長江水沙調(diào)控理論及應用

內(nèi)容概要

　　《長江水沙調(diào)控理論及應用》重點介紹了作者及其研究團隊20余年來在長江水沙調(diào)控方面開展的工作和取得的成果。全書以長江上游三峽庫區(qū)與中下游河段(包括洞庭湖區(qū)在內(nèi))組成的相互依存、相互作用的復雜江湖體系為對象，揭示了自然條件及工程作用下的江湖相互作用機理，提出了多尺度水沙輸移高效數(shù)值模擬技術，為江湖系統(tǒng)內(nèi)局部治理與整體協(xié)調(diào)提供了有效的研究方法和調(diào)控原則，在此基礎上形成了滿足防洪、航運、發(fā)電及水資源高效利用的優(yōu)化調(diào)控技術。這些理論與技術在長江及類似流域的水沙調(diào)控方面具有推廣應用價值。
　　《長江水沙調(diào)控理論及應用》可供從事河流動力學、河床演變與河道整治、長江流域規(guī)劃與管理等方面研究的科技人員及高等院校相關專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

前言
第1章 長江水沙調(diào)控的現(xiàn)狀與趨勢
1.1 長江流域水資源開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
1.1.1 水量資源開發(fā)利用趨勢
1.1.2 水能資源開發(fā)利用趨勢
1.2 長江流域水沙輸移特點及其效應
1.2.1 來水來沙特點
1.2.2 河湖邊界的沖淤特點
1.2.3 人類因素對水沙輸移及河床演變的影響
1.3 長江水沙調(diào)控的必要性及可行性
1.3.1 長江水沙調(diào)控的必要性
1.3.2 長江水沙調(diào)控的可行性
1.4 河流水沙調(diào)控現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.4.1 水沙調(diào)控工程實踐的發(fā)展歷程
1.4.2 水沙調(diào)控面臨的問題
1.4.3 水沙調(diào)控相關理論的發(fā)展趨勢
1.5 長江水沙調(diào)控的獨特性
1.5.1 長江水沙調(diào)控的復雜性
1.5.2 長江水沙調(diào)控的關鍵問題
1.6 本書的主要內(nèi)容
參考文獻
第2章 長江水沙調(diào)控的原理
2.1 水沙調(diào)控的對象與目標
2.1.1 長江水沙調(diào)控的對象
2.1.2 長江水沙調(diào)控的特點
2.1.3 長江水沙調(diào)控的原則
2.2 水沙調(diào)控的模式與途徑
2.2.1 水沙調(diào)控的目標分解
2.2.2 水沙調(diào)控的多模塊集成
2.3 水沙調(diào)控的關鍵技術
2.3.1 邊界條件的確定原則
2.3.2 模擬技術的要求
參考文獻
第3章 水沙過程與河床變形耦合作用機理
3.1 水利工程對水沙過程的影響效應
3.1.1 單個水利工程
3.1.2 水利工程群體
3.2 非平衡狀態(tài)下河道縱向水沙輸移特性
3.2.1 水庫淤積平衡縱剖面與其影響因素的關系
3.2.2 沖刷條件下非均勻沙的沿程恢復機制
3.3 水沙過程與河道平面形態(tài)穩(wěn)定性
3.3.1 河床橫向變化的一般特性
3.3.2 水庫下游河床橫向變化
3.4 沖積河流淺灘演變規(guī)律
3.4.1 淺灘演變一般特性
3.4.2 水沙條件變化后的淺灘演變
參考文獻
第4章 水沙調(diào)控數(shù)學模型關鍵技術
4.1 水沙調(diào)控模擬系統(tǒng)
4.2 水沙輸移模型的方法與模式
4.2.1 長河段大范圍水沙輸移模擬的計算方法
4.2.2 水沙輸移模擬的計算模式
