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目錄
第1章 緒論1
1.1 河流的自動(dòng)調(diào)整作用與平衡態(tài)1
1.2 河床演變的不同時(shí)空尺度 3
1.3 河床演變的滯后響應(yīng)現(xiàn)象與特征 5
1.3.1 非平衡態(tài)河床演變的調(diào)整過程與速率 5
1.3.2 河床演變的滯后響應(yīng)與累積影響8
1.4 河床演變的時(shí)間滯后與空間聯(lián)動(dòng)現(xiàn)象11
1.4.1 溯源沖淤主導(dǎo)下河床演變的時(shí)間滯后與空間聯(lián)動(dòng) 11
1.4.2 沿程沖淤主導(dǎo)下河床演變的時(shí)間滯后與空間聯(lián)動(dòng) 15
1.5 本書的主要內(nèi)容 17
第2章 河床演變時(shí)間滯后與空間聯(lián)動(dòng)的理論基礎(chǔ) 19
2.1 河床演變滯后響應(yīng)的理論基礎(chǔ)：變率原理 19
2.2 河床演變特征量變化的顯式方程 20
2.2.1 基于水沙運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)的河床高程級數(shù)解 20
2.2.2 其他河床演變顯式公式的推導(dǎo) 22
2.3 滯后響應(yīng)模型調(diào)整速率參數(shù)的影響因素 24
2.4 變率原理的適用性與局限性 26
2.5 河床演變時(shí)空聯(lián)系的理論基礎(chǔ)：空間代替時(shí)間 27
2.6 本章小結(jié) 29
第3章 河床演變時(shí)間滯后與空間聯(lián)動(dòng)的研究方法 30
3.1 河床演變階段模型 30
3.1.1 CEM30
3.1.2 河床演變階段模型的建立 33
3.2 河床演變的滯后響應(yīng)模型 35
3.3 識別河床演變沖淤重心的聚類機(jī)器學(xué)習(xí)方法 37
3.3.1 沖淤重心的定義與研究意義 37
3.3.2 沖淤速率等級劃分 39
3.3.3 沖淤重心聚類識別 40
3.4 本章小結(jié) 42
第4章 三峽大壩下游宜昌—城陵磯河段的時(shí)空演變與滯后響應(yīng)43
4.1 宜昌—城陵磯河段概況與水沙條件 43
4.1.1 研究區(qū)域概況 43
4.1.2 水沙條件變化 45
4.2 宜昌—城陵磯河段沖淤演變特征 49
4.2.1 河槽形態(tài)參數(shù)計(jì)算方法 49
4.2.2 河槽縱向及橫向變化 49
4.2.3 河槽沖淤調(diào)整 51
4.3 宜昌—城陵磯河段沖淤的滯后響應(yīng)模型計(jì)算 53
4.3.1 累計(jì)沖刷量的滯后響應(yīng)模型計(jì)算方法 53
4.3.2 累計(jì)沖刷量變化過程模擬 54
4.3.3 前期水沙條件對累計(jì)沖刷量的影響56
4.4 宜昌—城陵磯河段沖刷重心的時(shí)空遷移規(guī)律 58
4.4.1 沖淤速率時(shí)空分布矩陣 58
4.4.2 沖刷重心的時(shí)空分布 61
4.4.3 沖刷重心的遷移特性 63
4.4.4 沖刷重心下移與河床粗化的數(shù)值模擬 65
4.5 本章小結(jié) 74
第5章 三門峽庫區(qū)沖淤與潼關(guān)高程的時(shí)空滯后響應(yīng) 75
5.1 研究背景 75
5.2 三門峽水庫運(yùn)用與入庫水沙條件 77
5.2.1 三門峽水庫概況 77
5.2.2 庫水位變化 77
5.2.3 入庫水沙條件 80
5.3 三門峽庫區(qū)及回水區(qū)的沖淤與滯后響應(yīng) 82
5.3.1 庫區(qū)河道縱向沖淤變化 82
5.3.2 庫區(qū)河道橫向及斷面形態(tài)變化 85
5.3.3 庫區(qū)及回水區(qū)的沖淤變化與時(shí)空聯(lián)系 87
5.4 河床演變階段模型在三門峽庫區(qū)及回水區(qū)的應(yīng)用 88
5.4.1 庫區(qū)及渭河下游河道的演變特征 88
5.4.2 河床演變階段模型的應(yīng)用結(jié)果 90
5.5 汛期與非汛期沖淤重心的變化規(guī)律 93
5.5.1 三門峽水庫季節(jié)性沖淤重心的調(diào)整 93
5.5.2 沖淤重心的影響因素 97
5.6 庫區(qū)淤積量與潼關(guān)高程的滯后響應(yīng)模型與模擬 102
5.6.1 庫區(qū)累計(jì)淤積量的滯后響應(yīng)模型計(jì)算方法與模擬 102
5.6.2 潼關(guān)高程的滯后響應(yīng)模型計(jì)算方法與模擬 105
5.7 “318 控制運(yùn)用”對潼關(guān)高程與庫區(qū)沖淤的影響分析 106
5.8
本章小結(jié) 111
第6章 小浪底水庫的水沙異步運(yùn)動(dòng)與時(shí)空沖淤 113
6.1 小浪底水庫概況 113
6.2 水庫運(yùn)用與出入庫水沙條件 114
6.3 場次洪水的水沙異步特征 118
6.4 小浪底水庫沖淤演變與特征量計(jì)算 125
6.5 小浪底水庫排沙比的影響因素與計(jì)算方法 127
6.5.1 小浪底水庫洪水排沙比的影響因素 127
6.5.2 考慮洪水滯留時(shí)間的排沙比計(jì)算方法 130
6.5.3 考慮多因素的洪水排沙比計(jì)算方法 131
6.6 本章小結(jié) 133
第7章 黃河下游河道時(shí)空沖淤與滯后響應(yīng) 134
7.1 黃河下游河道概況與來水來沙條件 134
7.1.1 黃河下游河道概況 134
7.1.2 來水來沙條件變化 136
7.2 黃河下游河道時(shí)空沖淤規(guī)律 139
7.2.1 黃河下游河道沖淤與水庫運(yùn)用的聯(lián)系 139
7.2.2 沖刷發(fā)展的時(shí)空滯后 141
7.3 黃河下游河道沖刷重心的時(shí)空變化 144
7.4 黃河下游河道沖淤量隨時(shí)間變化過程的模擬 146
7.4.1 河床沖淤量隨時(shí)間變化的公式推導(dǎo) 146
7.4.2 河床沖淤量隨時(shí)間調(diào)整過程的模擬 148
7.5 黃河下游河道沖淤量隨空間變化過程的模擬 149
7.5.1 河床沖淤量隨空間變化的公式推導(dǎo) 149
7.5.2 河床沖淤量隨空間調(diào)整過程的模擬 151
7.6 本章小結(jié) 152
第8章 美國圖特爾河北汊河床時(shí)空演變與滯后響應(yīng)154
8.1 圖特爾河北汊地理特征與水沙條件 154
8.1.1 研究區(qū)域 154
8.1.2 水沙條件 156
8.2 圖特爾河北汊的時(shí)空沖淤演變 157
8.3 河床演變階段模型的應(yīng)用 162
8.4 本章小結(jié) 164