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前言1

第一章 绪论1

1.1 引水防沙的意义1

1.1.1 引水工程中的泥沙问题1

1.1.2 解决泥沙问题的重要性2

1.2 引水防沙工程的发展4

1.2.1 引水防沙工程的分类4

1.2.2 引水防沙工程的沿革7

1.2.3 引水工程的前景7

1.3 引水防沙的设计与研究途径8

1.3.1 泥沙问题分析步骤8

1.3.2 本书的构思与章节安排9

参考文献11

第二章 泥沙运动特性12

2.1 河流泥沙特性12

2.1.1 河流基本特征12

2.1.2 泥沙特性13

2.1.3 推移质与悬移质15

2.2 推移质16

2.2.1 泥沙起动16

2.2.2 推移质运动18

2.2.3 推移质输沙率公式20

2.3.1 理论分析22

2.3 悬移质22

2.3.2 垂向分布25

2.3.3 横向分布27

参考文献29

第三章 河床演变特性30

3.1 水沙搭配与河道形态30

3.1.1 水沙搭配与造床流量30

3.1.2 来水来沙的影响31

3.1.3 河型分类32

3.2 山区河流的河床演变33

3.2.1 水沙特征33

3.2.3 河床演变34

3.2.2 几何形态34

3.3 平原河流的河床演变36

3.3.1 顺直型河流的河床演变36

3.3.2 分汊型河流的河床演变38

3.3.3 弯曲型河流的河床演变38

3.3.4 游荡型河流的河床演变41

3.4 主流摆动与河床稳定性42

3.4.1 冲积河流的主流摆动现象42

3.4.2 主流摆动与坍岸速率44

参考文献50

4.1 引水工程选址中的泥沙问题52

4.1.1 河流水沙特性52

第四章 引水工程选址与布置52

4.1.2 河床稳定性53

4.2 引水工程的选址与泥沙考虑53

4.2.1 引水工程在河流上的位置54

4.2.2 泥沙问题的考虑55

4.2.3 侧面引水与正面引水56

4.3 引水工程泥沙问题研究方法57

4.3.1 类比分析与调查57

4.3.2 初步分析估算57

4.3.3 河工模型试验57

参考文献58

4.3.4 数学模型计算58

第五章 防沙和排沙的理论与设计59

5.1 引水口水沙运动特性59

5.1.1 引水口前的流速场59

5.1.2 引水宽度62

5.1.3 推移质分沙比与分流比的关系65

5.1.4 悬移质分沙比与分流比的关系66

5.2 弯道引水防沙工程的设计67

5.2.1 人工引水弯道67

5.2.2 人工弯道断面设计的一般方法68

5.3 导流装置69

5.3.1 波达波夫理论69

5.3.2 奥加德(A.J.Odgaard)等方法71

5.3.3 张德茹、梁志勇等的研究与应用73

5.4 环流冲沙槽77

5.4.1 环流冲沙槽的工作原理77

5.4.2 环流冲沙槽各部位的功能布置要求77

5.5 涡管与截沙槽排沙79

5.5.1 涡管与截沙槽排沙简述79

5.5.2 螺旋流排沙机理80

5.5.3 涡管内的流速分布80

5.5.4 涡管流量与分流比81

5.5.5 涡管排沙82

5.5.6 设计方法84

5.6.1 环流排沙漏斗的发展85

5.6 环流排沙漏斗85

5.6.2 环流排沙漏斗流场分析86

5.6.3 环流排沙漏斗的有关特性88

5.6.4 应用89

5.7 沉沙池89

5.7.1 概述89

5.7.2 定期冲洗沉沙池的种类89

5.7.3 定期冲洗沉沙池的结构90

5.7.4 定期冲洗沉沙池的应用90

5.7.5 连续冲洗沉沙池的工作方法91

5.7.6 水电站斜板沉沙池的研究92

参考文献96

6.1.2 漳水十二渠98

6.1.1 芍陂98

6.1.3 都江堰引水工程98

6.1 无坝引水工程98

第六章 典型工程治理经验98

6.1.4 郑国渠和白渠105

6.1.5 秦渠、汉渠和唐徕渠106

6.1.6 后套灌区106

6.1.7 灵渠110

