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第一篇 流域侵蚀与河流地貌及河床演变3

第一章 河流及其流域3

第一节 河流和流域特征3

一、河流特征3

二、流域特征5

第二节 河川径流及其形成过程9

一、河川径流形成过程9

二、流域水量平衡方程10

三、径流量的表示方法和计量单位10

第三节 流域侵蚀产沙与地貌11

一、流域侵蚀11

二、水力侵蚀与地貌13

三、流域产沙量及计算模型16

第四节 河流地质作用与河流地貌21

一、河流地质作用21

二、河谷形态及类型24

三、河流阶地26

四、河漫滩28

五、河床地貌及河床相冲积物31

六、古河道及其特征33

七、河口与三角洲34

参考文献38

第二章 河床演变41

第一节 河型分类、成因及转化41

一、河型分类41

二、河型成因42

三、河型转化46

第二节 冲积河流自动调整作用51

一、河流自动调整趋向于相对平衡状态51

二、河流处于相对平衡状态时水流的熵产生或能耗率最小52

三、河流的短期调整与长期调整53

第三节 河床演变中的一些基本概念53

一、变形过程与终极状态53

二、侵蚀基准面53

三、河床变形分类54

四、影响河床演变的主要因素55

第四节 造床流量与河相关系55

一、造床流量55

二、河相关系58

第五节 山区河流的河床演变63

一、山区河流主要特征64

二、山区河流河床演变特点66

第六节 平原河流的河床演变66

一、蜿蜒型河床演变67

二、顺直型河床演变69

三、分汊型河床演变71

四、游荡型河床演变73

第七节 潮汐河口的河床演变75

一、潮汐河口分类76

二、潮汐河口分段及其河床演变78

三、不同类型河口演变特点79

参考文献87

第二篇 冲积河流水力学93

第三章 河道水流运动基本规律93

第一节 河道水流运动基本特性93

第二节 河道水流结构94

一、河道水流的流型94

二、河道水流的流态95

三、河道水流的流速分布95

四、河道水流的环流结构96

第三节 河道水流阻力102

一、紊流阻力102

二、河道阻力分割与组合104

参考文献107

第四章 河流泥沙运动规律108

第一节 河流泥沙特性108

第二节 泥沙起动118

一、泥沙起动的判别标准及受力分析118

二、均匀沙起动流速公式120

三、非均匀沙起动流速公式124

四、斜坡上泥沙的起动流速125

五、扬动流速和止动流速126

第三节 推移质运动127

一、推移质运动特点127

二、沙波运动128

三、动床阻力130

四、均匀沙推移质输沙率公式135

五、非均匀沙推移质输沙率计算140

第四节 悬移质运动143

一、悬移质运动状态143

二、冲泻质与床沙质144

三、悬移质沿水深分布的扩散理论与重力理论145

四、悬移质输沙率与水流挟沙力150

第五节 不平衡输沙与河床冲淤变化155

第六节 高含沙水流157

一、高含沙水流基本特性157

二、高含沙水流运动特性161

三、高含沙水流运动及河床演变的若干特殊现象166

参考文献170

第五章 潮汐河口水流泥沙运动规律174

第一节 潮汐河口水流运动特性174

第二节 潮汐河口泥沙运动特性182

参考文献187

第三篇 流域防洪及河道整治191

第六章 流域防洪规划、措施与标准191

第一节 流域防洪总体规划191

一、总体规划原则191

二、总体规划内容192

第二节 防洪措施193

一、防洪工程措施194

二、防洪非工程措施196

第三节 防洪标准198

参考文献202

第七章 堤防工程204

第一节 堤防的类型及其作用204

第二节 筑堤材料及填筑标准205

一、筑堤材料205

二、填筑标准206

第三节 堤线、堤距及堤顶高程确定207

一、堤线选择207

二、堤距确定208

三、堤顶高程208

第四节 堤防断面结构设计211

一、堤型选择211

二、堤顶宽度与结构212

三、堤坡与戗台212

四、护坡与坡面排水213

五、防渗体213

六、反滤层213

七、堤身排水215

八、防洪墙216

九、防浪墙217

第五节 堤防渗流及稳定计算217

一、渗流及渗透稳定计算217

二、抗滑稳定计算232

第六节 堤基处理237

一、堤基渗流控制与加固措施237

二、堤基处理设计方案选择244

参考文献245

第八章 护岸工程247

第一节 河岸坍塌机理247

第二节 岸坡冲刷计算248

一、水流平行岸坡冲刷248

二、水流斜向岸坡冲刷248

第三节 护岸建筑物251

一、坡式护岸251

二、直立式护岸267

第四节 护岸工程结构268

一、下层护岸269

二、中层护岸269

三、上层护岸271

参考文献271

第九章 堤防险情处理273

第一节 险情种类及出险原因273

第二节 险情处理措施275

一、抢险应急措施275

二、除险加固措施280

参考文献282

第十章 分滞洪工程284

第一节 分滞洪工程的作用与类型284

一、分滞洪工程的作用284

二、分滞洪工程类型284

第二节 分洪道与分滞洪区规划设计285

一、分洪道规划设计285

二、分滞洪区规划设计285

第三节 分洪闸、退水闸总体设计288

一、分洪闸总体设计288

二、退水闸总体设计289

第四节 分滞洪区的洪水风险图290

一、洪水风险图的作用290

二、洪水风险图编制步骤及编制说明290

三、洪水风险图编制所需的基本资料291

四、分滞洪区的风险区划291

五、洪水风险图的绘制方法292

参考文献293

第十一章 山洪及泥石流防治294

第一节 概述294

一、山洪与泥石流294

二、综合防治措施295

第二节 山洪及泥石流防治工程措施296

