水庫(kù)異重流可以挾帶大量泥沙,歷經(jīng)長(zhǎng)距離而不與清水摻混,研究其產(chǎn)生、運(yùn)行機(jī)制,利用其輸沙特性,對(duì)于減少水庫(kù)淤積、延長(zhǎng)水庫(kù)攔沙庫(kù)容使用壽命具有十分重要的意義!端畮(kù)異重流研究與應(yīng)用》就異重流國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、形成機(jī)制、運(yùn)行規(guī)律、渾水水庫(kù)與異重流排沙及異重流模擬技術(shù)和量測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究和梳理,提供了小浪底水庫(kù)異重流調(diào)度實(shí)例和黃河調(diào)水調(diào)沙人工塑造異重流調(diào)度過(guò)程,展望了水庫(kù)異重流作為一種特殊自然現(xiàn)象的生產(chǎn)應(yīng)用前景及設(shè)計(jì)實(shí)例。
《水庫(kù)異重流研究與應(yīng)用》可供河流泥沙動(dòng)力學(xué)研究者、多沙河流調(diào)度者等相關(guān)科研工作者和大專院校師生閱讀參考。
兩種或兩種以上的流體互相接觸,在密度有一定的差異時(shí),如果一種流體沿著交界面的方向運(yùn)動(dòng),則不同流體問(wèn)在交界面及其他特殊的局部處可能發(fā)生一定程度的摻混現(xiàn)象,但在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同流體不會(huì)出現(xiàn)全局性的摻混現(xiàn)象,這種運(yùn)動(dòng)形式就叫異重流。按造成異重流密度差異的原因,可將異重流分為泥沙異重流(因水流挾沙造成清渾水密度差異而形成的異重流)、鹽水異重流(因水體鹽度差異造成的密度差異而形成的異重流)和溫差異重流(因水體溫度差異造成的密度差異而形成的異重流)。當(dāng)然,這些原因可單獨(dú)或同時(shí)作用造成密度的差異,進(jìn)而形成異重流。
水庫(kù)泥沙異重流(簡(jiǎn)稱異重流)作為泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)的特殊現(xiàn)象,國(guó)內(nèi)外各大專院校、科研單位對(duì)其進(jìn)行了大量研究。作者2001年調(diào)度三門峽水庫(kù),通過(guò)調(diào)整三門峽水庫(kù)出庫(kù)水沙過(guò)程實(shí)施人工影響小浪底異重流產(chǎn)生、運(yùn)行過(guò)程,以期及早在小浪底近壩區(qū)形成細(xì)泥沙淤積鋪蓋,減少小浪底壩基滲漏(詳見(jiàn)2001年《水利水電技術(shù)》第12卷32期《水庫(kù)異重流調(diào)度問(wèn)題研究》)。此次調(diào)度達(dá)到了預(yù)期效果,也為2004年黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗(yàn)人工塑造異重流奠定了實(shí)踐基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了水庫(kù)異重流從理論試驗(yàn)研究到實(shí)際運(yùn)用的轉(zhuǎn)化。
本書從異重流的潛入條件、持續(xù)運(yùn)行條件、頭部運(yùn)動(dòng)、運(yùn)行阻力、輸沙排沙規(guī)律、渾水水庫(kù)、數(shù)學(xué)模型等方面,介紹了各家的研究成果,并收錄分析了黃河調(diào)水調(diào)沙人工塑造異重流調(diào)度過(guò)程;指出今后異重流研究的重點(diǎn),即清渾水交界面的確定、異重流流速、含沙量垂線分布數(shù)學(xué)表達(dá)方法、異重流排沙、渾水水庫(kù)和異重流聯(lián)合排沙等。本書可供河流泥沙動(dòng)力學(xué)研究者、多沙河流調(diào)度者、大專院校師生等參考。
本書成稿過(guò)程中,解河海、馮璐同志參與了大量工作,劉繼祥、李世瀅、萬(wàn)占偉、李超群等同志對(duì)文稿做了細(xì)致的校正。承蒙中國(guó)科學(xué)院王光謙院士、中國(guó)工程院胡春宏院士為本書作序,謹(jǐn)向他們深表謝意!
由于作者專業(yè)所限,書中大多從調(diào)度角度著眼研究,加之水平有限,難免有不當(dāng)乃至錯(cuò)誤之處,敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正!
序一
序二
前言
第一章 緒言
第一節(jié) 研究的目的及意義
第二節(jié) 異重流排沙應(yīng)用
第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
第四節(jié) 研究?jī)?nèi)容與方法
參考文獻(xiàn)
第二章 異重流的形成機(jī)制與運(yùn)行規(guī)律
第一節(jié) 異重流形成機(jī)制
第二節(jié) 異重流基本運(yùn)行規(guī)律
第三節(jié) 異重流淤積與輸沙特性
參考文獻(xiàn)
第三章 小浪底水庫(kù)異重流
第一節(jié) 異重流的產(chǎn)生與傳播
第二節(jié) 異重流水沙因子沿程變化特性
第三節(jié) 異重流水沙因子沿橫斷面變化特性
第四節(jié) 異重流攔粗排細(xì)作用分析
第五節(jié) 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第四章 渾水水庫(kù)與異重流聯(lián)合排沙
第一節(jié) 渾水水庫(kù)形成機(jī)制
第二節(jié) 渾水水庫(kù)形成條件
第三節(jié) 渾水水庫(kù)維持機(jī)制
第四節(jié) 渾水水庫(kù)與異重流聯(lián)合排沙
參考文獻(xiàn)
第五章 異重流模擬技術(shù)
第一節(jié) 異重流的物理模擬
第二節(jié) 異重流的數(shù)學(xué)模擬
參考文獻(xiàn)
第六章 水庫(kù)異重流研究的應(yīng)用
第一節(jié) 工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
第二節(jié) 工程調(diào)度中的應(yīng)用
第七章 人工塑造異重流
第一節(jié) 人工塑造水庫(kù)異重流的目的和意義
第二節(jié) 人工塑造水庫(kù)異重流的調(diào)度機(jī)制
第三節(jié) 人工塑造異重流研究實(shí)例
第八章 異重流的測(cè)量技術(shù)
第一節(jié) 測(cè)驗(yàn)規(guī)程的制定
第二節(jié) 異重流觀測(cè)
第三節(jié) 小浪底水庫(kù)異重流觀測(cè)實(shí)例
參考文獻(xiàn)