6.1.8 滦河岩山渠首113

6.1.9 人民胜利渠114

6.1.10 打渔张引黄渠首115

6.1.11 富拉尔基电厂引水江道的治理117

6.2.1 沉沙冲沙槽式渠首118

6.2 低坝引水工程118

6.2.2 人工弯道式渠首121

6.2.3 分层引水式渠首128

6.2.4 底栏栅式渠首129

6.3 闸坝引水工程133

6.3.1 三盛公引水枢纽133

6.3.2 南桠河二级(石棉)电站135

6.3.3 映秀湾水电站136

6.3.4 渔子溪水电站(一级)138

6.3.5 逊科西水电站140

6.3.6 天生桥二级水电站140

6.3.7 大寨水电站148

6.3.8 太平驿水电站149

6.4 双坝引水工程151

参考文献152

第七章 灌溉引水工程附近与下游的河床演变154

7.1 有坝引水工程下游的河床演变155

7.1.1 下游河道的冲刷与淤积155

7.1.2 下游淤积量的估算156

7.2 无坝引水工程附近河床演变158

7.2.1 水沙运动特性158

7.2.2 引水口附近河床的冲刷与淤积161

7.3 多口引水分流的河床演变162

7.3.1 引水分流对河床冲淤影响的分析162

7.3.2 引黄与黄河冲淤关系的研究概况164

7.4 引水工程对河口的影响165

参考文献168

第八章 水电枢纽上下游的河床演变169

8.1 水库淤积及其控制169

8.1.1 水库淤积的纵剖面形态170

8.1.2 水库的淤积控制与冲刷174

8.2 水电枢纽下游的河床演变特性177

8.2.1 水沙过程的变化177

8.2.2 河床冲淤变化178

8.3 下游河槽几何形态调整181

8.3.1 来水来沙塑造断面形态181

8.3.2 纵比降的变化184

8.4 一些水电枢纽下游的河床演变186

8.4.1 低水头水电枢纽下游的河床演变186

8.4.2 水库群水电枢纽下游的河床演变188

8.4.4 某些水电枢纽对河口的影响191

8.4.3 一些水库下游的冲刷情况统计191

参考文献193

第九章 河工模型及原型观测194

9.1 相似理论194

9.1.1 相似原理194

9.1.2 河工模型的一般原理195

9.2 定床河工模型试验195

9.2.1 定床河工模型的相似条件195

9.2.2 定床河工模型设计的几个限制196

9.3.1 基本方程式199

9.3.2 全沙模型相似律199

9.3 动床河工模型相似理论199

9.4 模型沙的特性201

9.4.1 床面起动流速201

9.4.2 坡面起动流速202

9.4.3 模型沙的水下休止角202

9.5 几何变态与边坡相似问题204

9.5.1 重力相似问题205

9.5.2 阻力相似问题205

9.5.3 水下边坡相似206

9.5.4 变率的选择206

9.6 变粒径比尺方法207

9.6.1 变粒径比尺法207

9.6.2 变粒径比尺法设计的原理208

9.6.4 模型试验实例210

9.6.3 变粒径比尺设计的步骤210

9.7 原型观测实例——水电站泥沙观测211

9.7.1 水库泥沙观测211

9.7.2 坝区枢纽泥沙观测212

9.7.3 厂房枢纽泥沙观测212

参考文献213

第十章 数学模型214

10.1 解析模型214

10.1.1 控制方程215

10.1.2 溯源冲刷与溯源淤积的物理图景216

10.1.3 解析解及其分析217

10.2.1 概述218

10.2 一维数值模型218

10.2.2 典型一维数学模型介绍221

10.3 平面二维与三维数值模型简介224

10.3.1 平面二维数值模型224

10.3.2 三维数值模型介绍225

10.4 有关问题的处理227

10.4.1 数学模型的验证与预报227

10.4.2 恢复饱和系数227

10.4.3 冲刷与淤积231

10.5 复合模型及数值模型的展望232

10.5.1 复合模型232

10.5.2 计算机发展趋势232

参考文献232