《水利樞紐水動力泥沙模擬》是科學出版社2018年出版的一本圖書，作者是陸永軍。
基本介紹
- 書名：水利樞紐水動力泥沙模擬
- 作者：陸永軍
- ISBN：9787030561053
- 頁數：376
- 定價：￥135.00
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018-08-01
- 裝幀：平裝
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書系統分析了水利樞紐庫區泥沙淤積、壩下河床調整與航道治理等問題，揭示了水庫輸沙特性與樞紐下泄非恆定流的沖淤機理及河床演變規律，提出了水庫泥沙數值模擬與物理模型模擬技術、樞紐下泄非恆定流沖淤數值模擬技術。研究成果已經直接套用於長江、黃河、西江、漢江、松花江、嘉陵江等河流，並已得到了三峽、葛洲壩、劉家峽等水利樞紐工程實踐的檢驗。
目錄
序
前言
符號表
章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 國內外研究概況 3
1.2.1 水庫泥沙淤積與防治 3
1.2.2 樞紐下遊河床演變與治理 5
1.2.3 水動力泥沙及河床演變模擬 10
參考文獻 12
第2章 梯級水庫泥沙淤積與河床演變 19
2.1 徑流變化特徵 19
2.1.1 單庫運行 19
2.1.2 聯合運行 27
2.2 水庫輸沙特性 32
2.2.1 梯級水庫輸沙特性 32
2.2.2 梯級水庫聯合運行的影響 37
2.3 水庫淤積與河床演變 38
2.3.1 水庫淤積變化 38
2.3.2 淤積形態與演變 46
2.3.3 水庫排沙調度 50
參考文獻 56
第3章 水利樞紐下泄非恆定流與河床演變 58
3.1 徑流特性變化 58
3.1.1 徑流變化一般特性 58
3.1.2 樞紐調節引起的日內流量變化 60
3.2 樞紐下泄非恆定流傳播規律 73
3.2.1 日調節波的衰減 73
3.2.2 附加比降 75
3.2.3 水位流量關係 76
3.2.4 日調節波變形 77
3.3 泥沙輸移特性變化 79
3.4 樞紐調節引起的下遊河床演變規律及水位降落 84
3.4.1 樞紐下游斷面形態調整 84
3.4.2 樞紐下游縱比降調整 88
3.4.3 河勢與淺灘演變規律變化 95
3.4.4 河床平面形態變化及河道穩定性分析 97
3.4.5 日調節波對河床演變的影響 99
3.4.6 樞紐下游同流量水位降落 100
參考文獻 102
第4章 梯級水庫泥沙數值模擬技術 103
4.1 梯級水庫水沙數值模擬研究進展 103
4.2 一維非恆定水沙數學模型 105
4.2.1 數學模型基本方程及解法 105
4.2.2 懸移質計算重要參數 108
4.2.3 卵石推移質計算方法 113
4.3 數學模型的驗證 115
4.3.1 三峽水庫驗證 115
4.3.2 溪洛渡與向家壩水庫驗證 120
4.4 金沙江下游梯級水庫模擬計算 122
4.4.1 烏東德水庫泥沙數值模擬計算 123
4.4.2 白鶴灘水庫泥沙數值模擬計算 126
4.4.3 溪洛渡水庫泥沙數值模擬計算 130
4.4.4 向家壩水庫泥沙數值模擬計算 133
參考文獻 136
第5章 水利樞紐下泄非恆定流沖淤數值模擬技術 138
5.1 水沙數值模擬研究進展 138
5.1.1 一維水沙數學模型 138
5.1.2 二維水沙數學模型 140
5.1.3 三維水沙數學模型 144
5.2 一維非恆定水沙數學模型 146
5.2.1 基本方程 146
5.2.2 初始條件和邊界條件 147
5.2.3 基本方程的離散 147
5.2.4 關鍵問題的處理 149
5.2.5 模型驗證——以兩壩間河段水沙驗證為例 152
5.3 二維非恆定水沙數學模型 160
5.3.1 控制方程 160
5.3.2 數值計算格式 163
5.3.3 邊界條件及動邊界技術 166
5.3.4 計算方法 167
5.3.5 關鍵問題的處理 167
5.3.6 模型驗證 170
5.4 三維非恆定水沙數學模型 182
5.4.1 控制方程 183
5.4.2 紊流隨機理論模型的參數及特點 185
5.4.3 定解條件 188
5.4.4 水流控制方程的離散及求解 194
5.4.5 模型驗證 200
參考文獻 211
第6章 水庫（樞紐）泥沙物理模型模擬技術 217
6.1 水庫泥沙物理模擬研究進展 217
6.2 模型相似律 219
6.2.1 水流定床模型試驗 219
6.2.2 推移質泥沙模型 220
