力、水库调节性能、系统负荷发展、系统峰荷增长和电源构成等方面，介绍了装机容量的选定；从水库调节性能、发电效益等方面研究提出了水库运行及调度方式。此外，为满足库区防洪和不淹恩施城区的需要，提出了汛期水库控制水位的运用方案。

清江水布垭水库气象水文预报模型研究

利用清江流域52个自动雨量站资料,对2007—2010年出现的49次强降水过程,用过程面雨量、降雨时长和连续无降雨日数建立清江水布垭水库洪峰流量短期预报模型,按照国家行业标准评定该模型精度等级为乙级,可以运用于业务预报。在实时预报中,利用雨量预报值代入水文预报模型进行预报,从而延长了洪峰预见期。经2011年的预报试验,其效果较好,对水库的泄洪、蓄水、发电等调度工作具有很好的参考价值。

清江水布垭水库农村移民安置区环境容量研究

清江是长江流出三峡之后的第一条大支流，发源于鄂西利川市，自西向东流经湖北省的１０ 个县（ 市） ，于宜都市注入长江，在清江建设水布垭水电站是“流域、梯级、滚动、综合”开发利用清江水利资源的重要决策，将促进区域经济的发展。水布垭水库淹没涉及巴东、鹤峰、建始、宣恩、恩施５ 县（ 市） 的陆地面积５５ ．４ ｋｍ２ ，其中耕园地１ １４７ ．８ ｈｍ２ 。淹没线下现居住人口９ ７８８ 人，其中农村人口７ ９４４ 人，至移民搬迁年，农村规划生产安置人口１０ ３２４ 人。安置区选择为库周边的１９ 个淹没涉及乡镇的１４９ 个村（ 场） ，现有国土面积９１７ ．２ ｋｍ２ ，农业人口１６４ ３６４人，耕园地２０ ３４５ ｈｍ２ ，有可利用荒山荒地１１ １９３ ｈｍ２ ，低产地约９ ０００ ｈｍ２ 。安置区环境容量由三个部分组成：①种植业，规划用于移民的总耕园地１ １１４ ．８ ｈｍ２ ，来自开荒、改造和征用老居民耕地，可安置９５ ．７ ％ 的移民。②二、三产业可安置４ ．３ ％ 的移民。③林牧业可作为分流劳动力的潜在容量。

水布垭水库及坝下河道水温观测分析

通过采用温盐深仪对水布垭水库库区、坝前、坝下水温进行观测,结果表明：水布垭水库坝前水体常年处于温度分层状态,夏季表层与底层温差较大,冬季温差很小;坝下观测断面比坝前断面取水口底板高程处水温高约0~8.0℃;大部分月份坝下断面水温相当于坝前取水口高度以上10~20 m处水温;坝前700 m断面与库中断面分层趋势基本一致;表层水温变化与气温具有较大相关性。

水布垭工程地质研究

由于水布垭坝址区地质环境比较复杂，工程地质研究历时多年。研究确定坝址的地震基本烈度为Ⅵ度，建议大坝设计以Ⅶ度地震烈度校核为宜。研究结果表明，大多数库岸边坡稳定性好；仅少量滑坡稳定性差，但对水库的安全运行不构成重大威胁。水库封闭条件好，不存在向邻谷渗漏问题。鉴于坝址区地质环境比较复杂，对与工程关系密切的马崖高陡边坡、大岩淌滑坡、马岩湾滑坡等，必须采取工程措施进行处理。此外，对建坝的主要工程地质问题作了扼要的论述，并提出了处理意见及应采取的工程措施。

水布垭工程业主参与库区移民工作的实践

水布垭水电站业主积极参与库区移民工作,把参与工作做到了实处,做出了实效。库区移民采取以土为本,以农为主,以分散安置为主的安置方式,进行了妥善安置;专业项目复建由于业主大力配合工作,工程进展顺利;同时,移民投资也得到了有效的控制,库区移民任务按期完成,确保了水库按期蓄水发电。

水布垭水库水体碳时空变化特征及其影响因素分析

为了评估大型水库对河流碳循环的拦截作用,选择清江流域最上游水布垭水库为典型案例,采用德国元素公司vario TOC分析仪对定期采集水样进行分析,研究新建大型水库水体碳时空分布特征及其影响因素。结果表明,水布垭水库表层水体总碳、总无机碳、溶解有机碳和颗粒有机碳平均含量分别为26.665、24.089、2.141和0.438 mg/L,在水库年内蓄水阶段呈现显著的峰值,其空间分布格局在支流库湾和坝前典型断面表现出显著的差异,在水体碳中总无机碳占据主导地位,与湖泊水体碳时空分布特征极为相似。由于受到人类活动和自然环境的双重影响,水体无机碳则与水体电导率指标具有较强的相关性,溶解有机碳则与水体温度具有直接的关系,而数量最少的颗粒有机碳则与水体叶绿素含量具有弱相关关系。研究成果可以为理解水库碳循环过程机制提供数据支持,对于开展大坝建设的河流碳循环影响评估具有重要参考意义。

