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水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控

水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控

作者：邵學軍
出版社：科學出版社出版時間：2024-04-01
開本： 其他 頁數： 197
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水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控 版權信息

水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控 內容簡介

本書在國家重點研發(fā)計劃課題"水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控與資源利用的互饋效應"（2018YFC0407402）資助下，以闡明多沙河流水庫高效輸沙的水-沙-床互饋動力學機理為宗旨，采用理論分析、原型觀測、數值模擬等方法，針對制約多沙河流水庫泥沙高效輸移和泥沙動態(tài)調控的基礎理論問題，闡明了水庫溯源沖刷水動力過程及其對泥沙動態(tài)調控的響應機制；在長距離異重流原型觀測的基礎上，揭示了水庫異重流持續(xù)運移的動力學機制；在水庫淤積形態(tài)與骨干樞紐（群）泥沙動態(tài)調控的響應機制的基礎上，提出了維持水庫很優(yōu)淤積形態(tài)的泥沙動態(tài)調控方法；揭示了強人工干預下水庫泥沙資源利用與骨干樞紐群泥沙動態(tài)調控的互饋機制；明晰了樞紐群聯(lián)合調控對庫區(qū)和下游河道水沙輸移的疊加效應，為實現已建及在建大型骨干樞紐群泥沙動態(tài)調控提供理論依據和技術支撐

