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第1章 长江水沙调控的现状与趋势1

1.1 长江流域水资源开发现状与发展趋势1

1.1.1 水量资源开发利用趋势2

1.1.2 水能资源开发利用趋势3

1.2 长江流域水沙输移特点及其效应4

1.2.1 来水来沙特点4

1.2.2 河湖边界的冲淤特点5

1.2.3 人类因素对水沙输移及河床演变的影响6

1.3 长江水沙调控的必要性及可行性9

1.3.1 长江水沙调控的必要性10

1.3.2 长江水沙调控的可行性12

1.4 河流水沙调控现状及发展趋势14

1.4.1 水沙调控工程实践的发展历程14

1.4.2 水沙调控面临的问题19

1.4.3 水沙调控相关理论的发展趋势24

1.5 长江水沙调控的独特性28

1.5.1 长江水沙调控的复杂性28

1.5.2 长江水沙调控的关键问题29

1.6 本书的主要内容30

参考文献32

第2章 长江水沙调控的原理36

2.1 水沙调控的对象与目标36

2.1.1 长江水沙调控的对象37

2.1.2 长江水沙调控的特点41

2.1.3 长江水沙调控的原则44

2.2 水沙调控的模式与途径52

2.2.1 水沙调控的目标分解52

2.2.2 水沙调控的多模块集成57

2.3 水沙调控的关键技术60

2.3.1 边界条件的确定原则60

2.3.2 模拟技术的要求62

参考文献65

第3章 水沙过程与河床变形耦合作用机理67

3.1 水利工程对水沙过程的影响效应67

3.1.1 单个水利工程68

3.1.2 水利工程群体73

3.2 非平衡状态下河道纵向水沙输移特性77

3.2.1 水库淤积平衡纵剖面与其影响因素的关系77

3.2.2 冲刷条件下非均匀沙的沿程恢复机制92

3.3 水沙过程与河道平面形态稳定性114

3.3.1 河床横向变化的一般特性114

3.3.2 水库下游河床横向变化124

3.4 冲积河流浅滩演变规律131

3.4.1 浅滩演变一般特性131

3.4.2 水沙条件变化后的浅滩演变148

参考文献150

第4章 水沙调控数学模型关键技术155

4.1 水沙调控模拟系统155

4.2 水沙输移模型的方法与模式157

4.2.1 长河段大范围水沙输移模拟的计算方法157

4.2.2 水沙输移模拟的计算模式189

4.2.3 水沙输移快速计算方法195

4.3 水沙调控模型199

4.3.1 水库调度模型199

4.3.2 洪水调度模型208

4.3.3 平面形态控导模型214

参考文献219

第5章 长江上游大型水利工程与水沙过程相互作用221

5.1 大型水利工程调度与水库泥沙淤积221

5.1.1 三峡水库概况221

5.1.2 水库—维泥沙数学模型验证224

5.1.3 三峡水库泥沙淤积特征230

5.1.4 调度方式对泥沙淤积的影响235

5.1.5 上游建库对三峡水库泥沙淤积的影响241

5.2 变动回水区泥沙淤积对航运的影响245

5.2.1 三峡水库变动回水区概况245

5.2.2 水沙条件246

5.2.3 泥沙淤积对水库回水及浅滩水深的影响246

5.2.4 重点浅滩演变规律及航运状况249

5.2.5 上游建库后泥沙淤积对变动回水区航道条件的影响258

5.3 大型水利工程对下泄水沙过程的影响260

5.3.1 三峡水库下泄水沙过程变化260

5.3.2 上游建库后三峡下泄水沙过程变化266

参考文献268

第6章 长江中下游冲刷与河势调整270

6.1 三峡水库下游水沙条件及河床冲淤变化270

6.1.1 出库水沙过程与沿程水沙条件271

