第1章 绪言 1
1.1 三峡工程概况 1
1.1.1 工程基本情况 1
1.1.2 工程泥沙问题研究概述 2
1.2 研究内容与主要成果 5
1.2.1 研究内容 5
1.2.2 主要成果 6
参考文献 7
第2章 三峡水库蓄水运用后水库淤积和坝下游河道冲刷 8
2.1 水库调度运行情况 8
2.1.1 运行方式及调整 8
2.1.2 水库蓄水位变化过程 9
2.2 水库泥沙淤积 12
2.2.1 入库水沙变化 12
2.2.2 水库泥沙淤积分布 15
2.3 水库下游河道冲刷 18
2.3.1 坝下游河道水沙变化 19
2.3.2 坝下游河道冲刷 20
2.3.3 坝下游河道水位流量关系变化 25
2.4 洞庭湖与鄱阳湖的冲淤变化 26
2.4.1 洞庭湖的冲淤变化 26
2.4.2 鄱阳湖的冲淤变化 28
2.5 小结 30
参考文献 31
第3章 三峡水库与坝下游河道泥沙运动规律 32
3.1 水库入库推移质运动规律 32
3.1.1 寸滩站卵石推移质运动特性 32
3.1.2 朱沱站卵石推移质运动特性 39
3.1.3 推移质起动概率 44
3.2 重庆主城区港口与航道泥沙冲淤规律 55
3.2.1 重庆河段输沙特征 55
3.2.2 重庆河段冲淤和走沙规律 57
3.2.3 重庆主城区河段的航运条件与调控措施 64
3.3 水库泥沙絮凝现状与机理 68
3.3.1 泥沙絮凝研究现状 68
3.3.2 水库泥沙絮凝现场观测与分析 71
3.3.3 水库泥沙絮凝机理的理论分析 78
3.3.4 水库泥沙絮凝沉降室内试验 80
3.3.5 水库泥沙絮凝的综合分析 85
3.4 水库悬移质泥沙运动规律 86
3.4.1 泥沙沉积概率与输移距离 87
3.4.2 泥沙起动概率与起动流速 89
3.4.3 泥沙推移悬移概率与推悬比 92
3.4.4 恢复饱和系数计算方法 93
3.5 水库排沙比变化 101
3.5.1 排沙比变化过程 101
3.5.2 排沙比的主要影响因素分析 106
3.5.3 水库场次洪水排沙比 109
3.6 水库坝下游河道含沙量恢复过程 112
3.6.1 水库坝下游河道河床粗化特性 112
3.6.2 三峡水库蓄水运用后长江中游含沙量沿程恢复情况分析 114
3.6.3 含沙量沿程恢复水槽试验研究 116
3.7 小结 121
参考文献 122
第4章 长江上游人类活动和自然变化对三峡入库水沙影响 124
4.1 长江上游水沙变化现状分析 124
4.1.1 入库水沙的地区组成 124
4.1.2 金沙江流域水沙变化 125
4.1.3 岷江流域水沙变化 126
4.1.4 沱江流域水沙变化 128
4.1.5 嘉陵江流域水沙变化 129
4.1.6 乌江流域水沙变化 130
4.2 典型流域来水来沙解译 131
4.2.1 镇江关流域水沙条件变化分析 131
4.2.2 基于BPCC的气候波动与覆被变化的流域水沙效应 132
4.3 长江上游梯级水库群拦沙量与过程 144
4.3.1 长江上游梯级水库建设及规划 145
4.3.2 梯级水库群拦沙计算模型 146
4.3.3 模型计算有关参数确定 149
4.3.4 梯级水库群拦沙量与过程计算分析 153
4.4 人工采砂对三峡入库泥沙的影响 155
4.4.1 川江卵石覆盖数量 155
4.4.2 长江干流采砂审批量分析 156
4.4.3 基于GIS的数据库分析 158
4.4.4 利用经济数据估算人工采砂量 158
4.4.5 已有的调查资料及综合分析 159
4.5 三峡入库水沙系列预测 160
4.5.1 典型水沙系列分析 160
4.5.2 金沙江下游梯级水库拦沙量与过程 161
4.5.3 向家坝下游河段泥沙补给量 163
4.5.4 三峡入库水沙系列预测与推荐 165
4.6 小结 169
参考文献 170
第5章 三峡水库及坝下游河道泥沙数学模型改进与冲淤预测 173
5.1 水库及下游河道泥沙数学模型简介 173
5.1.1 基本方程 173
5.1.2 关键问题的处理 174
5.2 水库泥沙数学模型改进 175
5.2.1 考虑库区支流和区间来水来沙 175
5.2.2 考虑水库泥沙絮凝作用 177
5.2.3 恢复饱和系数取值方法改进 178
5.2.4 模型验证 178
5.2.5 模型改进效果分析 185
5.3 水库坝下游河道泥沙数学模型改进 195
5.3.1 非均匀沙挟沙能力计算方法改进 195
5.3.2 混合层厚度计算方法改进 195
5.3.3 三口分流分沙模式改进 196
