江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及其防治

前言

從五千年前大禹治水起，我國人民就一直在與江河洪水災(zāi)害進(jìn)行著不懈的斗爭，并逐漸掌握了洪水災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律及相應(yīng)的防治措施。然而，隨著人類社會的不斷發(fā)展，尤其是20世紀(jì)末以來，江河洪水災(zāi)害的特征發(fā)生了顯著的變化。與以往較大的洪災(zāi)主要由大洪水引發(fā)不同，現(xiàn)在即使是流量較小的洪水也可能引發(fā)較大的洪災(zāi)。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的直接原因是泥沙在河道中的加速淤積，情節(jié)嚴(yán)重時甚至可能造成河流堵塞，并由此加重洪水災(zāi)害發(fā)生的潛在風(fēng)險。例如，2008年5月12日在我國發(fā)生的汶川大地震導(dǎo)致了山體滑坡等突發(fā)性泥沙災(zāi)害并形成了系列堰塞湖，直接威脅下游數(shù)百萬人的生命安全?！靶∷鬄?zāi)”現(xiàn)象，表面上是以洪水災(zāi)害這一次生災(zāi)害的形式出現(xiàn)，而實際上原生災(zāi)害卻是泥沙災(zāi)害。如果不能很好地了解泥沙災(zāi)害形成的機(jī)理和特征，也就無法深刻理解新時期洪水災(zāi)害的特殊表現(xiàn)，從而難以提出有效的災(zāi)害防治措施。江河泥沙災(zāi)害因泥沙運(yùn)動引起，而有效地進(jìn)行泥沙災(zāi)害防治的基礎(chǔ)是把握泥沙在流域系統(tǒng)中的運(yùn)動規(guī)律。為此，國家自然科學(xué)基金委員會與水利部聯(lián)合資助了重大基金項目“江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及其防治研究”。項目以泥沙在流域系統(tǒng)中的運(yùn)動為線索，以江河泥沙災(zāi)害為研究對象，以流域中各類典型泥沙災(zāi)害成因及其內(nèi)在規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，揭示泥沙運(yùn)動對江河洪水災(zāi)害特性和江河洪水調(diào)節(jié)能力的影響機(jī)理，探索江河泥沙災(zāi)害及洪水災(zāi)害的防治方法與措施。整個項目分為六個課題：①流域系統(tǒng)中泥沙產(chǎn)生與致災(zāi)機(jī)理研究；②流域泥沙災(zāi)害過程規(guī)律研究；③泥沙運(yùn)動對江河洪水災(zāi)害特性的影響機(jī)理；④泥沙運(yùn)動對江河洪水調(diào)節(jié)能力的影響機(jī)理；⑤江河泥沙災(zāi)害防治理論與方法；⑥泥沙災(zāi)害預(yù)測數(shù)學(xué)模型及可視化理論研究。在基金委和水利部以及眾多專家的支持下，通過5年的努力，順利完成了項目預(yù)期的研究目標(biāo)，在基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用等方面都取得了一定的進(jìn)展。在理論上，初步構(gòu)建了泥沙災(zāi)害學(xué)的理論體系，深入揭示了非恒定水流輸沙過程；在方法上，建立了河網(wǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水沙數(shù)學(xué)模型，提出了分洪區(qū)洪水風(fēng)險預(yù)測方法和泥沙災(zāi)害的快速評估方法；在應(yīng)用上，提出了利用水庫調(diào)節(jié)減緩庫區(qū)及其下游河道泥沙淤積的措施，對黃河下游挖河固堤效果有了初步認(rèn)識。

內(nèi)容概要

　　《江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及其防治》以泥沙運(yùn)動過程為主線，探討了江河泥沙災(zāi)害的特征及其形成規(guī)律，提出了江河泥沙災(zāi)害的評估、預(yù)測及相應(yīng)的防治理論和方法。全書共分為八章：第一章為流域產(chǎn)沙過程與泥沙災(zāi)害致災(zāi)因子；第二章為河流水沙運(yùn)動與泥沙災(zāi)害特征；第三章為河口海岸水沙運(yùn)動與泥沙災(zāi)害過程特征；第四章為流域泥沙災(zāi)害特征及成因分析；第五章為江河泥沙災(zāi)害的評估；第六章為泥沙災(zāi)害預(yù)測；第七章為泥沙災(zāi)害的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)；第八章為泥沙災(zāi)害的防治與綜合管理。泥沙運(yùn)動已成為近年來加劇江河洪災(zāi)的根本原因之一?！　　督幽嗌碁?zāi)害形成機(jī)理及其防治》可供從事水利學(xué)、水土保持學(xué)、災(zāi)害學(xué)、環(huán)境學(xué)和地理學(xué)的科研人員及大專院校有關(guān)專業(yè)的教師和研究生參考。