4.2.3 水沙輸移快速計算方法
4.3 水沙調(diào)控模型
4.3.1 水庫調(diào)度模型
4.3.2 洪水調(diào)度模型
4.3.3 平面形態(tài)控導模型
參考文獻
第5章 長江上游大型水利工程與水沙過程相互作用
5.1 大型水利工程調(diào)度與水庫泥沙淤積
5.1.1 三峽水庫概況
5.1.2 水庫一維泥沙數(shù)學模型驗證
5.1.3 三峽水庫泥沙淤積特征
5.1.4 調(diào)度方式對泥沙淤積的影響
5.1.5 上游建庫對三峽水庫泥沙淤積的影響
5.2 變動回水區(qū)泥沙淤積對航運的影響
5.2.1 三峽水庫變動回水區(qū)概況
5.2.2 水沙條件
5.2.3 泥沙淤積對水庫回水及淺灘水深的影響
5.2.4 重點淺灘演變規(guī)律及航運狀況
5.2.5 上游建庫后泥沙淤積對變動回水區(qū)航道條件的影響
5.3 大型水利工程對下泄水沙過程的影響
5.3.1 三峽水庫下泄水沙過程變化
5.3.2 上游建庫后三峽下泄水沙過程變化
參考文獻
第6章 長江中下游沖刷與河勢調(diào)整
6.1 三峽水庫下游水沙條件及河床沖淤變化
6.1.1 出庫水沙過程與沿程水沙條件
6.1.2 沿程河床沖淤及河床組成變化
6.2 沙卵石河段沖刷與枯水位下降
6.2.1 沖淤與枯水位的關系
6.2.2 沖刷極限狀態(tài)的枯水位與局部比降
6.2.3 重點淺灘變化趨勢
6.3 荊江河段沖刷及河勢變化
6.3.1 沖刷過程中的河勢變化
6.3.2 重點淺灘段變化
6.4 分汊河段演變特點及沖后刷過程中河勢變化
6.4.1 分汊河道演變規(guī)律及影響因素
6.4.2 分汊河段沖刷特點
6.4.3 典型分汊淺灘段演變
參考文獻
第7章 長江中游河湖水沙輸移與洪災相互作用機理
7.1 長江中游致災性洪水的組成與遭遇特性
7.1.1 洪水來源與組成
7.1.2 洪水遭遇特性
7.1.3 長江中游設計洪水
7.2 長江中游江湖水沙分配調(diào)整與洪災加劇
7.2.1 長江中游水沙分配調(diào)整與河湖形態(tài)變化
7.2.2 泥沙淤積對長江中游洪水蓄泄能力的影響
7.3 三峽工程建成后長江中游河床沖淤與水位變化
7.3.1 三峽水庫蓄水以來荊江河段沖刷量分析
7.3.2 三峽水庫蓄水后河床沖淤對城陵磯水位的影響
7.3.3 三峽水庫蓄水后長江中下游長河段沖刷數(shù)值模擬
7.3.4 三峽水庫蓄水后荊江三口分流比變化趨勢
7.4 三峽工程建成后長江中游洪災發(fā)展趨勢
7.4.1 三峽水庫對長江中游的防洪效應
7.4.2 三峽水庫蓄水對漢江堤防的威脅
參考文獻
第8章 長江中下游河床變形與水流條件控導原則
8.1 長江中下游河道崩岸機理及判別方法
8.1.1 長江中下游崩岸分類及其特點
8.1.2 穩(wěn)定岸坡的計算方法
8.1.3 穩(wěn)定岸坡影響因素分析
8.1.4 穩(wěn)定岸坡變化規(guī)律
8.1.5 穩(wěn)定岸坡合理性檢驗
8.2 長江中下游沖刷過程中航道整治原則與參數(shù)
8.2.1 設計水位變化
8.2.2 整治水位及整治寬度變化
8.3 水庫下游不同河型河勢控導原則
8.3.1 河勢控導原則
8.3.2 整治建筑物布置
參考文獻
第9章 長江水沙調(diào)控應用與實踐
9.1 長江水沙調(diào)控體系
9.1.1 長江水沙調(diào)控需求
9.1.2 長江水沙調(diào)控原則
9.1.3 長江水沙調(diào)控體系分解與集成
9.2 長江上游水庫調(diào)度
9.2.1 三峽水庫蓄水過程優(yōu)化調(diào)度
9.2.2 梯級水庫水沙聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度
