美国科罗拉多河及胡佛大坝

 
科罗拉多河(Colorado River)是美国西南方、墨西哥西北方的河流。长度大约有2333公里(1450哩),有一部分在美国洛矶山脉区域西边消失。整个科罗拉多河河系大部份流入了加利福尼亚湾,是加州淡水的主要来源,另一部份则往南流向墨西哥,但没有出海。1540年。西班牙探险家Melchior Diaz是第一个探索并纪录了科罗拉多河的探险家。 科罗拉多河是北美洲主要河流之一。发源于美国西部科罗拉多州中北部落矶山脉,由大面积厚雪融化提供水源,向西南流,开辟一条2,330公里(1,450)曲折蜿蜒水道,注入加利福尼亚湾。
1. 治理背景
2. 治理计划
3. 治理技术
河流起源  科罗拉多河,北美洲西部大河。干流源出美国西部南落基山脉弗兰特岭西坡,向西南流经犹他亚利桑那、内华达、加利福尼亚等州和墨西哥西北端,注入加利福尼亚湾
河流流域  流域面积63.7万平方公里(24.6万平方哩),流经7个州——怀俄明州科罗拉多州犹他州新墨西哥州内华达州亚利桑那州和加利福尼亚州。有27公里(17)河道构成美国亚利桑那州与墨西哥之间的国界。该河流经北美洲辽阔的乾旱和半乾旱地区,经大力开发,有「西南部的生命线」之称。
水文特征  上游水量较丰,支流较多;中、下游流经干旱、半干旱地区,水量渐少,支流不多,近河口处年平均流量311.5立方米/秒。水位季节变化大,45月洪水期与冬季枯水期流量相差近30倍。河流泥沙含量高,水呈暗褐。科罗拉多西班牙之意。每年泥沙入海量1.63亿吨,有美洲尼罗河之称。干支流多峡谷,河床比降大,富水力资源,开发后主要用于灌溉和发电。
 
科罗拉多河地图河南厕所革命
河流开发  第一份水资源分配协议
  科罗拉多河流域较早应用立法开发和管理水资源。1922年,流域内的7个州签订了第一份水资源分配协议。协议以立佛里为界将科罗拉多河流域人为地分为上下两个区,并以流域径流量控制站立佛里站的年径流量为基准进行水量分配。首先满足下科罗拉多河区分配水量92.5亿m3,然后满足上科罗拉多河区分配水量92.5亿m3。之后,在水量允许的情况下,再多分配给下科罗拉多河区12.3亿m3,以保证下科罗拉多河区10年移动平均分配水量不小于92.5亿m3(当时计算的年平均径流量为215.8寻乌调查亿m3)
干流水库  干支流上已建的较大水库有:马歇尔数字温度传感器福特特拉维斯MarshallFordLakeTravis)、双峰TwinButtes)、费希尔O.CFisherLake)、布坎南LakeBuchanan)、布朗伍德LakeBrownwood)、科尔曼LakeColeman)等。这些水库主要用于灌溉和防洪。
流域地貌  峡谷区
1)科罗拉多河和绿河的交接口,也就是美国西部的峡谷区,可说是世界上最壮观的河谷景观之一。
由于长久以来,地层在不同气候下被强风风化、被水侵蚀,两者切割出最后彩缤纷的广大地貌,使它倍受世人的喜爱。在帕里亚高原(Paria)上,科罗拉多河的河景一开始是比较温驯的,直到进入大理石峡谷MarbleCanyon之后,总长约9.6公里(60miles)剧烈落差则将近1524米。
  (2)绿河到了大理石峡谷南端之后,开始叫做小科罗拉多河
 
