《西北旱區多泥沙河庫水沙數值模擬及調控研究》是2018年12月01日科學出版社出版的圖書，作者是王新宏、吳巍、周孝德。
基本介紹
- 書名：西北旱區多泥沙河庫水沙數值模擬及調控研究
- 作者：王新宏、吳巍、周孝德
- ISBN：9787030593689
- 頁數：228
- 定價：120.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年12月01日
- 裝幀：圓脊精裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書針對我國西北乾旱地區水資源短缺及時空分布不均、水土流失嚴重導致的河庫含沙量高等問題，面向推進生態文明建設和構築生態安全螢幕障、保障生態安全的國家需求，從發揮河庫生態系統服務功能的視角出發，以水沙科學技術領域內“泥沙運動過程模擬及水沙調控”這一關鍵科學問題為譽乃淋朵突破點，緊密圍繞“多泥沙”核心要素，兼顧理論研究與實際套用，透過對多泥沙河庫水沙運動機理的分析，從不同空間尺度出發，構建基於多泥沙河庫挾沙水流特性的泥沙沖淤預測模型。並以此為基礎，耦合水沙資源多目標最佳化配置模型’形成多泥沙河庫水沙齡調控技術支灘式’為西北旱區多泥沙河庫水沙調控綜合體系的建設提供理論依據與技術支撐。
圖書目錄
1.1 研究背景和意義 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意義 4
1.2 國內外研究進展 5
1.2.1 水庫泥沙的研究M 5
1.2.2 水庫調度的研究進展 15
1.2.3 水庫水沙聯合調度的研究進展 20
1.3 主要研究內容 23
第2章 多泥沙河流水庫特性采檔分析 26
2.1 水庫來水來沙特性 26
2.1.1 水沙分配特性 27
2.1.2 水沙數量特性 29
2.1.3 懸沙級配特性 30
2.2 水庫沖游特性 30
2.2.1 灘槽沖於特性 30
2.2.2 沿程沖於特性 32
2.3 水庫挾沙水流特性 33
2.3.1 挾沙水流密度 33
2.3.2 挾沙水流流變性質 34
2.4 小結 34
第3章 多泥沙河流水庫縱向沖游和橫向變形數學模型研究 35
3.1 水流運動的模擬 36
3.1.1 基本控制方程 36
3.1.2 控制方程的離散及計算方法 41
3.2 泥沙輸移的模擬 44
3.2.1 基本控制方程 44
3.2.2 基本方程的離散及求解 46
3.2.3 泥沙輸移模擬中若干問題的處理 46
3.2.4 泥沙輸移計算的主要步驟 53
3.3 河槽橫向變形的模擬 54
3.3.1 河岸橫向水力侵蝕量的估算 54
3.3.2 岸壁土體顆粒的臨界起動切應力 57
3.3.3 黏性河岸重力穩定性的分析和河岸泥沙重力侵蝕量的預測 58
3.3.4 河岸泥沙失穩崩塌的縱向範圍 67
3.3.5 河岸重力失穩後河頁刪愉岸幾何形態的修正 69
3.4 河岸橫向侵蝕與床面垂向沖淤之間相互作用的模擬 71
3.4.1 非耦合假定 71
3.4.2 河岸泥沙轉化比例 71
3.4.3 塌岸泥沙特性及分布 73
3.5 床沙級配的調整及計算方法 74
3.5.1 床沙級配分層記憶模式 75
3.5.2 床沙級配調整計算 75
3.6 水庫異重流的模擬 76
3.6.1 異重流潛入點的判別 77
3.6.2 異重流運動方程 78
3.7 異重流倒灌支流的模擬方法簡介 79
3.7.1 異重流倒灌的形成條件 79
3.7.2 倒灌異重流的起始水深和流速 80
3.7.3 倒灌長度的計算 80
3.7.4 倒灌異重流的輸端戶體沙計算 81
3.8 模型的計算步驟 81
3.9 小結 83
第4章 多泥沙河流水庫平面二維水沙數學模型研究 84
4.1 水沙運動的控制方程 85
4.1.1 挾沙水流運動的控制方程 85
4.1.2 泥沙運動的控制方程 105
4.1.3 水沙運動通用控制方程 111
4.1.4 擬合坐標系下水沙運動的控制方程 112
