本書系統(tǒng)分析了水利樞紐庫區(qū)泥沙淤積、壩下河床調(diào)整與航道治理等問題，揭示了水庫輸沙特性與樞紐下泄非恒定流的沖淤機(jī)理及河床演變規(guī)律，提出了水庫泥沙數(shù)值模擬與物理模型模擬技術(shù)、樞紐下泄非恒定流沖淤數(shù)值模擬技術(shù)。研究成果已經(jīng)直接應(yīng)用于長江、黃河、西江、松花江等河流，并得到三峽、葛洲壩、劉家峽等水利樞紐工程實(shí)踐的檢驗(yàn)。
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目錄
序
前言
符號表
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 國內(nèi)外研究概況 3
1.2.1 水庫泥沙淤積與防治 3
1.2.2 樞紐下游河床演變與治理 5
1.2.3 水動力泥沙及河床演變模擬 10
參考文獻(xiàn) 12
第2章 梯級水庫泥沙淤積與河床演變 19
2.1 徑流變化特征 19
2.1.1 單庫運(yùn)行 19
2.1.2 聯(lián)合運(yùn)行 27
2.2 水庫輸沙特性 32
2.2.1 梯級水庫輸沙特性 32
2.2.2 梯級水庫聯(lián)合運(yùn)行的影響 37
2.3 水庫淤積與河床演變 38
2.3.1 水庫淤積變化 38
2.3.2 淤積形態(tài)與演變 46
2.3.3 水庫排沙調(diào)度 50
參考文獻(xiàn) 56
第3章 水利樞紐下泄非恒定流與河床演變 58
3.1 徑流特性變化 58
3.1.1 徑流變化一般特性 58
3.1.2 樞紐調(diào)節(jié)引起的日內(nèi)流量變化 60
3.2 樞紐下泄非恒定流傳播規(guī)律 73
3.2.1 日調(diào)節(jié)波的衰減 73
3.2.2 附加比降 75
3.2.3 水位流量關(guān)系 76
3.2.4 日調(diào)節(jié)波變形 77
3.3 泥沙輸移特性變化 79
3.4 樞紐調(diào)節(jié)引起的下游河床演變規(guī)律及水位降落 84
3.4.1 樞紐下游斷面形態(tài)調(diào)整 84
3.4.2 樞紐下游縱比降調(diào)整 88
3.4.3 河勢與淺灘演變規(guī)律變化 95
3.4.4 河床平面形態(tài)變化及河道穩(wěn)定性分析 97
3.4.5 日調(diào)節(jié)波對河床演變的影響 99
3.4.6 樞紐下游同流量水位降落 100
參考文獻(xiàn) 102
第4章 梯級水庫泥沙數(shù)值模擬技術(shù) 103
4.1 梯級水庫水沙數(shù)值模擬研究進(jìn)展 103
4.2 一維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型 105
4.2.1 數(shù)學(xué)模型基本方程及解法 105
4.2.2 懸移質(zhì)計(jì)算重要參數(shù) 108
4.2.3 卵石推移質(zhì)計(jì)算方法 113
4.3 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證 115
4.3.1 三峽水庫驗(yàn)證 115
4.3.2 溪洛渡與向家壩水庫驗(yàn)證 120
4.4 金沙江下游梯級水庫模擬計(jì)算 122
4.4.1 烏東德水庫泥沙數(shù)值模擬計(jì)算 123
4.4.2 白鶴灘水庫泥沙數(shù)值模擬計(jì)算 126
4.4.3 溪洛渡水庫泥沙數(shù)值模擬計(jì)算 130
4.4.4 向家壩水庫泥沙數(shù)值模擬計(jì)算 133
參考文獻(xiàn) 136
第5章 水利樞紐下泄非恒定流沖淤數(shù)值模擬技術(shù) 138
5.1 水沙數(shù)值模擬研究進(jìn)展 138
5.1.1 一維水沙數(shù)學(xué)模型 138
5.1.2 二維水沙數(shù)學(xué)模型 140
5.1.3 三維水沙數(shù)學(xué)模型 144
5.2 一維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型 146
5.2.1 基本方程 146
5.2.2 初始條件和邊界條件 147
5.2.3 基本方程的離散 147
5.2.4 關(guān)鍵問題的處理 149
5.2.5 模型驗(yàn)證——以兩壩間河段水沙驗(yàn)證為例 152