科罗拉多河
在帕里亚高原上一共有11条河流加入了这个河系,一起切割出险峻的峡谷系统。小科罗拉
多河在快要到科罗拉多河时的最后4.3公里处﹙27哩﹚,将帕里亚高原深切至548.64米。最后以海拔800做文明有礼的北京人米消失在科罗拉多河中。
3)自此科罗拉多河突往西转,斜穿过高原上的地层皱折和断层,切入了大峡谷,全长约217mile,宽度从河谷到上面的高原边缘约有420miles
  所切割出来的峡谷断面,约有40006000feet的高度。其中5001600feet的切割面是连续的大斜面,这些斜面充满了蜿蜒、壮丽的彩,以V字型向下缩窄,谷底是阴暗的,狭窄的科罗拉多河。
  (4)接下来科罗拉多河与一条来自内华达州的维京河汇流,并突然转向了南方,形成了今日内华达州与亚利桑那州的部分州界;与加州与亚利桑那州的州界。
  黑峡谷之后,科罗拉多河梯度状的变小,河系高度也大幅降低,从Yuma市有Gila河加入之后,就开始形成了宽广的沉积河谷平原。这一段宽广的沉积河谷平原形成了有如沟渠般的水路,洪水来时,就从较小的细流淹没出来,最后将美国的南加州区域切割出知名的沉积地形河系,如SaltonSink或是CoahuilaVallery,这些区域的落差甚至比Yuma市河床到海湾的落差还要大上很多。
珠钢水系组成  科罗拉多河发源于得克萨斯州西部拉米萨以西,源流称萨尔弗(Sulphur)河,干流向东南流,最后在贝城以南40km处,注入墨西哥湾。河流全长1387m,流域面积10.9km2霍顿Wharton)站控制流域面积7.9km2,多年平均流量76m3/s。主要支流有比尔斯河、佩德纳莱斯河、巴永河、拉诺河、皮坎河、圣萨巴河、孔乔河等。
流域特征  地形地貌
  科罗拉多河流域边界三面环山,东、北为构成大陆分水岭的山脉,西为落基山脉,整个流域地势为北高南低。源流所在地两岸山地海拔均在4270m以上,从发源地到利斯费里
 
科罗拉多河
(Lees Ferry,海拔高940m)为上游段,河道蜿蜒,长约1030km。由于地势较高,终年积雪,水量较多,河水下切明显。中游从利斯费里至比尔威廉斯河河口(帕克坝哈瓦苏水库内),流经科罗拉多高原,由于该地区多为干旱地区,增加的径流不多,河谷不易展宽,形成许多峡谷地形,上中游合计长达1600km,约占科罗拉多河总长2/3以上,其中最为著名的是科罗拉多大峡谷,该峡谷东起小科罗拉多河入汇处,西至内华达州界附近的格兰德瓦什岸,全长350km,最大深度1740m,河流曲折蜿蜒,河床坡降1.5m/km,水流湍急,流速高达6.9m/s,水深1015m。科罗拉多河下游地势低洼,有山脉、盆地、沙漠等。
气候与降水 科罗拉多河上游受海拔和地形的影响,气候变化较大,最低气温-46.7℃,最高气温达42.8℃,年均降水量为200500mm。秋冬春各季降水量多为降雪,春末夏初当气温升高时,积雪迅速融化,河道流量大增,年径流约70%集中在47月。由于落基山区降水较多,并有冰雪融水补给,因此科罗拉多河上游干、支流水资源极为丰富。据利斯费里站统计,该站多年平均实测径流量为186亿m,最大径流量为296亿m(1917),最小径流量也有69亿m(1934)。中、下游地区大部分属干旱、半干旱气候,年均降水量不足100m
m,加上蒸发量大、渗漏、灌溉等耗水,水量逐渐减少。各年之间及各季之间丰枯相差很大,45月洪水期流量可达19823115 m/s(最大洪水流量达8500m/s),枯水期流量仅为85 m/s(最小枯水流量仅20 m/s),相差2326倍。春末夏初洪水泛滥,秋冬河水干涸。
含沙量  科罗拉多河中、下游泥沙很多,含沙量高,河水混浊,呈暗褐,河流年均含沙量达27.5kg/m。在科罗拉多大峡谷处测得年均输沙量为1.81亿夜间守门人t,平均含沙量11.6kg/m。科罗拉多河所携带的泥沙大部分沉积在河口下游附近,形成一个横跨加利福尼亚湾北部的大三角洲,并向南发展,占据了该湾头部的水域面积。有些支流的含沙量更大,如小科罗拉多河,每平方公里平均每年要冲刷688t泥沙,平均含沙量高达120kg/m
河流利用 科罗拉多河流经人烟稀少的美国西南部地区,穿行于深山峡谷之中,谷深水急,适宜筑高坝建大水电站,为开发水电资源提供了有利条件。
干、支流水电资源开发
  科罗拉多河是美国进行水资源综合利用与开发(即每个工程具有发电、灌溉、旅游、防洪
与航运等综合效益)的第一个流域,是美国水资源开发最充分的流域,也是争议最多的流域。该河第一次大规模的开发活动始于1928年,当时通过了兴建鲍尔德(胡佛坝)工程的法令,该工程于1931年开工,1936年建成,是一座具有防洪、灌溉、发电及城乡供水等综合效益的水利工程。
  此后,在科罗拉多河流域兴建了一系列水利工程,干流上已兴建水库11座,支流上修建水库95座,干、支流水库总库容约为872亿m,总装机容量超过524kW。另外,还规划在干、支流上分别兴建5座大水电站,其中装机容量超过100kW的电站有2座。这些水电站建成后,科罗拉多河流域的水能资源将得到充分的开发和利用。科罗拉多干流、主要支流已建水利工程表分别列出了干、支流上较大工程的主要技术指标。
引水灌溉工程
  由于美国西半部干旱缺水,科罗拉多河流域的绝大部分水量用于农业灌溉(95亿m)城市给水和工业用水约需28亿m,因此,在科罗拉多河干、支流上兴建了许多大型引水工程,上游有:弗赖因潘河-阿肯河引水工程(Fryimg Pan?Arkansas Project)、圣胡安河-查马工程(San Juan?Chama Project,灌溉农田3.7hm)、纳瓦霍印第安人灌溉工程(Navajo India I
rrigation Project,灌溉4.5hm)、科罗拉
 