6.2.3 懸移質泥沙模型 220
6.2.4 模型設計條件 221
6.3 幾個關鍵問題討論 221
6.3.1 模型變率的 221
6.3.2 時間變態 223
6.3.3 懸移質含沙量比尺的選取 224
6.3.4 動床沖淤驗證試驗 226
6.4 重力相似偏離問題 227
6.4.1 概述 227
6.4.2 模型設計 228
6.4.3 重力相似條件偏離對彎道水流運動的影響 231
6.4.4 重力相似條件偏離對彎道河床變形的影響 233
6.5 常用模型沙密實過程及對起動流速的影響 240
6.5.1 電木粉 240
6.5.2 煤粉 247
6.6 竹粉模型沙的研製 255
6.6.1 物理特性 255
6.6.2 運動特性 257
參考文獻 261
第7章 水利樞紐變動回水區和壩區泥沙淤積及影響 264
7.1 長江三峽水庫壩區泥沙淤積及對航道影響 264
7.1.1 三峽工程概況 264
7.1.2 模型設計 264
7.1.3 模型驗證 270
7.2 黃河劉家峽水庫庫區末端泥沙淤積及對航道影響 277
7.2.1 劉家峽水庫概況 277
7.2.2 模型設計 278
7.2.3 模型驗證 281
參考文獻 293
第8章 水利樞紐下遊河床沖淤與航道治理 294
8.1 金沙江梯級水庫下游重點灘段河勢及航道條件變化 295
8.1.1 河道概況及泥沙特性 295
8.1.2 向家壩下游二維水沙數學模型的建立與驗證 296
8.1.3 金沙江梯級水庫下遊河道沖淤 298
8.1.4 重點淺灘河勢變化及對航道條件的影響 301
8.2 長江葛洲壩樞紐下游水位變化對船閘與航道影響及治理措施 308
8.2.1 近壩段水位變化對通航影響分析 308
8.2.2 宜昌枯水位下降及治理措施 319
8.2.3 胭脂壩護底及壩頭保護工程對抑制宜昌枯水位下降的效應 346
8.3 西江中游長洲樞紐下游航道治理措施 350
8.3.1 河道概況及水文泥沙特性 350
8.3.2 長洲樞紐下游水流及河床變形驗證 352
8.3.3 長洲樞紐下游界首灘河段整治措施 357
8.3.4 長洲樞紐下游三灘河段整治措施 359
8.3.5 長洲樞紐下泄非恆定流對界首灘及三灘河段航深的影響 362
8.4 松花江大頂子山樞紐下游非銜接段淺灘治理措施 363
8.4.1 河道概況及水文泥沙特性 363
8.4.2 非銜接段淺灘整治中需要考慮的問題 366
8.4.3 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段航道條件分析及整治措施 368
8.4.4 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段整治工程試驗成果分析 372
參考文獻 376
前言
符號表
章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 國內外研究概況 3
1.2.1 水庫泥沙淤積與防治 3
1.2.2 樞紐下遊河床演變與治理 5
1.2.3 水動力泥沙及河床演變模擬 10
參考文獻 12
第2章 梯級水庫泥沙淤積與河床演變 19
2.1 徑流變化特徵 19
2.1.1 單庫運行 19
2.1.2 聯合運行 27
2.2 水庫輸沙特性 32
2.2.1 梯級水庫輸沙特性 32
2.2.2 梯級水庫聯合運行的影響 37
2.3 水庫淤積與河床演變 38
2.3.1 水庫淤積變化 38
2.3.2 淤積形態與演變 46
2.3.3 水庫排沙調度 50
參考文獻 56
第3章 水利樞紐下泄非恆定流與河床演變 58
3.1 徑流特性變化 58
3.1.1 徑流變化一般特性 58
3.1.2 樞紐調節引起的日內流量變化 60
3.2 樞紐下泄非恆定流傳播規律 73
3.2.1 日調節波的衰減 73
3.2.2 附加比降 75
3.2.3 水位流量關係 76
3.2.4 日調節波變形 77
3.3 泥沙輸移特性變化 79
3.4 樞紐調節引起的下遊河床演變規律及水位降落 84
3.4.1 樞紐下游斷面形態調整 84
3.4.2 樞紐下游縱比降調整 88
3.4.3 河勢與淺灘演變規律變化 95
3.4.4 河床平面形態變化及河道穩定性分析 97
3.4.5 日調節波對河床演變的影響 99
3.4.6 樞紐下游同流量水位降落 100
參考文獻 102
第4章 梯級水庫泥沙數值模擬技術 103
4.1 梯級水庫水沙數值模擬研究進展 103
4.2 一維非恆定水沙數學模型 105
4.2.1 數學模型基本方程及解法 105