9.3 長江中游洪水調(diào)度
9.3.1 長江中游洪水調(diào)度原則
9.3.2 長江中游蓄滯洪區(qū)的簡化
9.3.3 長江中游荊江洞庭湖區(qū)河網(wǎng)結(jié)構(gòu)的形成
9.3.4 模型驗證
9.3.5 長江中游水庫及蓄滯洪區(qū)聯(lián)合洪水調(diào)度
9.4 長江中下游崩岸控制
9.4.1 三峽水庫蓄水后深泓沖刷深度分析
9.4.2 三峽水庫蓄水后崩岸預測方法
9.4.3 三峽水庫蓄水后長江中下游可能崩岸位置分布
9.4.4 三峽水庫蓄水后實測資料檢驗
9.4.5 三峽水庫蓄水后長江中下游河道崩岸防治方略
9.5 長江中游沙卵石河段治理
9.5.1 三峽水庫蓄水后沙卵石河段的航運問題
9.5.2 蘆家河坡陡流急整治
9.5.3 宜昌與昌門溪水位下降控制
9.6 長江中下游沙質(zhì)河段航道整治
9.6.1 三峽水庫蓄水對沙質(zhì)河段洲灘演變的影響
9.6.2 三峽水庫蓄水后沙質(zhì)淺灘的航道問題及治理思路
9.6.3 典型淺灘整治實例
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：開發(fā)利用長江流域豐富的水資源，不僅可提供大量電力、改善我國能源結(jié)構(gòu)、緩解能源緊缺問題，而且有利于促進西部經(jīng)濟社會發(fā)展、提高中下游防洪能力、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置，以及向北方跨流域調(diào)水、解決北方干旱缺水問題。然而，隨著水資源開發(fā)力度的增加，工程規(guī)模和體系不斷擴大，必然將對天然的徑流、泥沙過程造成較大干擾，對上、中、下游的河流環(huán)境造成明顯影響，甚至危及河流系統(tǒng)功能整體健康。世界大河流域水資源開發(fā)的經(jīng)驗表明，對河流的水沙過程進行科學有序的調(diào)節(jié)，將其控制在合理的限度之內(nèi)，是避免負面效應的有效途徑。長江流域水資源極為重要，保持流域河流系統(tǒng)功能健康更加重要。如何在水資源開發(fā)利用的同時，避免負面效應或災害的發(fā)生，已成為最急迫需要研究和解決的重大關鍵問題。本章結(jié)合長江流域水資源開發(fā)的現(xiàn)狀和趨勢，論述了長江水沙調(diào)控的必要性和可行性，結(jié)合當前相關領域的發(fā)展趨勢以及長江流域的實際特點，分析了長江水沙調(diào)控的特殊性。1.1 長江流域水資源開發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢長江是我國第一大河，流域內(nèi)80％以上的土地面積適宜于人類的生活、生產(chǎn)和各類社會經(jīng)濟活動，在全球流域面積大于100萬km2的大江大河中舉世無雙。長江橫跨我國東、中、西三大經(jīng)濟區(qū)，東達太平洋，西控大西南，區(qū)位優(yōu)勢無與倫比。長江經(jīng)濟帶迅速崛起，發(fā)展成為我國基礎原材料、機電工業(yè)和高新技術等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)集中地、現(xiàn)代金融密集區(qū)，比較優(yōu)勢全國領先。隨著西電東送、西氣東輸、青藏鐵路和南水北調(diào)等與長江流域息息相關的四大戰(zhàn)略性工程的實施，隨著以上海為龍頭，以南京、武漢、重慶為中心的開放型一體化經(jīng)濟的迅速發(fā)展，長江流域的戰(zhàn)略地位更加重要。

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