作者簡介

倪晉仁，男，1962年生，山西山陰人，全國政協(xié)委員。主要從事固液兩相流理論及其應(yīng)用研究。提出了懸移質(zhì)泥沙濃度分布的統(tǒng)一表達(dá)形式，并從兩相流微觀動理論出發(fā)進(jìn)行了解釋，使得國際上目前有代表性的著名公式都成為其特例；描述了風(fēng)沙兩相流輸移過程和高濃度固液兩相流運(yùn)動機(jī)理，擴(kuò)展得到了泥石流的結(jié)構(gòu)兩相流模型；提出了泥沙災(zāi)害和環(huán)境快速評估方法、多種約束條件下綜合填海岸線的確定方法；提出了黃河功能性斷流、河流系統(tǒng)功能和健康的概念和方法體系、水資源轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)的概念和面向生態(tài)的水資源管理模式。曾主持完成了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家杰出青年基金、優(yōu)秀中青年人才專項基金、國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃項目課題、國家教委霍英東基金、歐盟科技合項目、加拿大CIDA科技合作項目、中歐環(huán)境管理合作計劃項目的課題等。王光謙，男，1962年4月生，河南南陽人。清華大學(xué)土木水利學(xué)院水利水電工程系研究員，博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院院士。全國政協(xié)常委，中國民主同盟盟員。1990至1992年在中國科學(xué)院力學(xué)研究所做博士后。1992年至今任教于清華大學(xué)水利水電工程系，曾任泥沙研究室主任、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授，現(xiàn)任清華大學(xué)水沙科學(xué)與水利水電工程國家重點(diǎn)實驗室主任，兼任國務(wù)院學(xué)位辦水利學(xué)科評議組召集人、國家自然科學(xué)基金委員會材料與工程學(xué)部咨詢專家、《應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報》編委會副主任、IAHR-APD J Hydro-environment Research副主編。王兆印，山東濟(jì)南人，1951年10月出生。中國首批博士學(xué)位獲得者，德國洪堡基金研究員。主要從事泥沙運(yùn)動規(guī)律和江河治理方面的科研工作。

書籍目錄

前言緒論參考文獻(xiàn)第一章  流域產(chǎn)沙過程與泥沙災(zāi)害致災(zāi)因子第一節(jié)  流域產(chǎn)沙與地貌特征第二節(jié)  坡溝侵蝕與流域的產(chǎn)沙機(jī)理第三節(jié)  流域泥沙災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境分析參考文獻(xiàn)第二章  河流水沙運(yùn)動與泥沙災(zāi)害特征第一節(jié)  洪水與泥沙運(yùn)動的相互影響第二節(jié)  高含沙洪水的河床演變與輸沙第三節(jié)  泥沙沖淤對調(diào)蓄能力的影響參考文獻(xiàn)第三章  河口海岸水沙運(yùn)動與泥沙災(zāi)害過程特征第一節(jié)  中國河口三角洲的演變規(guī)律第二節(jié)  河口萎縮及對洪水風(fēng)險的影響第三節(jié)  河口泥沙數(shù)學(xué)模型參考文獻(xiàn)第四章  流域泥沙災(zāi)害特征及成因分析第一節(jié)  流域泥沙災(zāi)害的類型與特征第二節(jié)  流域泥沙災(zāi)害的空間分布第三節(jié)  流域系統(tǒng)中侵蝕、輸移、沉積子系統(tǒng)間耦合關(guān)系第四節(jié)  流域泥沙災(zāi)害成因及系統(tǒng)動力學(xué)模擬參考文獻(xiàn)第五章  江河泥沙災(zāi)害的評估第一節(jié)  泥沙災(zāi)害評估系統(tǒng)分析第二節(jié)  泥沙災(zāi)害的風(fēng)險第三節(jié)  泥沙災(zāi)害風(fēng)險評估第四節(jié)  泥沙災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)損失評估第五節(jié)  泥沙災(zāi)害的生態(tài)評估參考文獻(xiàn)第六章  泥沙災(zāi)害預(yù)測第一節(jié)  泥沙災(zāi)害預(yù)測數(shù)學(xué)模型第二節(jié)  泥沙災(zāi)害預(yù)測物理模型第三節(jié)  泥沙災(zāi)害預(yù)測結(jié)果的可視化系統(tǒng)設(shè)計第四節(jié)  泥沙災(zāi)害預(yù)測模型的驗證及其應(yīng)用參考文獻(xiàn)第七章  泥沙災(zāi)害的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)第一節(jié)  泥沙運(yùn)動對自然災(zāi)害過程的影響第二節(jié)  人類活動對泥沙災(zāi)害過程的影響第三節(jié)  泥沙災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境變化的響應(yīng)參考文獻(xiàn)第八章  泥沙災(zāi)害的防治與綜合管理第一節(jié)  水土流失災(zāi)害防治方法及其治理效應(yīng)第二節(jié)  河口治理方略第三節(jié)  山東黃河窄河段挖河固堤減淤研究參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章　流域產(chǎn)沙過程與泥沙災(zāi)害致災(zāi)因子流域產(chǎn)沙是重要泥沙災(zāi)害表現(xiàn)形式，坡面泥沙侵蝕可以使土層變薄、土壤肥力降低，造成土地“砂石化”使之失去農(nóng)業(yè)價值。同時產(chǎn)生泥沙大量進(jìn)入河道后，造成河床淤積、加劇洪澇災(zāi)害發(fā)生的危害，形成各種次生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著人類社會手存與發(fā)展。

編輯推薦

《江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及其防治》由科學(xué)出版社出版。

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