本书采用理论分析、原型观测、数值模拟等方法，论述水库溯源冲刷水动力过程及其对泥沙动态调控的响应机制，以及水库异重流持续运移的动力学机制，提出维持水库最优淤积形态的泥沙动态调控方法，阐明强人工干预下水库泥沙资源利用与骨干枢纽群泥沙动态调控的互馈机制及枢纽群联合调控对库区和下游河道水沙输移的叠加效应，为实现已建及在建大型骨干枢纽群泥沙动态调控提供理论依据和技术支撑。
样章试读
目录
- 目录
总序
前言
第1章 绪论1
第2章 水库溯源冲刷水沙动力过程及其对泥沙动态调控的响应机制4
2.1 水库溯源冲刷水流运动方程及跌坎形成条件与演化机制4
2.1.1 水库溯源冲刷跌坎形成与演化过程4
2.1.2 水库溯源冲刷跌坎水流流态急缓交替运动方程10
2.1.3 水库溯源冲刷跌坎形成条件及演化机制11
2.2 水库溯源冲刷过程水沙数值模型构建与验证13
2.2.1 水库溯源冲刷过程二维水沙运动控制方程13
2.2.2 水库溯源冲刷模型构建及检验14
2.2.3 水库溯源冲刷模型的验证16
2.3 水库溯源冲刷形态发展趋势21
2.3.1 水库溯源冲刷多情景模拟21
2.3.2 水库溯源冲刷形态发展趋势与极限状态22
2.4 跌坎冲刷与泥沙动态调控的响应机制24
2.4.1 跌坎冲刷对水库运用水位的响应机制24
2.4.2 跌坎冲刷对库区前期淤积形态的响应机制26
2.4.3 跌坎冲刷对强人工措施的响应机制27
2.4.4 跌坎冲刷对联合调度后续动力加强的响应机制30
2.5 小结31
第3章 水库异重流持续运移的动力学机制及临界条件33
3.1 长距离异重流原型观测33
3.1.1 观测目标33
3.1.2 观测仪器34
3.1.3 观测内容34
3.1.4 异重流潜入点位置的观测35
3.1.5 浅地层剖面仪结果展示37
3.1.6 异重流高速冲刷实例37
3.1.7 坝前三角洲至大坝不同的速度发展过程38
3.2 水-沙-床耦合动力学控制方程39
3.2.1 数值模型建立39
3.2.2 数值模型验证41
3.2.3 清水与异重流交界面处紊流掺混层的紊动特征44
3.2.4 异重流床面交界面处的泥沙启动特性与阻力关系53
3.3 库区异重流长距离稳定运移的动力学机制和临界条件55
3.3.1 动力方程56
3.3.2 封闭关系59
3.3.3 动力关系模式61
3.3.4 不同地形下的动力关系61
3.3.5 动力关系在小浪底库区的应用63
3.4 异重流极限排沙状态和前期滞留层对后续异重流的影响64
3.4.1 异重流极限排沙状态64
3.4.2 前期滞留层对后续异重流的影响68
3.5 小结73
第4章 水库昀优淤积形态及其对泥沙动态调控的响应74
4.1 水库细颗粒淤积物流变特性与流型特征74
4.1.1 流变特性74
4.1.2 流型特征75
4.2 考虑细颗粒淤积物失稳滑塌流动的水库淤积形态数值模拟方法76
4.2.1 细颗粒淤积物失稳滑塌流动模式76
4.2.2 水沙运动方程78
4.2.3 数值求解方法79
4.2.4 模型验证80
4.3 小浪底水库淤积形态数值模拟验证82
4.3.1 小浪底水库概况82
4.3.2 模型计算范围及网格划分83
4.3.3 淤积形态响应模拟分析83
4.4 小浪底水库不同淤积形态对泥沙动态调控的响应——拦沙淤积型水库86
4.4.1 水库淤积形态主要类型86
4.4.2 不同淤积形态的冲淤调整响应87
4.4.3 不同淤积形态下排沙效果(排沙比)91
4.5 万家寨水库不同淤积形态对泥沙动态调控的响应——准冲淤平衡型水库94
4.5.1 万家寨水库概况94
4.5.2 不同淤积形态的冲淤调整响应95
4.5.3 不同淤积形态下排沙效果98
4.6 维持优化淤积形态调控方法99
4.7 小结100
第5章 水库泥沙资源利用与泥沙动态调控的互馈机制102
5.1 水库泥沙资源利用的现实需求与实现途径102
5.1.1 水库泥沙资源利用的现实需求102
5.1.2 水库泥沙资源利用的实现途径108
5.2 库区粗泥沙动态落淤规律及其力学指标空间分布特征110
5.2.1 库区粗泥沙动态落淤规律110
5.2.2 库区淤积泥沙物理化学特性及力学指标空间分布特征113
5.2.3 水库泥沙资源利用的空间范围115
5.3 泥沙资源利用与水库泥沙动态调控的互馈机制118
5.3.1 泥沙资源利用对水库泥沙动态调控的影响118
5.3.2 水库泥沙资源利用空间格局对水库泥沙动态调控的影响125
5.3.3 泥沙资源利用与调控的互馈机制131
5.4 水库泥沙资源利用的长远效益与良性运行机制133
5.4.1 水库泥沙资源利用的长远效益133
5.4.2 水库泥沙资源利用的良性运行机制136
5.5 小结141
第6章 枢纽群联合调控对库区和下游河道水沙输移的叠加效应142
6.1 水库-河道水沙输移模拟142
6.1.1 水库水沙数值模型简介142
6.1.2 小浪底水库模拟验证143
6.1.3 三门峡水库模拟验证149
6.2 泥沙动态调控对库区水-沙-床的规律性影响151
6.2.1 泥沙动态调控对库区水动力过程的影响151
6.2.2 泥沙动态调控对库区泥沙输运的影响157
6.2.3 泥沙动态调控对库区淤积形态的影响160
6.3 枢纽群泥沙动态调控对水沙量-质-能交换的影响机理162
6.3.1 泥沙动态调控对河流水沙量-质-能交换过程架构162
6.3.2 泥沙动态调控对单一水库水沙量-质-能交换过程影响163
6.3.3 泥沙动态调控对库群间、水沙量-质-能交换过程的影响167
6.4 水库蓄泄时序的叠加效应170
6.4.1 各水库调度规则170
6.4.2 串联水库蓄泄时序的叠加效应171
6.4.3 并联水库蓄泄时序的叠加效应183
6.5 水库群时空对接时机及调控效应187
6.5.1 万家寨水库与三门峡水库对接188
6.5.2 三门峡与小浪底水库对接时机189
6.5.3 水库群调控效应190
6.6 小结192
第7章 结论194
参考文献196
京公网安备 11010102004214号