西北旱区多泥沙河库水沙数值模拟及调控研究2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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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