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第一篇 流域侵蚀与河流地貌及河床演变 3

第一章 河流及其流域 3

第一节 河流和流域特征 3

一、河流特征 3

二、流域特征 5

第二节 河川径流及其形成过程 9

一、河川径流形成过程 9

二、流域水量平衡方程 10

三、径流量的表示方法和计量单位 10

第三节 流域侵蚀产沙与地貌 11

一、流域侵蚀 11

二、水力侵蚀与地貌 13

三、流域产沙量及计算模型 16

第四节 河流地质作用与河流地貌 21

一、河流地质作用 21

二、河谷形态及类型 24

三、河流阶地 26

四、河漫滩 28

五、河床地貌及河床相冲积物 31

六、古河道及其特征 33

七、河口与三角洲 34

参考文献 38

第二章 河床演变 41

第一节 河型分类、成因及转化 41

一、河型分类 41

二、河型成因 42

三、河型转化 46

第二节 冲积河流自动调整作用 51

一、河流自动调整趋向于相对平衡状态 51

二、河流处于相对平衡状态时水流的熵产生或能耗率最小 52

三、河流的短期调整与长期调整 53

第三节 河床演变中的一些基本概念 53

一、变形过程与终极状态 53

二、侵蚀基准面 53

三、河床变形分类 54

四、影响河床演变的主要因素 55

第四节 造床流量与河相关系 55

一、造床流量 55

二、河相关系 58

第五节 山区河流的河床演变 63

一、山区河流主要特征 64

二、山区河流河床演变特点 66

第六节 平原河流的河床演变 66

一、蜿蜒型河床演变 67

二、顺直型河床演变 69

三、分汊型河床演变 71

四、游荡型河床演变 73

第七节 潮汐河口的河床演变 75

一、潮汐河口分类 76

二、潮汐河口分段及其河床演变 78

三、不同类型河口演变特点 79

参考文献 87

第二篇 冲积河流水力学 93

第三章 河道水流运动基本规律 93

第一节 河道水流运动基本特性 93

第二节 河道水流结构 94

一、河道水流的流型 94

二、河道水流的流态 95

三、河道水流的流速分布 95

四、河道水流的环流结构 96

第三节 河道水流阻力 102

一、紊流阻力 102

二、河道阻力分割与组合 104

参考文献 107

第四章 河流泥沙运动规律 108

第一节 河流泥沙特性 108

第二节 泥沙起动 118

一、泥沙起动的判别标准及受力分析 118

二、均匀沙起动流速公式 120

三、非均匀沙起动流速公式 124

四、斜坡上泥沙的起动流速 125

五、扬动流速和止动流速 126

第三节 推移质运动 127

一、推移质运动特点 127

二、沙波运动 128

三、动床阻力 130

四、均匀沙推移质输沙率公式 135

五、非均匀沙推移质输沙率计算 140

第四节 悬移质运动 143

一、悬移质运动状态 143

二、冲泻质与床沙质 144

三、悬移质沿水深分布的扩散理论与重力理论 145

四、悬移质输沙率与水流挟沙力 150

第五节 不平衡输沙与河床冲淤变化 155

第六节 高含沙水流 157

一、高含沙水流基本特性 157

二、高含沙水流运动特性 161

三、高含沙水流运动及河床演变的若干特殊现象 166

参考文献 170

第五章 潮汐河口水流泥沙运动规律 174

第一节 潮汐河口水流运动特性 174

第二节 潮汐河口泥沙运动特性 182

参考文献 187

第三篇 流域防洪及河道整治 191

第六章 流域防洪规划、措施与标准 191

第一节 流域防洪总体规划 191

一、总体规划原则 191

二、总体规划内容 192

第二节 防洪措施 193

一、防洪工程措施 194

二、防洪非工程措施 196

第三节 防洪标准 198

参考文献 202

第七章 堤防工程 204

第一节 堤防的类型及其作用 204

第二节 筑堤材料及填筑标准 205