水布垭水库CO_2排放通量时空特征及其与环境因子的响应研究

利用静态浮箱-LGR快速温室气体分析仪法,于2010年7月、9月和11月对清江流域水布垭水库库区9个典型采样点CO2排放通量进行了原位观测实验,并就CO2排放通量对环境因素的响应关系进行了分析。结果表明:7月份水库水体表现为CO2的"汇",吸收CO2最大的点分别位于两条支流及上游来水上。9月份水库水体表现为排放CO2。11月份水库水体各点均表现为较强的排放,其中1、2、3号点的排放量最大,分别达到122.37 mmol/m2.d、123.96 mmol/m2.d、166.863 mmol/m2.d。借助于地理信息系统Kriging插值技术获取水库不同观测时段CO2排放通量的空间分布特征。插值结果表明:7月份水布垭水库CO2排放通量空间分异主要表现为水库上游入口和典型支流的吸收最显著,坝前水体CO2吸收居中,而水库中部范围内水体对CO2吸收较差。9月份和11月份水布垭水库CO2排放通量空间分异相似,从水库上游到坝前,排放量依次增加,到坝前区域排放量达到最大。水库水体CO2排放通量与环境因素的响应研究表明,叶绿素a浓度、溶解氧含量、水体总有机碳含量3个因素是影响CO2排放通量的重要因素。其中叶绿素a浓度、溶解氧含量与CO2排放通量之间呈典型的负相关关系,水体总有机碳与CO2排放通量呈显著的正相关关系。温度、pH值和透明度对于CO2排放通量的影响较小。水库水体CO2排放通量还受到水库运行时间与水库运行方式的影响。

清江流域典型发电水库甲烷源汇时空变化规律研究

发电水库甲烷源汇时空变化是评估水电清洁能源属性的重要方面,也是分析水电工程对流域生态系统碳循环的重要依据。研究方案采用静态箱与便携式痕量气体分析仪相结合的方法,选择清江流域水布垭水库为典型研究区,在2010年9月到2012年11月期间开展了水库不同典型区域水气界面甲烷扩散通量及其影响因素的原位观测实验。数据分析表明,水布垭水库甲烷平均扩散通量为0.684±0.763mg/(m2·d),其中2010年9月份排放量最大,达到2.152±1.171 mg/(m2·d),最小值则出现在2011年3月份,仅为0.114±0.087 mg/(m2·d)。水库上游和支流典型观测点甲烷处于较高的排放水平,分别达到0.902±0.702 mg/(m2·d)和0.845±0.703 mg/(m2·d),反而在坝前观测点甲烷排放通量是最低的,其通量仅为0.419±0.379 mg/(m2·d)。影响因素分析表明,甲烷通量与表层水体溶解氧、叶绿素、水温度和电导率呈现显著的正相关关系,而与表层水体总碳和pH值呈现较为明显的反相关关系。

清江流域水布垭水库二氧化碳大气廓线空间分布及其水环境效应

为了研究水库水体二氧化碳源汇变化时空分布格局及其影响因素,选择清江流域水布垭水库为典型示范案例,在2010年5月8日到9日开展了二氧化碳观测实验,获取了水库上空大气二氧化碳浓度垂直变化以及沿水库中心线二氧化碳浓度的变化特征。然后基于地理信息系统空间分析技术对观测点二氧化碳浓度数据进行空间插值计算,得到整个水库水体的空间分布特征,并与水环境因子空间分布情况进行比较分析。研究结果表明:水布垭水库上空大气二氧化碳浓度在0.5m高度以下最高,然后向上依次降低,其空间分布从水库上游到坝前呈现增加的趋势。同时水库水体二氧化碳浓度变化受到表层水温、叶绿素浓度等水环境重要因素的影响,与水温和气温呈负相关关系,而与叶绿素呈正相关关系。

清江水布垭库区猪卜笼滑坡形成机制及稳定性分析

猪卜笼滑坡位于水布垭库区支锁河左岸,为典型松散堆积体滑坡,因水库蓄水造成前缘局部岩土体变形失稳。通过分析滑坡工程地质条件、形态特征、物质结构组成及变形特征,查明了该滑坡形成机制,并运用极限平衡理论定量评价其稳定性。分析表明,滑坡在内外动力耦合作用下,大致历经崩塌、堆积、加载和滑移过程,形成现今堆积形态。目前滑坡处于基本稳定状态。

清江中上游景阳滑坡群成因及稳定性分析

分析滑坡群形成的地质背景和诱发因素,认为其主要受控于清江河谷地形地貌、地层岩性及地质构造,大气降雨及水库蓄水诱发其发生。分析滑坡群稳定性,认为滑坡群整体处于基本稳定,但在暴雨及库区水位骤降或骤涨的条件下稳定性变差,有局部或次一级滑坡的可能。