赞比西河流域发展问题探究

连霄宇 袁成人

摘 要：赞比西河全长2574千米，流域面积139万平方千米，是非洲第四大盆地，有诸多河流汇集，河流水力的總蕴能量，为附近的国家地区带来了巨大的经济效益。有利的同时，也存在着危险。本文通过系统的实验数据对赞比西河流域的长期发展进行了分析，并得到了较为准确的结论，以期对赞比西河流域的长期发展起到借鉴作用，使赞比西河流域的人类生活更加稳定幸福。

关键词：赞比西河流域；问题研究；分析探究

前言

2014年10月3日，BBC报道：卡里巴大坝处于危险状态。在过去的50年里，来自泄洪道的急流侵蚀了基岩，形成了一个巨大的陨石坑，侵蚀了大坝的地基。工程师们现在警告说，如果不进行紧急维修，整个大坝就会坍塌。如果发生这样的情况，一堵像海啸一样的水墙将会穿过赞比西河流域，在8小时内到达莫桑比克边境。洪水将淹没莫桑比克的卡霍拉巴沙大坝，摧毁南非40%的水力发电能力。随着山谷中野生动物的破坏，赞比西河管理局（ZRA）估计，350万人的生命处于危险之中。

一、赞比西河流域情况分析

赞比西河由于河道过长，统计数据较难，我们对其流域进行了相应的划分。以维多利亚瀑布为节点，其下游是我们考虑的重点。从维多利亚瀑布到卡里巴大坝之间没有流量大的支流流入，所以我们维多利亚瀑布的输出流量作为研究赞比西河的干流流入量。

由于赞比西河位于盆地之间，汇集河流众多，无法逐一统计，根据资料显示，我们把径流量50m3/s的支流忽略。因此，我们从维多利亚瀑布一下考虑：Kafue River，Luangwa River，Shire River， Tete River.其中Tete River指的是，Tete city周围的河流汇入赞比西河的径流量

根据探究的要求，考虑到当地人口和气候，我们把当地人用水量和水蒸发量与水流量连续方程结合，得到赞比西河干流量模型。

由于河流流域广，地形、人口密集程度复杂，我们结合实际地形和经济约束，以及水库河道容量，进一步优化赞比西河干流模型，得到多重水坝系统模型。以上分析是由相应的数据得到的。结合Kariba Lake和Lago de Cahora Bassa和现有的坝址加上多重水坝系统模型，选择了10个建造坝址在赞比西河沿岸。我们在一个叫做NOAA的网站上统计了赞比西河近五年的径流量，以及历史中的最大洪涝（1978）以及最大干旱（1996），再结合一下几点：①地表水的蒸发量②灌溉需求量③城市需求量④水电需求量，得到水管理策略。我们选取最大洪水（1978）4月到6月的平均流量来检验模型，通过Matlab得到流量随河道变化关系图。明显的超出我们的模型可以调节范围。

二、模型探究的优点和缺点

（1）优点

①以维多利亚瀑布、卡里巴大坝、C坝作为我们模型建立的分界点，将赞比西河分成三个河段，这样使得我们可以针对不同的河段进行坝的选址，同时对于各河段的数据统计也带来一定的便利。

②对于数据的处理，我们从NOAA网站上搜索到赞比西河各个监测站点年数据统计，对于这些数据我们进行相应的处理得到我们想要的结果，使得我们的模型的成立有更好的依据。

③我们考虑了影响模型的主要因素，比较全面的为模型的做出了假设。

④我们的策略是将每个年份分成，旱、涝、正常三种不同的情况来确定的，能够较为全面的预防各种情况。

⑤在检测模型的过程中，我们通过极端的例子来判断模型的可行性，结果表明，我们的模型具有比较普遍的实用性。

（二）缺点

①我们在对赞比西河进行径流量统计时，忽略了较小的支流，这种假设可能造成对于坝的选址有一定的影响。

②在进行数据统计时，部分距离数据是通过卫星地图测量的，这样的数据可能造成一定的测量误差。

③由于数据库的问题，我们只统计了2011以后和1978及1996年监测站在赞比西河流域的监测数据，这对于长期预测是有一定影响的。

三、总结

总的来说，我们利用题目给出的条件将赞比西河的进行分段选择，能够比较直观的展示我们的对于模型推导的思路。另外，运用液体运动学的基础来推导模型，符合一般规律。同时考虑了主要影响因素，使得我们的模型更有说服力。我们在赞比西河中游和下游的位置选择建立了10个小型的水坝来代替卡里巴大坝，这一新的大坝系统应该与现有的卡里巴大坝一样拥有同样的综合水资源管理能力。与现有的大坝相比，新系统具有较高的保护和水管理能力。为了检测我们的策略是否能够达到所期望的要求，我们选择来自维多利亚瀑布高达5400m3/s的水流量测试，即1978年洪涝，测试表明我们的模型符合要求。

最后我们将我们所得出的结果进行展示，并且通过后文的三种方案对成本和收益简要的评估，可以看出方案三是最长久、最经济的方法，对于赞比西流域人类生活和地区发展是最有益的。