4.2.2 懸移質計算重要參數 108
4.2.3 卵石推移質計算方法 113
4.3 數學模型的驗證 115
4.3.1 三峽水庫驗證 115
4.3.2 溪洛渡與向家壩水庫驗證 120
4.4 金沙江下游梯級水庫模擬計算 122
4.4.1 烏東德水庫泥沙數值模擬計算 123
4.4.2 白鶴灘水庫泥沙數值模擬計算 126
4.4.3 溪洛渡水庫泥沙數值模擬計算 130
4.4.4 向家壩水庫泥沙數值模擬計算 133
參考文獻 136
第5章 水利樞紐下泄非恆定流沖淤數值模擬技術 138
5.1 水沙數值模擬研究進展 138
5.1.1 一維水沙數學模型 138
5.1.2 二維水沙數學模型 140
5.1.3 三維水沙數學模型 144
5.2 一維非恆定水沙數學模型 146
5.2.1 基本方程 146
5.2.2 初始條件和邊界條件 147
5.2.3 基本方程的離散 147
5.2.4 關鍵問題的處理 149
5.2.5 模型驗證——以兩壩間河段水沙驗證為例 152
5.3 二維非恆定水沙數學模型 160
5.3.1 控制方程 160
5.3.2 數值計算格式 163
5.3.3 邊界條件及動邊界技術 166
5.3.4 計算方法 167
5.3.5 關鍵問題的處理 167
5.3.6 模型驗證 170
5.4 三維非恆定水沙數學模型 182
5.4.1 控制方程 183
5.4.2 紊流隨機理論模型的參數及特點 185
5.4.3 定解條件 188
5.4.4 水流控制方程的離散及求解 194
5.4.5 模型驗證 200
參考文獻 211
第6章 水庫（樞紐）泥沙物理模型模擬技術 217
6.1 水庫泥沙物理模擬研究進展 217
6.2 模型相似律 219
6.2.1 水流定床模型試驗 219
6.2.2 推移質泥沙模型 220
6.2.3 懸移質泥沙模型 220
6.2.4 模型設計條件 221
6.3 幾個關鍵問題討論 221
6.3.1 模型變率的 221
6.3.2 時間變態 223
6.3.3 懸移質含沙量比尺的選取 224
6.3.4 動床沖淤驗證試驗 226
6.4 重力相似偏離問題 227
6.4.1 概述 227
6.4.2 模型設計 228
6.4.3 重力相似條件偏離對彎道水流運動的影響 231
6.4.4 重力相似條件偏離對彎道河床變形的影響 233
6.5 常用模型沙密實過程及對起動流速的影響 240
6.5.1 電木粉 240
6.5.2 煤粉 247
6.6 竹粉模型沙的研製 255
6.6.1 物理特性 255
6.6.2 運動特性 257
參考文獻 261
第7章 水利樞紐變動回水區和壩區泥沙淤積及影響 264
7.1 長江三峽水庫壩區泥沙淤積及對航道影響 264
7.1.1 三峽工程概況 264
7.1.2 模型設計 264
7.1.3 模型驗證 270
7.2 黃河劉家峽水庫庫區末端泥沙淤積及對航道影響 277
7.2.1 劉家峽水庫概況 277
7.2.2 模型設計 278
7.2.3 模型驗證 281
參考文獻 293
第8章 水利樞紐下遊河床沖淤與航道治理 294
8.1 金沙江梯級水庫下游重點灘段河勢及航道條件變化 295
8.1.1 河道概況及泥沙特性 295
8.1.2 向家壩下游二維水沙數學模型的建立與驗證 296
8.1.3 金沙江梯級水庫下遊河道沖淤 298
8.1.4 重點淺灘河勢變化及對航道條件的影響 301
8.2 長江葛洲壩樞紐下游水位變化對船閘與航道影響及治理措施 308
8.2.1 近壩段水位變化對通航影響分析 308
8.2.2 宜昌枯水位下降及治理措施 319
8.2.3 胭脂壩護底及壩頭保護工程對抑制宜昌枯水位下降的效應 346
8.3 西江中游長洲樞紐下游航道治理措施 350
8.3.1 河道概況及水文泥沙特性 350
8.3.2 長洲樞紐下游水流及河床變形驗證 352
8.3.3 長洲樞紐下游界首灘河段整治措施 357
8.3.4 長洲樞紐下游三灘河段整治措施 359
8.3.5 長洲樞紐下泄非恆定流對界首灘及三灘河段航深的影響 362
8.4 松花江大頂子山樞紐下游非銜接段淺灘治理措施 363
8.4.1 河道概況及水文泥沙特性 363
8.4.2 非銜接段淺灘整治中需要考慮的問題 366
8.4.3 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段航道條件分析及整治措施 368
8.4.4 大頂子山樞紐下游非銜接淺灘段整治工程試驗成果分析 372
參考文獻 376