一、筑堤材料 205

二、填筑标准 206

第三节 堤线、堤距及堤顶高程确定 207

一、堤线选择 207

二、堤距确定 208

三、堤顶高程 208

第四节 堤防断面结构设计 211

一、堤型选择 211

二、堤顶宽度与结构 212

三、堤坡与戗台 212

四、护坡与坡面排水 213

五、防渗体 213

六、反滤层 213

七、堤身排水 215

八、防洪墙 216

九、防浪墙 217

第五节 堤防渗流及稳定计算 217

一、渗流及渗透稳定计算 217

二、抗滑稳定计算 232

第六节 堤基处理 237

一、堤基渗流控制与加固措施 237

二、堤基处理设计方案选择 244

参考文献 245

第八章 护岸工程 247

第一节 河岸坍塌机理 247

第二节 岸坡冲刷计算 248

一、水流平行岸坡冲刷 248

二、水流斜向岸坡冲刷 248

第三节 护岸建筑物 251

一、坡式护岸 251

二、直立式护岸 267

第四节 护岸工程结构 268

一、下层护岸 269

二、中层护岸 269

三、上层护岸 271

参考文献 271

第九章 堤防险情处理 273

第一节 险情种类及出险原因 273

第二节 险情处理措施 275

一、抢险应急措施 275

二、除险加固措施 280

参考文献 282

第十章 分滞洪工程 284

第一节 分滞洪工程的作用与类型 284

一、分滞洪工程的作用 284

二、分滞洪工程类型 284

第二节 分洪道与分滞洪区规划设计 285

一、分洪道规划设计 285

二、分滞洪区规划设计 285

第三节 分洪闸、退水闸总体设计 288

一、分洪闸总体设计 288

二、退水闸总体设计 289

第四节 分滞洪区的洪水风险图 290

一、洪水风险图的作用 290

二、洪水风险图编制步骤及编制说明 290

三、洪水风险图编制所需的基本资料 291

四、分滞洪区的风险区划 291

五、洪水风险图的绘制方法 292

参考文献 293

第十一章 山洪及泥石流防治 294

第一节 概述 294

一、山洪与泥石流 294

二、综合防治措施 295

第二节 山洪及泥石流防治工程措施 296

一、蓄水工程 296

二、坡面治理工程 313

三、沟道治理工程 317

四、排导工程 346

五、停淤工程 352

第三节 山洪及泥石流防治生物措施 354

一、生物措施的作用 354

二、生物措施的类型 355

参考文献 359

第十二章 河道整治 362

第一节 河道整治规划原则 362

一、河道整治规划 362

二、河道整治基本要求 362

三、河道整治基本原则 363

第二节 河道整治规划设计参数 364

一、设计流量及相应水位 364

二、整治河宽 364

三、治导线 365

第三节 河道整治建筑物 366

一、不透水整治建筑物 366

二、透水整治建筑物 374

三、环流整治建筑物 378

第四节 山区河道整治 381

一、石质滩险整治 382

二、卵石滩险整治 385

第五节 平原河道整治 390

一、蜿蜒型河道整治 390

二、顺直型河道整治 392

三、分汊型河道整治 394

四、游荡型河道整治 396

第六节 潮汐河口整治 397

一、挡潮闸 397

二、导流堤 398

第七节 河道渠化整治 400

一、渠化工程对河流的影响 400

二、控制河床冲刷下切的措施 401

三、渠化河宽和平衡比降 402

四、注意营造和保护多样化的生态环境 403

五、渠化整治工程若干实例 403

第八节 桥渡附近的河道整治 406

一、桥位的选择 406

二、桥渡整治工程 408

三、墩台冲刷深度及基础埋深 412

四、墩台基础冲刷防护 423

第九节 城市河道整治及景观生态设计 424

一、城市河道整治中存在的问题 425

二、城市河道整治及景观设计原则 426

三、河道景观构成 427

