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主题:三峡,三峡。(图床已改) -- njyd

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家园 三峡,三峡。(图床已改)

  此系列本来想在今年三峡蓄水到175米时开始写的,偷懒拖到现在。

  三峡的水文数据是公开的,就在三峡集团公司网站,每天都有四个时间点的入库流量,12个点的出库流量和每个整点时的三峡大坝坝前水位。愿意查的都可以查到,资格要求只要会上网,免费。只是数据量太多,时间段从1992年到现在,只能一天一天的看。俺一开始是一天天照抄,还容易出错。在河友龙驹坝的帮助下把数据全下载了下来,不知这算不算黑客技术。

  另有一个数据来源:水利部水文局主办的全国水雨情信息网中有个全国大江大河水情,不过这只能查到最近几天的,而且入库只有寸滩的流量,这比整个三峡入库流量(三峡公司给出的入库流量)要小一些。

  三峡集团公司网站的数据量也嫌多了点,俺为处理方便,入库流量只有2、8、14、20时的四个点的,出库流量也相应选择了这四个时间点,水位选了2、14时两个点,全都算成平均数作为一天的平均流量、水位。这样算当然有误差,但应该不大,估计不超过百分之一到二。

有时候需要参考下面这个图:

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  长江三峡段各水文站点与各站之间的水道长度

  水道长度是从GG卫星照片上量出来的,有一定误差。

  谈这个问题也没什么计划,想到哪说到哪吧。

通宝推:海峰,二手玫瑰,

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家园 1、三峡水库水面是平的还是斜的?

  先说一个没人提到过的,抢优先发表权。

  收集了一段时间的数据,发现一个有意思的现象,关于三峡水库的水力坡度。

  当库前水位低于166米或寸滩流量大于10000立方米/秒时,三峡水库水面是斜的,这个坡度因库前水位的高低和寸滩流量的大小不同而异,这个以后数据量多了再分析。

  当库前水位高于166米或寸滩流量小于10000立方米/秒时,三峡水库水面是怎么样的?不是平的,也不是斜的,而是呈现出W形,挺奇怪的。

  下面这张图,是2011年9月29日20时三峡各水文站的水位图,已经有点W形了。  

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  下面是2011年12月1日24个整点时的三峡各水文站的水位图,不光有明显的W形,甚至某几个时段寸滩水位还比坝前(茅坪)低个几厘米。

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  图里的系列1是0点,系列24是24点,余类推。

  这张图线太多看不清,精简一下就比较容易看了。

  点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

  我是今年10月25日发现这个现象的,从这天开始记录每天24个整点时的三峡库区水位数据。从10月25日到现在这段时间,整个三峡库区中经常是长寿站的水位最低,最低时比坝前水位低了27厘米。寸滩比坝前低的最多时发生在12月1日23时,低了8厘米。

  看来水力不光会造成上游到下游的坡度加大,在某些条件下还会造成上游水位低于下游,在某些河段变成水往高处流。 

家园 老哥精神可嘉,但是:)

但是这样的讨论,很容易走入误区。

比如水位变化,在任何的水力学入门教课书里,都会谈到choking的问题,应该能解释这种现象。相关的名词还有,gradually varied flow, unsteady flow, subcritical flow, supercritical flow。还有比如两个湖、水库连一个channel的问题,channel坡度是mild还是steep,对水位有什么影响,都有详细的讨论。(抱歉,我的水力学知识是在国外学的,所以这些英文对应的中文我不熟悉,不敢乱翻)

但是,上面这些东西,都是入门级的东西。可以解释一些现象,但用在长江这种大工程里,是不合适的。就象解释飞机的升力是怎么产生的,用Bernoulli给外人解释一下可以,但设计飞机用这个就不合适了。

具体到长江这个问题,长江的江面宽度有上千米,在三峡库区江底地形是复杂的,河道的meandering也是多变的。所以用上面提到的那些简单的一维理论,来解释长江上的一些细节现象,就是不合适的了!

总之,用现在网上公布的这一点数据,用一维水力学知识,来理解长江三峡,大多是不科学的。

言词之间有得罪之处,还请老哥包涵!

家园 科普做起来虽然很难,做好了就是功德无量

老兄不想试试?

家园 我自己也是二把刀水平

我来解释,肯定是误人子弟。我怕行家一来,一小手指就把我戳破了。

不过,从科普的角度,choking应该是最直接的解释。河道截面发生变化,为了保持质量守恒和动量守恒,河流必然要调整水位和流速,这就是choking发生的力学本质了。

但是,在不知道截面变化及流速变化的情况下,就直接讨论choking的发生,是不科学的。

家园 W形水位是不可能的。应该是测量系统误差。

你给出的系列数据也说明,W形水位是测量系统误差所致。

辛苦了。

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参数变化,作者,声望:1;铢钱:16。你,乐善:1;铢钱:-1。本帖花:1

家园 这跟水文站的位置也有关系

河道总是自然弯曲的,而水流因为有质量,也因此有惯性,所以在河流拐弯处,外侧的水位必然要高于内侧水位。河道越宽流速越高,水位差越大。换个说法就是凸岸水位低,凹岸水位高。

家园 把河道宽度叠加到水位曲线上

把各水文站处河道宽度叠加到水位曲线上,应该就大概可以看出是否是这个关系了吧。

家园 W水面是有可能的

水之所以能够流动,是因为存在着压力差,平常说的水往低处流,是因为一般情况下,根据(rho*g*h),高处的压力比低处大。但除了高度差这个主因影响压力的大小,还有河道的宽窄、流量的变化(比如某处存在流量教大的支流),还有风的影响,这些都会对水压造成影响,但并非主要影响,因此从宏观上看,并不影响水往地处走这一总趋势。就好比一条逐步下降的曲线上,会有几个小的干扰波。

举个例子,大家知道海平面高度为0,肯定是比陆地要低的,但起了大风的时候,或者由于月球、太阳引力的影响,海水汹涌而上,闯入大陆,也是很常见的现象。

高度差只是表象,压力变化才是真正的原因。

家园 应该是测量误差造成的吧?

原数据里面有没有提供数据的测量精度?如果给出的数据是X.X米的话,这个.X米应该指的是测量误差,几厘米的数据差别还是比较合理的。

家园 如果单纯从上图来看

即使一个大风也足够造成一个局部的水位如此差别的高差了。如果这个图能够在一年里维持这样一个趋势,可能才比较容易说明问题吧?

家园 伯努利方程?

假设径流量恒定,各处河床截面积不同,引起的流速变化,带来的压强差?

家园 水往高处走

是想说水往低处走吧。

家园 谢谢,已更正

羞死个人嘞,呵呵.

家园 一个大波浪而已.

宏观上的波浪.

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