河型模糊控制基礎(chǔ)

前言

沖積河流河型問題是河流動(dòng)力學(xué)與河床演變學(xué)中最重要的基本理論問題之一，河型研究成果可以為水庫運(yùn)用方式、河流治理和防洪決策等提供科學(xué)的理論依據(jù)，對促進(jìn)河流動(dòng)力學(xué)和河床演變學(xué)的發(fā)展有重大的理論意義。例如，黃河小浪底水庫的運(yùn)用，提供了人為調(diào)控黃河下游水沙關(guān)系的可行性。問題是通過人為調(diào)控進(jìn)入黃河下游的水沙關(guān)系后，黃河下游的游蕩型河道能否轉(zhuǎn)化為彎曲河型，小浪底水庫通過怎樣的調(diào)水調(diào)沙方式有利于黃河下游游蕩型河道向彎曲河型轉(zhuǎn)化，能否通過小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙的控制，從而控制黃河下游河型的變化趨勢。這些河型問題的研究直接關(guān)系到黃河下游游蕩型河道整治方案的確定（初設(shè)的方案有微彎型、彎曲型和雙岸整治方案），而整治方案的確定直接關(guān)系到黃河下游的防洪安全問題。黃河的治理離不開河型問題的研究，但自1906年開始河型研究以來，盡管許多學(xué)者在河型分類、河型成因以及轉(zhuǎn)化機(jī)理等方面做了大量的工作，也取得了矚目的進(jìn)展，但由于河型問題的復(fù)雜性，至今還有許多河型問題沒有定論。因此，有必要以沖積河流為研究對象，開展河型基礎(chǔ)問題研究。鑒于河型問題的重要性，本人從2000年至今，其實(shí)只做了一件事，就是一心專注于河型問題的研究。本人的博士論文，研究的是河型問題；本人的科研，研究的是河型問題；本人對黃河下游半年的野外考察，關(guān)注的還是河型問題。河型問題可以概括為河型成因、河型分類、河型預(yù)測和河型控制四大類問題。河型判別問題可以包括在河型分類問題中，河型轉(zhuǎn)化問題可以包括在河型控制問題中。河型研究的目的是為了進(jìn)行河型控制，河型控制的基礎(chǔ)是河型預(yù)測，河型預(yù)測的基礎(chǔ)是河型分類，河型分類的基礎(chǔ)是河型成因。因此，本書研究的主要內(nèi)容就是河型成因、河型分類、河型預(yù)測和河型控制四大類問題。河型問題雖然是河流動(dòng)力學(xué)與河床演變學(xué)中的基本問題，但僅僅依靠傳統(tǒng)的河流動(dòng)力學(xué)與河床演變學(xué)理論并不能得以很好的解決。河型問題的解決涉及到很多其他學(xué)科，現(xiàn)在看來至少涉及到系統(tǒng)論、邏輯學(xué)、地貌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、控制論等，甚至涉及到哲學(xué)和植物學(xué)的部分內(nèi)容。