6.1.2 沿程河床冲淤及河床组成变化277

6.2 沙卵石河段冲刷与枯水位下降280

6.2.1 冲淤与枯水位的关系281

6.2.2 冲刷极限状态的枯水位与局部比降290

6.2.3 重点浅滩变化趋势300

6.3 荆江河段冲刷及河势变化313

6.3.1 冲刷过程中的河势变化313

6.3.2 重点浅滩段变化329

6.4 分汊河段演变特点及冲刷过程中河势变化353

6.4.1 分汊河道演变规律及影响因素354

6.4.2 分汊河段冲刷特点355

6.4.3 典型分汊浅滩段演变357

参考文献364

第7章 长江中游河湖水沙输移与洪灾相互作用机理366

7.1 长江中游致灾性洪水的组成与遭遇特性366

7.1.1 洪水来源与组成367

7.1.2 洪水遭遇特性371

7.1.3 长江中游设计洪水375

7.2 长江中游江湖水沙分配调整与洪灾加剧385

7.2.1 长江中游水沙分配调整与河湖形态变化385

7.2.2 泥沙淤积对长江中游洪水蓄泄能力的影响390

7.3 三峡工程建成后长江中游河床冲淤与水位变化395

7.3.1 三峡水库蓄水以来荆江河段冲刷量分析396

7.3.2 三峡水库蓄水后河床冲淤对城陵矶水位的影响404

7.3.3 三峡水库蓄水后长江中下游长河段冲刷数值模拟410

7.3.4 三峡水库蓄水后荆江三口分流比变化趋势421

7.4 三峡工程建成后长江中游洪灾发展趋势436

7.4.1 三峡水库对长江中游的防洪效应436

7.4.2 三峡水库蓄水对汉江堤防的威胁443

参考文献447

第8章 长江中下游河床变形与水流条件控导原则450

8.1 长江中下游河道崩岸机理及判别方法450

8.1.1 长江中下游崩岸分类及其特点450

8.1.2 稳定岸坡的计算方法455

8.1.3 稳定岸坡影响因素分析458

8.1.4 稳定岸坡变化规律463

8.1.5 稳定岸坡合理性检验473

8.2 长江中下游冲刷过程中航道整治原则与参数476

8.2.1 设计水位变化477

8.2.2 整治水位及整治宽度变化492

8.3 水库下游不同河型河势控导原则519

8.3.1 河势控导原则519

8.3.2 整治建筑物布置521

参考文献525

第9章 长江水沙调控应用与实践527

9.1 长江水沙调控体系527

9.1.1 长江水沙调控需求527

9.1.2 长江水沙调控原则532

9.1.3 长江水沙调控体系分解与集成534

9.2 长江上游水库调度537

9.2.1 三峡水库蓄水过程优化调度537

9.2.2 梯级水库水沙联合优化调度550

9.3 长江中游洪水调度558

9.3.1 长江中游洪水调度原则558

9.3.2 长江中游蓄滞洪区的简化562

9.3.3 长江中游荆江洞庭湖区河网结构的形成563

9.3.4 模型验证566

9.3.5 长江中游水库及蓄滞洪区联合洪水调度574

9.4 长江中下游崩岸控制583

9.4.1 三峡水库蓄水后深泓冲刷深度分析583

9.4.2 三峡水库蓄水后崩岸预测方法591

9.4.3 三峡水库蓄水后长江中下游可能崩岸位置分布593

9.4.4 三峡水库蓄水后实测资料检验606

9.4.5 三峡水库蓄水后长江中下游河道崩岸防治方略613

9.5 长江中游沙卵石河段治理615

9.5.1 三峡水库蓄水后沙卵石河段的航运问题615

9.5.2 芦家河坡陡流急整治616

9.5.3 宜昌与昌门溪水位下降控制628

9.6 长江中下游沙质河段航道整治636

9.6.1 三峡水库蓄水对沙质河段洲滩演变的影响636

9.6.2 三峡水库蓄水后沙质浅滩的航道问题及治理思路640

9.6.3 典型浅滩整治实例642

参考文献657