科罗拉多河
多河-汤普森河工程(Clolrado?Big Thompson Project);下游有南达科他工程(South Dakota Project)、科罗拉多河引水工程(Colorado Aqueduct)、全美灌渠(All American Canal)、中央亚利桑那工程(Central Arizona Project,可灌溉农田14.9hm)索尔特河工程(Salt River Project,灌溉10.7hm)希拉河工程(Gila Project,可灌农田4.3hm)等。
  科罗拉多河-大汤普森河调水工程于1938年开工,1959年完工,将科罗拉多河上游格兰比水库、影山湖威洛河水库和格兰德湖的水量经21.1km长的隧洞,穿过落基山脉调往东部,每年可调水3.8亿m,其中城市用水8000m,灌溉农田28hm。该调水工程建有水库10(总库容超过12.25亿m)、泵站4(总扬程187.5m)、发电站7(总装机18.4kW,年发电量7.59亿kW·h)。经多年运行,该工程实际调水量为2.84亿m
河流治理  19051907年,加利福尼亚州南部英皮里尔河发生特大洪水,致使沿岸人民的生命财产遭受重大损失,人们呼吁对河流进行治理。通过多年的开发和综合治理,基本上控制住了洪水和泥沙,同时也控制住了水污染与土地盐碱化。
治理背景 1)科罗拉多河的地表水,绝大部分用于农业灌溉,每年引水量约为95亿m,灌溉7个州的土地。由于科罗拉多州的满科斯页岩风化层隆起外露并含有大量盐碱,河水反复地被引来灌溉,灌区土壤中大量盐类被河水溶解后又排入河中。由于河水含盐量不断增加,致使被浇灌的土地盐碱化,给流域内的工农业及生活用水带来巨大危害和经济损失,含盐量高的水用于灌溉,排水管道受到腐蚀,使作物组成被迫改变,导致作物减产,生活用水的处理费用相应增加。据估计,科罗拉多河水的含盐量每增长1mg/L,每年所引起的直接和间接的经济损失为10.8万美元。

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