4.2 控制方程的離散及求解 116
4.2.1 通用控制方程的離散 116
4.2.2 挾沙水流運動方程的離散 119
4.2.3 流速-水位-密度的耦合求解算法組拳閥驗 120
4.2.4 流場及懸沙場的求解步驟 125
4.3 模型定解條件 127
4.3.1 初始條淚肯市件 127
4.3.2 邊界條件 127
4.4 流場及懸沙場求解中的關鍵問題 128
4.4.1 流場及懸沙場耦合求解 128
4.4.2 動邊界 129
4.4.3 流變參數 129
4.4.4 非均勾沙沉速 129
4.4.5 水流挾沙力、挾沙力級配及分組挾沙力 130
4.4.6 恢復飽和係數跨鴉端 131
4.5 小結 131
第5章 多泥沙河流水庫沖淤的APSO-BP預測模型研究 133
5.1 模型構建的基本原理 134
5.1.1 BP神經網路 135
5.1.2 自適應粒子群最佳化算法 136
5.2 模型構建的步驟 139
5.2.1 影響因子分析 139
5.2.2 模型計算流程 140
5.3 模型的工程套用 142
5.3.1 工程實例概況 142
5.3.2 水庫沖淤形態預測 143
5.3.3 水庫沖於量預測 146
5.4 小結 149
第6章 多泥沙河流水庫水沙聯合最佳化調度耦合模型研究 150
6.1 水庫泥沙沖游計運算元模型 150
6.2 水庫（群）最佳化調度動態規划子模型 151
6.2.1 模型的構建 151
6.2.2 模型的求解 153
6.3 水沙聯合最佳化調度耦合模型 156
6.3.1 模型耦合的基本思路 156
6.3.2 耦合變數的確定 157
6.3.3 模型計算步驟 157
6.4 小結 158
第7章 黑河亭口水庫水沙聯合調節模擬計算分析 160
7.1 算例概況 161
7.1.1 工程概況 161
7.1.2 水沙特性 161
7.2 模型的驗證 164
7.2.1 驗證計算條件 164
7.2.2 計算格線的生成 165
7.2.3 驗證計算成果及分析 166
7.3 模型的工程套用 173
7.3.1 水庫調度運行方式擬定 173
7.3.2 水沙聯合調節計算成果及分析 174
7.4 小結 178
第8章 三門峽水庫運用方式對潼關高程影響研究 179
8.1 工程概況 180
8.2 模型的率定與驗證 181
8.2.1 基礎資料 181
8.2.2 模型率定 189
8.2.3 模型驗證 196
8.3 模型的實踐套用 203
8.3.1 計算方案及條件 203
8.3.2 計算結果及分析 209
8.4 小結 217
第9章 主要結論 218
參考文獻 221
彩圖
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意義 4
1.2 國內外研究進展 5
1.2.1 水庫泥沙的研究M 5
1.2.2 水庫調度的研究進展 15
1.2.3 水庫水沙聯合調度的研究進展 20
1.3 主要研究內容 23
第2章 多泥沙河流水庫特性采檔分析 26
2.1 水庫來水來沙特性 26
2.1.1 水沙分配特性 27
2.1.2 水沙數量特性 29
2.1.3 懸沙級配特性 30
2.2 水庫沖游特性 30
2.2.1 灘槽沖於特性 30
2.2.2 沿程沖於特性 32
2.3 水庫挾沙水流特性 33
2.3.1 挾沙水流密度 33
2.3.2 挾沙水流流變性質 34
2.4 小結 34
第3章 多泥沙河流水庫縱向沖游和橫向變形數學模型研究 35
3.1 水流運動的模擬 36
3.1.1 基本控制方程 36
3.1.2 控制方程的離散及計算方法 41
3.2 泥沙輸移的模擬 44
3.2.1 基本控制方程 44
3.2.2 基本方程的離散及求解 46
3.2.3 泥沙輸移模擬中若干問題的處理 46
3.2.4 泥沙輸移計算的主要步驟 53
3.3 河槽橫向變形的模擬 54
3.3.1 河岸橫向水力侵蝕量的估算 54