5.3 二維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型 160
5.3.1 控制方程 160
5.3.2 數(shù)值計(jì)算格式 163
5.3.3 邊界條件及動邊界技術(shù) 166
5.3.4 計(jì)算方法 167
5.3.5 關(guān)鍵問題的處理 167
5.3.6 模型驗(yàn)證 170
5.4 三維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型 182
5.4.1 控制方程 183
5.4.2 紊流隨機(jī)理論模型的參數(shù)及特點(diǎn) 185
5.4.3 定解條件 188
5.4.4 水流控制方程的離散及求解 194
5.4.5 模型驗(yàn)證 200
參考文獻(xiàn) 211
第6章 水庫（樞紐）泥沙物理模型模擬技術(shù) 217
6.1 水庫泥沙物理模擬研究進(jìn)展 217
6.2 模型相似律 219
6.2.1 水流定床模型試驗(yàn) 219
6.2.2 推移質(zhì)泥沙模型 220
6.2.3 懸移質(zhì)泥沙模型 220
6.2.4 模型設(shè)計(jì)限制條件 221
6.3 幾個關(guān)鍵問題討論 221
6.3.1 模型變率的限制 221
6.3.2 時間變態(tài) 223
6.3.3 懸移質(zhì)含沙量比尺的選取 224
6.3.4 動床沖淤驗(yàn)證試驗(yàn) 226
6.4 重力相似偏離問題 227
6.4.1 概述 227
6.4.2 模型設(shè)計(jì) 228
6.4.3 重力相似條件偏離對彎道水流運(yùn)動的影響 231
6.4.4 重力相似條件偏離對彎道河床變形的影響 233
6.5 常用模型沙密實(shí)過程及對起動流速的影響 240
6.5.1 電木粉 240
6.5.2 煤粉 247
6.6 竹粉模型沙的研制 255
6.6.1 物理特性 255
6.6.2 運(yùn)動特性 257
參考文獻(xiàn) 261
第7章 水利樞紐變動回水區(qū)和壩區(qū)泥沙淤積及影響 264
7.1 長江三峽水庫壩區(qū)泥沙淤積及對航道影響 264
7.1.1 三峽工程概況 264
7.1.2 模型設(shè)計(jì) 264
7.1.3 模型驗(yàn)證 270
7.2 黃河劉家峽水庫庫區(qū)末端泥沙淤積及對航道影響 277
7.2.1 劉家峽水庫概況 277
7.2.2 模型設(shè)計(jì) 278
7.2.3 模型驗(yàn)證 281
參考文獻(xiàn) 293
第8章 水利樞紐下游河床沖淤與航道治理 294
8.1 金沙江梯級水庫下游重點(diǎn)灘段河勢及航道條件變化 295
8.1.1 河道概況及泥沙特性 295
8.1.2 向家壩下游二維水沙數(shù)學(xué)模型的建立與驗(yàn)證 296
8.1.3 金沙江梯級水庫下游河道沖淤 298
8.1.4 重點(diǎn)淺灘河勢變化及對航道條件的影響 301
8.2 長江葛洲壩樞紐下游水位變化對船閘與航道影響及治理措施 308
8.2.1 近壩段水位變化對通航影響分析 308
8.2.2 宜昌枯水位下降及治理措施 319
8.2.3 胭脂壩護(hù)底及壩頭保護(hù)工程對抑制宜昌枯水位下降的效應(yīng) 346
8.3 西江中游長洲樞紐下游航道治理措施 350
8.3.1 河道概況及水文泥沙特性 350
8.3.2 長洲樞紐下游水流及河床變形驗(yàn)證 352
8.3.3 長洲樞紐下游界首灘河段整治措施 357
8.3.4 長洲樞紐下游三灘河段整治措施 359
8.3.5 長洲樞紐下泄非恒定流對界首灘及三灘河段航深的影響 362
8.4 松花江大頂子山樞紐下游非銜接段淺灘治理措施 363
8.4.1 河道概況及水文泥沙特性 363
8.4.2 非銜接段淺灘整治中需要考慮的問題 366
8.4.3 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段航道條件分析及整治措施 368
8.4.4 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段整治工程試驗(yàn)成果分析 372
參考文獻(xiàn) 376
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