內(nèi)容概要

　　沖積河流河型問題是河流動(dòng)力學(xué)與河床演變學(xué)中最重要的基本理論問題之一，河型模糊控制基礎(chǔ)以沖積河流為研究對象，把沖積河流河型問題分為河型成因、河型分類、河型預(yù)測和河型控制四大類問題?！逗有湍：刂苹A(chǔ)》采用系統(tǒng)論和邏輯推理方法，建立了沖積河流河型成因的輸沙平衡程度理論假說；基于河流動(dòng)力學(xué)和河床演變學(xué)基本理論，建立了沖積河流輸沙平衡程度公式；基于模糊數(shù)學(xué)理論，建立了河流模糊等價(jià)矩陣聚類方法?；诤有统梢蚣僬f、輸沙平衡程度公式和河流模糊聚類方法，分別建立了沖積河流河型自然分類、預(yù)測和控制的模糊聚類計(jì)算方法。利用黃河下游實(shí)測資料的驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果表明，如果小浪底水庫運(yùn)用方式借鑒河型模糊控制方法進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙，將會(huì)非常有利于原游蕩型河道轉(zhuǎn)化為彎曲型河道。另外，由于河型問題涉及到含沙量沿程變化規(guī)律問題，因此《河型模糊控制基礎(chǔ)》也對沖積河流進(jìn)出口斷面含沙量關(guān)系進(jìn)行了探討。《河型模糊控制基礎(chǔ)》可作為水利工程及其相關(guān)專業(yè)的科研人員和大專院校師生的參考用書。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 選題背景和意義1.2 研究方法1.3 研究內(nèi)容1.4 本書的主要特點(diǎn)第2章 沖積河流河型問題的研究現(xiàn)狀2.1 河型的分類2.2 河型成因及河型轉(zhuǎn)化的研究2.3 河型的判別式2.4 小結(jié)第3章 沖積河流河型成因的輸沙平衡程度理論假說及定量表達(dá)3.1 沖積河流河型成因的輸沙平衡程度理論假說3.2 沖積河流輸沙平衡程度公式3.3 以黃河下游6個(gè)河段為例的沖積河流輸沙平衡程度過程3.4 小結(jié)第4章 沖積河流河型自然分類的模糊聚類方法4.1 河型分類的基本概念4.2 河型分類的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法4.3 沖積河流自然分類的河流模糊等價(jià)矩陣聚類方法4.4 黃河下游河型自然分類的模糊聚類方法計(jì)算結(jié)果4.5 3條河流河型自然分類的模糊聚類方法計(jì)算結(jié)果4.6 基于河型模糊聚類結(jié)果的基本河型關(guān)系分析4.7 小結(jié)第5章 沖積河流河型預(yù)測的模糊聚類方法及其應(yīng)用5.1 沖積河流河型預(yù)測的模糊聚類方法5.2 基于河型預(yù)測模糊聚類方法的黃河下游河型預(yù)測5.3 小結(jié)第6章 沖積河流河型控制的模糊聚類方法及其應(yīng)用6.1 沖積河流河型控制的模糊聚類方法6.2 河型控制的模糊聚類方法在黃河下游的試應(yīng)用6.3 小結(jié)第7章 沖積河流河段進(jìn)出口斷面含沙量關(guān)系的探討7.1 含沙量沿程變化基本公式的討論7.2 一維超飽和輸沙法恢復(fù)飽和系數(shù)a經(jīng)驗(yàn)公式的建立7.3 小結(jié)附錄黃河下游6個(gè)河段21年的月輸沙平衡程度數(shù)計(jì)算總表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：邏輯推理的三段論公理認(rèn)為，對一類事物的全部有所斷定，則對該類事物的部分也就有所斷定。根據(jù)河流地貌學(xué)理論，河道是由河道水流對河道的侵蝕、堆積、不侵蝕不堆積三種作用過程所形成的，由于河床屬于河道，河型是河床的分類，因此河型是由河道水流對河道的侵蝕、堆積、不侵蝕不堆積三種作用過程所形成的。由于沖積河流中河道水流對河道的侵蝕、堆積、不侵蝕不堆積三種作用均起因于沖積河流輸沙平衡程度，因此沖積河流河型是由沖積河流輸沙平衡程度過程形成的。因此，沖積河流河型的不同只能是起因于其沖積河流輸沙平衡程度過程的不同。（3）建立了沖積河流輸沙平衡程度公式，定量地表達(dá)了沖積河流河型成因的輸沙平衡程度理論假說。根據(jù)沖積河流輸沙平衡程度公式，可以計(jì)算出沖積河流在短時(shí)段內(nèi)的輸沙平衡程度數(shù)。根據(jù)沖積河流河型成因的輸沙平衡程度理論假說，短時(shí)間段的沖積河流輸沙平衡程度數(shù)在長時(shí)間段內(nèi)隨時(shí)間的變化過程，即為該長時(shí)間段內(nèi)沖積河流河型形成的原因。本章以月為短時(shí)間段，計(jì)算了黃河下游6個(gè)河段在21年內(nèi)的月輸沙平衡程度數(shù)，各河段的月輸沙平衡程度數(shù)在21年內(nèi)隨時(shí)間的變化過程，即為各河段河型的形成原因。

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《河型模糊控制基礎(chǔ)》由黃河水利出版社出版。

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