水庫泥沙的高效輸移機制及其動態(tài)調控 目錄

目錄總序前言第1章 緒論1第2章 水庫溯源沖刷水沙動力過程及其對泥沙動態(tài)調控的響應機制42.1 水庫溯源沖刷水流運動方程及跌坎形成條件與演化機制42.1.1 水庫溯源沖刷跌坎形成與演化過程42.1.2 水庫溯源沖刷跌坎水流流態(tài)急緩交替運動方程102.1.3 水庫溯源沖刷跌坎形成條件及演化機制112.2 水庫溯源沖刷過程水沙數值模型構建與驗證132.2.1 水庫溯源沖刷過程二維水沙運動控制方程132.2.2 水庫溯源沖刷模型構建及檢驗142.2.3 水庫溯源沖刷模型的驗證162.3 水庫溯源沖刷形態(tài)發(fā)展趨勢212.3.1 水庫溯源沖刷多情景模擬212.3.2 水庫溯源沖刷形態(tài)發(fā)展趨勢與極限狀態(tài)222.4 跌坎沖刷與泥沙動態(tài)調控的響應機制242.4.1 跌坎沖刷對水庫運用水位的響應機制242.4.2 跌坎沖刷對庫區(qū)前期淤積形態(tài)的響應機制262.4.3 跌坎沖刷對強人工措施的響應機制272.4.4 跌坎沖刷對聯(lián)合調度后續(xù)動力加強的響應機制302.5 小結31第3章 水庫異重流持續(xù)運移的動力學機制及臨界條件333.1 長距離異重流原型觀測333.1.1 觀測目標333.1.2 觀測儀器343.1.3 觀測內容343.1.4 異重流潛入點位置的觀測353.1.5 淺地層剖面儀結果展示373.1.6 異重流高速沖刷實例373.1.7 壩前三角洲至大壩不同的速度發(fā)展過程383.2 水-沙-床耦合動力學控制方程393.2.1 數值模型建立393.2.2 數值模型驗證413.2.3 清水與異重流交界面處紊流摻混層的紊動特征443.2.4 異重流床面交界面處的泥沙啟動特性與阻力關系533.3 庫區(qū)異重流長距離穩(wěn)定運移的動力學機制和臨界條件553.3.1 動力方程563.3.2 封閉關系593.3.3 動力關系模式613.3.4 不同地形下的動力關系613.3.5 動力關系在小浪底庫區(qū)的應用633.4 異重流極限排沙狀態(tài)和前期滯留層對后續(xù)異重流的影響643.4.1 異重流極限排沙狀態(tài)643.4.2 前期滯留層對后續(xù)異重流的影響683.5 小結73第4章 水庫昀優(yōu)淤積形態(tài)及其對泥沙動態(tài)調控的響應744.1 水庫細顆粒淤積物流變特性與流型特征744.1.1 流變特性744.1.2 流型特征754.2 考慮細顆粒淤積物失穩(wěn)滑塌流動的水庫淤積形態(tài)數值模擬方法764.2.1 細顆粒淤積物失穩(wěn)滑塌流動模式764.2.2 水沙運動方程784.2.3 數值求解方法794.2.4 模型驗證804.3 小浪底水庫淤積形態(tài)數值模擬驗證824.3.1 小浪底水庫概況824.3.2 模型計算范圍及網格劃分834.3.3 淤積形態(tài)響應模擬分析834.4 小浪底水庫不同淤積形態(tài)對泥沙動態(tài)調控的響應——攔沙淤積型水庫864.4.1 水庫淤積形態(tài)主要類型864.4.2 不同淤積形態(tài)的沖淤調整響應874.4.3 不同淤積形態(tài)下排沙效果(排沙比)914.5 萬家寨水庫不同淤積形態(tài)對泥沙動態(tài)調控的響應——準沖淤平衡型水庫944.5.1 萬家寨水庫概況944.5.2 不同淤積形態(tài)的沖淤調整響應954.5.3 不同淤積形態(tài)下排沙效果984.6 維持優(yōu)化淤積形態(tài)調控方法994.7 小結100第5章 水庫泥沙資源利用與泥沙動態(tài)調控的互饋機制1025.1 水庫泥沙資源利用的現實需求與實現途徑1025.1.1 水庫泥沙資源利用的現實需求1025.1.2 水庫泥沙資源利用的實現途徑1085.2 庫區(qū)粗泥沙動態(tài)落淤規(guī)律及其力學指標空間分布特征1105.2.1 庫區(qū)粗泥沙動態(tài)落淤規(guī)律1105.2.2 庫區(qū)淤積泥沙物理化學特性及力學指標空間分布特征1135.2.3 水庫泥沙資源利用的空間范圍1155.3 泥沙資源利用與水庫泥沙動態(tài)調控的互饋機制1185.3.1 泥沙資源利用對水庫泥沙動態(tài)調控的影響1185.3.2 水庫泥沙資源利用空間格局對水庫泥沙動態(tài)調控的影響1255.3.3 泥沙資源利用與調控的互饋機制1315.4 水庫泥沙資源利用的長遠效益與良性運行機制1335.4.1 水庫泥沙資源利用的長遠效益1335.4.2 水庫泥沙資源利用的良性運行機制1365.5 小結141第6章 樞紐群聯(lián)合調控對庫區(qū)和下游河道水沙輸移的疊加效應1426.1 水庫-河道水沙輸移模擬1426.1.1 水庫水沙數值模型簡介1426.1.2 小浪底水庫模擬驗證1436.1.3 三門峽水庫模擬驗證1496.2 泥沙動態(tài)調控對庫區(qū)水-沙-床的規(guī)律性影響1516.2.1 泥沙動態(tài)調控對庫區(qū)水動力過程的影響1516.2.2 泥沙動態(tài)調控對庫區(qū)泥沙輸運的影響1576.2.3 泥沙動態(tài)調控對庫區(qū)淤積形態(tài)的影響1606.3 樞紐群泥沙動態(tài)調控對水沙量-質-能交換的影響機理1626.3.1 泥沙動態(tài)調控對河流水沙量-質-能交換過程架構1626.3.2 泥沙動態(tài)調控對單一水庫水沙量-質-能交換過程影響1636.3.3 泥沙動態(tài)調控對庫群間、水沙量-質-能交換過程的影響1676.4 水庫蓄泄時序的疊加效應1706.4.1 各水庫調度規(guī)則1706.4.2 串聯(lián)水庫蓄泄時序的疊加效應1716.4.3 并聯(lián)水庫蓄泄時序的疊加效應1836.5 水庫群時空對接時機及調控效應1876.5.1 萬家寨水庫與三門峽水庫對接1886.5.2 三門峽與小浪底水庫對接時機1896.5.3 水庫群調控效應1906.6 小結192第7章 結論194參考文獻196
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