四、河道形态景观设计 427

五、堤岸景观设计 431

六、人工湿地设计 433

七、河道附属景观设计 439

参考文献 443

第四篇 水库与渠首渠系泥沙问题 449

第十三章 水库泥沙 449

第一节 水库来沙量分析和估算 449

一、悬移质年平均输沙量估算 449

二、推移质年平均输沙量估算 451

第二节 水库泥沙淤积形态及规律 452

一、水库淤积形态 452

二、水库淤积物的组成 457

三、水库糙率 458

四、水库淤积上延 459

第三节 水库异重流 462

一、水库异重流的现象和基本特性 462

二、水库异重流的形成和持续条件 464

三、水库异重流的运动规律 465

四、高含沙异重流 468

第四节 水库淤积终极状态估算 470

一、水库终极库容和淤积平衡比降 470

二、水库年平均淤积量及淤积年限 473

三、坝前泥沙淤积高程 473

第五节 坝前局部冲刷漏斗 474

一、冲刷漏斗的形成及形态 474

二、影响冲刷漏斗形态和尺寸的因素 475

三、冲刷漏斗形态和尺寸估算 477

第六节 防治或减轻水库淤积的措施 478

一、水库泥沙的拦截与合理利用 478

二、制定合理的水库排沙运用方式 479

三、采用水力、工程措施清除库内淤沙 481

第七节 水库下游河道冲淤变化 484

一、水库不同运用方式对下游河道冲淤的影响 484

二、水库调水调沙运用对下游河道冲淤的影响 489

三、水库下游河道冲刷变形终极状态估算 495

参考文献 499

第十四章 引水防沙渠首及稳定渠道设计 502

第一节 无坝引水枢纽 502

一、无坝渠首的类型 503

二、无坝渠首的位置选择 505

三、渠首附近的河段整治措施 506

四、渠首引水防沙布置 507

第二节 低坝（闸）引水渠首 509

一渠首布置型式及适用条件 509

二、渠首河势规划及河道整治 522

第三节 渠首防冰、防漂浮物措施 523

一、渠首防冰措施 523

二、渠首防漂浮物措施 525

第四节 入渠泥沙二次处理工程措施 527

一、沉沙池 527

二、排沙漏斗 548

三、涡管排沙 549

第五节 稳定渠道设计 551

一、稳定渠道的概念、分类及适用条件 551

二、渠道线路选择原则 551

三、渠道不淤不冲流速 552

四、渠道横断面形式与安全超高 554

五、不冲不淤平衡稳定渠道设计方法 556

六、冲淤平衡稳定渠道设计方法 561

参考文献 566

第五篇 水文测验及河流模拟 571

第十五章 河道水文测验与资料整编 571

第一节 水文测验 571

一、水文测站 571

二、河道断面及地形测量 574

三、水位观测 580

四、流向及流速观测 583

五、流量测定 590

六、泥沙测验与计算 623

七、水温及冰凌观测 644

八、水质监测 655

九、水库水文测验 660

十、潮汐河流水文测验 674

第二节 水文资料整编 680

一、水位资料整编 680

二、流量资料整编 682

三、泥沙资料整编 693

四、水温及冰凌资料整编 701

五、水质资料整编 704

六、水库水文资料整编 706

七、潮汐河流水文资料整编 710

第三节 水文调查 716

一、河道洪水调查 716

二、溃坝、决口和分洪洪水调查 718

三、历史洪水考证 718

四、洪峰流量和洪水总量推算 719

五、枯水调查 720

六、沙量调查 721

七、水库水文调查 723

第四节 水文年鉴与水文手册 726

一、水文年鉴 726

二、水文手册和水文图集 726

参考文献 726

第十六章 河工数学模型 728

第一节 河道水流泥沙运动数学模型 728

一、模型类型 728

二、基本方程 729

三、数值离散方法 734

四、水流模型 735

五、泥沙模型 761

六、模型验证 780

七、水流泥沙模型通用软件介绍 780

第二节 河道水质数学模型 782

