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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