5.3.4 模型验证 197
5.3.5 模型改进效果分析 197
5.4 新水沙条件下三峡水库与坝下游河道泥沙冲淤预测 204
5.4.1 水库泥沙冲淤预测 204
5.4.2 水库坝下游河道冲淤预测 211
5.5 小结 216
参考文献 217
第6章 三峡水库坝下游河道滩群演变对航道影响与治理措施 218
6.1 长江中游典型滩群演变及长期清水冲刷对航道的影响 219
6.1.1 顺直微弯河段滩群演变规律 219
6.1.2 弯曲河段滩群演变规律 221
6.1.3 分汊河段滩群演变规律 223
6.1.4 典型滩段演变对三峡水库水沙调节的响应 228
6.1.5 三峡工程对长江中游航道影响综合分析 233
6.2 岸滩侧蚀数值模拟 234
6.2.1 岸滩侧蚀坍塌力学机制及理论模式 234
6.2.2 岸滩侧蚀数值模拟关键技术 236
6.2.3 典型河段岸滩侧蚀对航道影响 239
6.3 新型航道整治建筑物结构及应用 242
6.3.1 丁坝水毁动力特性 242
6.3.2 透水坝头稳定性试验及参数确定 243
6.3.3 台阶式坝头稳定性研究及参数确定 249
6.3.4 新型航道整治建筑物的应用 253
6.4 长江中游典型浅滩整治措施与应用示范 255
6.4.1 典型浅滩整治参数与整治时机探讨 256
6.4.2 近坝段砂卵石河段整治 259
6.4.3 顺直微弯河段整治 261
6.4.4 分汊河段整治 262
6.4.5 燕子窝整治方案应用 269
6.5 小结 270
参考文献 271
第7章 三峡水库蓄水运用后江湖关系变化与对策研究 273
7.1 长江与洞庭湖关系变化与影响 273
7.1.1 长江干流水沙情势 273
7.1.2 三口分流分沙变化 274
7.1.3 城陵矶水位变化 280
7.1.4 江湖关系变化对防洪及水资源利用的影响 282
7.2 长江与鄱阳湖关系变化与影响 282
7.2.1 近年来鄱阳湖区枯水情势 283
7.2.2 江湖关系变化对防洪及水资源利用的影响 284
7.2.3 鄱阳湖江湖关系变化的成因分析 284
7.3 三峡及上游控制性水库运用后江湖关系变化预测 288
7.3.1 长江中游江湖联算耦合数学模型 288
7.3.2 长江与洞庭湖江湖关系变化趋势 290
7.3.3 长江与鄱阳湖江湖关系变化趋势 292
7.4 荆江三口分流河道演变与整治技术 293
7.4.1 荆江三口口门建闸 294
7.4.2 控支强干 294
7.4.3 城陵矶建闸 295
7.5 松滋口建闸对江湖关系的影响 295
7.5.1 松滋口闸基本情况 296
7.5.2 松滋口建闸对防洪的作用与影响 297
7.5.3 松滋口建闸对泥沙冲淤变化的影响 298
7.5.4 松滋口建闸对水资源利用的影响 299
7.6 鄱阳湖水利枢纽及对江湖关系的影响 299
7.6.1 鄱阳湖水利枢纽工程基本情况 300
7.6.2 鄱阳湖水利枢纽对河湖冲淤的影响 302
7.6.3 鄱阳湖水利枢纽对防洪的影响 303
7.6.4 鄱阳湖水利枢纽对长江下游水资源利用的作用 304
7.7 小结 306
参考文献 307
第8章 三峡水库泥沙调控与多目标优化调度 310
8.1 水库调度调整需求与条件分析 310
8.1.1 调度调整需求分析 310
8.1.2 调度运行条件变化分析 312
8.2 动态汛限水位研究 317
8.2.1 汛限水位动态变化方案 318
8.2.2 方案模拟计算结果分析 319
8.2.3 泥沙冲淤影响分析 321
8.3 提前蓄水泥沙问题研究 334
8.3.1 提前蓄水时机及防洪风险分析 334
8.3.2 提前蓄水方案拟定 335
8.3.3 泥沙冲淤影响分析 336
8.4 城陵矶补偿调度方案 339
8.4.1 方案拟定及调度原则 339
8.4.2 荆江百年一遇防洪标准影响分析 339
8.4.3 库区移民淹没影响分析 342
8.4.4 长江中下游防洪效益分析 343
8.4.5 水库泥沙冲淤影响分析 344
8.5 综合优化调度方案 344
8.5.1 沙峰排沙调度方案及泥沙影响分析 344
8.5.2 综合优化调度方案组合 357
8.5.3 综合优化调度评估模型建立 358
8.5.4 综合优化调度方案模拟分析 361
8.5.5 综合优化方案选择 363
8.5.6 综合优化方案应用与效果分析 365
8.5.7 优化调度风险应对措施分析 368
8.6 小结 370
参考文献 371