一、污染物在水体中的迁移转化 782

二、水体的耗氧与复氧 784

三、水质模型的分类及应用 785

四、水质模型的基本方程 786

五、水质模型参数选取 789

六、水质综合模型及通用软件介绍 794

第三节 河冰数学模型 798

一、水力模型 798

二、热力模型 799

三、冰冻模型 800

第四节 水库滑坡涌浪计算 805

一、影响涌浪高度的因素 805

二、涌浪高度计算 806

第五节 溃坝决堤洪水计算 817

一、溃坝形式和溃口参数确定 818

二、溃口流量过程的计算 820

三、下游洪水演进过程计算 824

第六节 堤堰堵口截流水力计算 827

一、缺口水力参数计算 828

二、封堵材料的尺寸或重量估算 829

第七节 泥石流运动数学模型 830

一、稀性泥石流数值模拟 830

二、黏性泥石流数值模拟 830

第八节 河工数学模型的可视化实现 832

参考文献 833

第十七章 河工物理模型 837

第一节 模型相似理论 837

一、相似特征 837

二、相似三定理 838

三、相似准则的导出方法 841

四、近似相似和综合π项 847

第二节 河道模型相似准则 848

一、水流运动相似 848

二、推移质运动相似 852

三、悬移质运动相似 854

第三节 河道模型设计 857

一、模型加糙 858

二、模型沙选择及配制 862

三、河岸模拟 866

四、定床正态模型 867

五、定床变态模型 868

六、推移质动床模型 870

七、悬移质动床模型 872

八、全沙动床模型 875

第四节 水库泥沙模型 878

一、库区泥沙冲淤模型 878

二、坝前冲刷漏斗模拟 881

第五节 河口潮汐及波浪模型 884

一、潮汐模型 884

二、波浪模型 888

第六节 若干特殊河道水力学问题模拟 893

一、高含沙水流模拟 893

二、漂木模拟 895

三、河冰模拟 896

四、水质模拟 902

五、水库滑坡涌浪模拟 904

六、溃坝决堤洪水模拟 906

七、堤堰堵口截流模拟 909

八、泥石流模拟 911

第七节 系列模型试验 911

一、系列模型相似理论 912

二、系列模型设计实例 915

第八节 混合模型 917

一、混合模型概念 917

二、非实时耦合模型混合方法 918

三、实时耦合模型边界接口处理 918

第九节 模型制造、验证及常用试验设备和量测仪器 919

一、模型制造 919

二、模型操作及验证 924

三、常用试验设备 926

四、量测仪器 931

第十节 试验资料整理分析及报告编写 940

一、试验资料整理分析 940

二、试验报告编写 941

参考文献 941

第六篇 水库径流调节计算及调度 947

第十八章 水库径流调节计算 947

第一节 水库调节性能及特征值 947

一、水库调节性能 947

二、水库特性曲线 948

三、水库特征水位和特征库容 950

四、水库特征水位选择 951

第二节 水库径流调节计算 954

一、兴利调节计算原理及方法 954

二、洪水调节计算原理及方法 967

三、提高水库防洪能力的措施 972

参考文献 972

第十九章 水库调度 973

第一节 水库常规调度 973

一、水库调度图组成及绘制依据 973

二、水库兴利调度图绘制 974

三、水库防洪调度图绘制 979

四、水库调度图应用 981

五、水库预报调度 981

六、水库群联合调度 982

第二节 水库生态调度 988

一、水库防淤调度 989

二、水库富营养化控制及防污调度 989

三、水库分层取（泄）水调度 991

四、水库下游河道生态环境最小需水量调度 991

第三节 水库优化调度 995

一水库优化调度基本内容 995

二、优化调度数学模型建立 996

三、优化调度数学模型求解方法 999

四、水库多目标优化调度 1008

五、水库群优化调度 1017

参考文献 1019