3.3.2 岸壁土體顆粒的臨界起動切應力 57
3.3.3 黏性河岸重力穩定性的分析和河岸泥沙重力侵蝕量的預測 58
3.3.4 河岸泥沙失穩崩塌的縱向範圍 67
3.3.5 河岸重力失穩後河頁刪愉岸幾何形態的修正 69
3.4 河岸橫向侵蝕與床面垂向沖淤之間相互作用的模擬 71
3.4.1 非耦合假定 71
3.4.2 河岸泥沙轉化比例 71
3.4.3 塌岸泥沙特性及分布 73
3.5 床沙級配的調整及計算方法 74
3.5.1 床沙級配分層記憶模式 75
3.5.2 床沙級配調整計算 75
3.6 水庫異重流的模擬 76
3.6.1 異重流潛入點的判別 77
3.6.2 異重流運動方程 78
3.7 異重流倒灌支流的模擬方法簡介 79
3.7.1 異重流倒灌的形成條件 79
3.7.2 倒灌異重流的起始水深和流速 80
3.7.3 倒灌長度的計算 80
3.7.4 倒灌異重流的輸端戶體沙計算 81
3.8 模型的計算步驟 81
3.9 小結 83
第4章 多泥沙河流水庫平面二維水沙數學模型研究 84
4.1 水沙運動的控制方程 85
4.1.1 挾沙水流運動的控制方程 85
4.1.2 泥沙運動的控制方程 105
4.1.3 水沙運動通用控制方程 111
4.1.4 擬合坐標系下水沙運動的控制方程 112
4.2 控制方程的離散及求解 116
4.2.1 通用控制方程的離散 116
4.2.2 挾沙水流運動方程的離散 119
4.2.3 流速-水位-密度的耦合求解算法組拳閥驗 120
4.2.4 流場及懸沙場的求解步驟 125
4.3 模型定解條件 127
4.3.1 初始條淚肯市件 127
4.3.2 邊界條件 127
4.4 流場及懸沙場求解中的關鍵問題 128
4.4.1 流場及懸沙場耦合求解 128
4.4.2 動邊界 129
4.4.3 流變參數 129
4.4.4 非均勾沙沉速 129
4.4.5 水流挾沙力、挾沙力級配及分組挾沙力 130
4.4.6 恢復飽和係數跨鴉端 131
4.5 小結 131
第5章 多泥沙河流水庫沖淤的APSO-BP預測模型研究 133
5.1 模型構建的基本原理 134
5.1.1 BP神經網路 135
5.1.2 自適應粒子群最佳化算法 136
5.2 模型構建的步驟 139
5.2.1 影響因子分析 139
5.2.2 模型計算流程 140
5.3 模型的工程套用 142
5.3.1 工程實例概況 142
5.3.2 水庫沖淤形態預測 143
5.3.3 水庫沖於量預測 146
5.4 小結 149
第6章 多泥沙河流水庫水沙聯合最佳化調度耦合模型研究 150
6.1 水庫泥沙沖游計運算元模型 150
6.2 水庫（群）最佳化調度動態規划子模型 151
6.2.1 模型的構建 151
6.2.2 模型的求解 153
6.3 水沙聯合最佳化調度耦合模型 156
6.3.1 模型耦合的基本思路 156
6.3.2 耦合變數的確定 157
6.3.3 模型計算步驟 157
6.4 小結 158
第7章 黑河亭口水庫水沙聯合調節模擬計算分析 160
7.1 算例概況 161
7.1.1 工程概況 161
7.1.2 水沙特性 161
7.2 模型的驗證 164
7.2.1 驗證計算條件 164
7.2.2 計算格線的生成 165
7.2.3 驗證計算成果及分析 166
7.3 模型的工程套用 173
7.3.1 水庫調度運行方式擬定 173
7.3.2 水沙聯合調節計算成果及分析 174
7.4 小結 178
第8章 三門峽水庫運用方式對潼關高程影響研究 179
8.1 工程概況 180
8.2 模型的率定與驗證 181
8.2.1 基礎資料 181
8.2.2 模型率定 189
8.2.3 模型驗證 196
8.3 模型的實踐套用 203
8.3.1 計算方案及條件 203
8.3.2 計算結果及分析 209
8.4 小結 217
第9章 主要結論 218
參考文獻 221
彩圖
