西北旱区多泥沙河库水沙数值模拟及调控研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 4

1.2 国内外研究进展 5

1.2.1 水库泥沙的研究进展 5

1.2.2 水库调度的研究进展 15

1.2.3 水库水沙联合调度的研究进展 20

1.3 主要研究内容 23

第2章 多泥沙河流水库特性分析 26

2.1 水库来水来沙特性 26

2.1.1 水沙分配特性 27

2.1.2 水沙数量特性 29

2.1.3 悬沙级配特性 30

2.2 水库冲淤特性 30

2.2.1 滩槽冲淤特性 30

2.2.2 沿程冲淤特性 32

2.3 水库挟沙水流特性 33

2.3.1 挟沙水流密度 33

2.3.2 挟沙水流流变性质 34

2.4 小结 34

第3章 多泥沙河流水库纵向冲淤和横向变形数学模型研究 35

3.1 水流运动的模拟 36

3.1.1 基本控制方程 36

3.1.2 控制方程的离散及计算方法 41

3.2 泥沙输移的模拟 44

3.2.1 基本控制方程 44

3.2.2 基本方程的离散及求解 46

3.2.3 泥沙输移模拟中若干问题的处理 46

3.2.4 泥沙输移计算的主要步骤 53

3.3 河槽横向变形的模拟 54

3.3.1 河岸横向水力侵蚀量的估算 54

3.3.2 岸壁土体颗粒的临界起动切应力 57

3.3.3 黏性河岸重力稳定性的分析和河岸泥沙重力侵蚀量的预测 58

3.3.4 河岸泥沙失稳崩塌的纵向范围 67

3.3.5 河岸重力失稳后河岸几何形态的修正 69

3.4 河岸横向侵蚀与床面垂向冲淤之间相互作用的模拟 71

3.4.1 非耦合假定 71

3.4.2 河岸泥沙转化比例 71

3.4.3 塌岸泥沙特性及分布 73

3.5 床沙级配的调整及计算方法 74

3.5.1 床沙级配分层记忆模式 75

3.5.2 床沙级配调整计算 75

3.6 水库异重流的模拟 76

3.6.1 异重流潜入点的判别 77

3.6.2 异重流运动方程 78

3.7 异重流倒灌支流的模拟方法简介 79

3.7.1 异重流倒灌的形成条件 79

3.7.2 倒灌异重流的起始水深和流速 80

3.7.3 倒灌长度的计算 80

3.7.4 倒灌异重流的输沙计算 81

3.8 模型的计算步骤 81

3.9 小结 83

第4章 多泥沙河流水库平面二维水沙数学模型研究 84

4.1 水沙运动的控制方程 85

4.1.1 挟沙水流运动的控制方程 85

4.1.2 泥沙运动的控制方程 105

4.1.3 水沙运动通用控制方程 111

4.1.4 拟合坐标系下水沙运动的控制方程 112

4.2 控制方程的离散及求解 116

4.2.1 通用控制方程的离散 116

4.2.2 挟沙水流运动方程的离散 119

4.2.3 流速-水位-密度的耦合求解算法 120

4.2.4 流场及悬沙场的求解步骤 125

4.3 模型定解条件 127

4.3.1 初始条件 127

4.3.2 边界条件 127

4.4 流场及悬沙场求解中的关键问题 128

4.4.1 流场及悬沙场耦合求解 128

4.4.2 动边界 129

4.4.3 流变参数 129

4.4.4 非均匀沙沉速 129

4.4.5 水流挟沙力、挟沙力级配及分组挟沙力 130

4.4.6 恢复饱和系数 131

4.5 小结 131

第5章 多泥沙河流水库冲淤的APSO-BP预测模型研究 133

5.1 模型构建的基本原理 134

5.1.1 BP神经网络 135

5.1.2 自适应粒子群优化算法 136

5.2 模型构建的步骤 139

5.2.1 影响因子分析 139

5.2.2 模型计算流程 140

5.3 模型的工程应用 142

5.3.1 工程实例概况 142

5.3.2 水库冲淤形态预测 143

5.3.3 水库冲淤量预测 146

5.4 小结 149

第6章 多泥沙河流水库水沙联合优化调度耦合模型研究 150

6.1 水库泥沙冲淤计算子模型 150

6.2 水库（群）优化调度动态规划子模型 151

6.2.1 模型的构建 151

6.2.2 模型的求解 153

6.3 水沙联合优化调度耦合模型 156

6.3.1 模型耦合的基本思路 156

6.3.2 耦合变量的确定 157

6.3.3 模型计算步骤 157

6.4 小结 158

第7章 黑河亭口水库水沙联合调节模拟计算分析 160

7.1 算例概况 161

7.1.1 工程概况 161

7.1.2 水沙特性 161

7.2 模型的验证 164

7.2.1 验证计算条件 164

7.2.2 计算网格的生成 165

7.2.3 验证计算成果及分析 166

7.3 模型的工程应用 173

7.3.1 水库调度运行方式拟定 173

7.3.2 水沙联合调节计算成果及分析 174

7.4 小结 178

第8章 三门峡水库运用方式对潼关高程影响研究 179

8.1 工程概况 180

8.2 模型的率定与验证 181

8.2.1 基础资料 181

8.2.2 模型率定 189

8.2.3 模型验证 196

8.3 模型的实践应用 203

8.3.1 计算方案及条件 203

8.3.2 计算结果及分析 209

8.4 小结 217

第9章 主要结论 218

参考文献 221