一、蓄水工程296

二、坡面治理工程313

三、沟道治理工程317

四、排导工程346

五、停淤工程352

第三节 山洪及泥石流防治生物措施354

一、生物措施的作用354

二、生物措施的类型355

参考文献359

第十二章 河道整治362

第一节 河道整治规划原则362

一、河道整治规划362

二、河道整治基本要求362

三、河道整治基本原则363

第二节 河道整治规划设计参数364

一、设计流量及相应水位364

二、整治河宽364

三、治导线365

第三节 河道整治建筑物366

一、不透水整治建筑物366

二、透水整治建筑物374

三、环流整治建筑物378

第四节 山区河道整治381

一、石质滩险整治382

二、卵石滩险整治385

第五节 平原河道整治390

一、蜿蜒型河道整治390

二、顺直型河道整治392

三、分汊型河道整治394

四、游荡型河道整治396

第六节 潮汐河口整治397

一、挡潮闸397

二、导流堤398

第七节 河道渠化整治400

一、渠化工程对河流的影响400

二、控制河床冲刷下切的措施401

三、渠化河宽和平衡比降402

四、注意营造和保护多样化的生态环境403

五、渠化整治工程若干实例403

第八节 桥渡附近的河道整治406

一、桥位的选择406

二、桥渡整治工程408

三、墩台冲刷深度及基础埋深412

四、墩台基础冲刷防护423

第九节 城市河道整治及景观生态设计424

一、城市河道整治中存在的问题425

二、城市河道整治及景观设计原则426

三、河道景观构成427

四、河道形态景观设计427

五、堤岸景观设计431

六、人工湿地设计433

七、河道附属景观设计439

参考文献443

第四篇 水库与渠首渠系泥沙问题449

第十三章 水库泥沙449

第一节 水库来沙量分析和估算449

一、悬移质年平均输沙量估算449

二、推移质年平均输沙量估算451

第二节 水库泥沙淤积形态及规律452

一、水库淤积形态452

二、水库淤积物的组成457

三、水库糙率458

四、水库淤积上延459

第三节 水库异重流462

一、水库异重流的现象和基本特性462

二、水库异重流的形成和持续条件464

三、水库异重流的运动规律465

四、高含沙异重流468

第四节 水库淤积终极状态估算470

一、水库终极库容和淤积平衡比降470

二、水库年平均淤积量及淤积年限473

三、坝前泥沙淤积高程473

第五节 坝前局部冲刷漏斗474

一、冲刷漏斗的形成及形态474

二、影响冲刷漏斗形态和尺寸的因素475

三、冲刷漏斗形态和尺寸估算477

第六节 防治或减轻水库淤积的措施478

一、水库泥沙的拦截与合理利用478

二、制定合理的水库排沙运用方式479

三、采用水力、工程措施清除库内淤沙481

第七节 水库下游河道冲淤变化484

一、水库不同运用方式对下游河道冲淤的影响484

二、水库调水调沙运用对下游河道冲淤的影响489

三、水库下游河道冲刷变形终极状态估算495

参考文献499

第十四章 引水防沙渠首及稳定渠道设计502

第一节 无坝引水枢纽502

一、无坝渠首的类型503

二、无坝渠首的位置选择505

三、渠首附近的河段整治措施506

四、渠首引水防沙布置507

第二节 低坝（闸）引水渠首509

一渠首布置型式及适用条件509

二、渠首河势规划及河道整治522

第三节 渠首防冰、防漂浮物措施523

一、渠首防冰措施523

二、渠首防漂浮物措施525

第四节 入渠泥沙二次处理工程措施527

一、沉沙池527

二、排沙漏斗548

三、涡管排沙549

第五节 稳定渠道设计551

一、稳定渠道的概念、分类及适用条件551

二、渠道线路选择原则551

三、渠道不淤不冲流速552

四、渠道横断面形式与安全超高554

五、不冲不淤平衡稳定渠道设计方法556

六、冲淤平衡稳定渠道设计方法561

参考文献566

第五篇 水文测验及河流模拟571

第十五章 河道水文测验与资料整编571

第一节 水文测验571

一、水文测站571

二、河道断面及地形测量574

三、水位观测580

四、流向及流速观测583

五、流量测定590

六、泥沙测验与计算623

七、水温及冰凌观测644

八、水质监测655

九、水库水文测验660

十、潮汐河流水文测验674

第二节 水文资料整编680

一、水位资料整编680

二、流量资料整编682

三、泥沙资料整编693

四、水温及冰凌资料整编701

五、水质资料整编704

六、水库水文资料整编706

七、潮汐河流水文资料整编710

第三节 水文调查716

一、河道洪水调查716

二、溃坝、决口和分洪洪水调查718

三、历史洪水考证718

四、洪峰流量和洪水总量推算719

五、枯水调查720

六、沙量调查721

七、水库水文调查723

第四节 水文年鉴与水文手册726

一、水文年鉴726

二、水文手册和水文图集726

参考文献726

第十六章 河工数学模型728

第一节 河道水流泥沙运动数学模型728

一、模型类型728

二、基本方程729

三、数值离散方法734

四、水流模型735

五、泥沙模型761

六、模型验证780

七、水流泥沙模型通用软件介绍780

第二节 河道水质数学模型782

一、污染物在水体中的迁移转化782

二、水体的耗氧与复氧784

三、水质模型的分类及应用785

四、水质模型的基本方程786

五、水质模型参数选取789

六、水质综合模型及通用软件介绍794

第三节 河冰数学模型798

一、水力模型798

二、热力模型799

三、冰冻模型800

第四节 水库滑坡涌浪计算805

一、影响涌浪高度的因素805

二、涌浪高度计算806

第五节 溃坝决堤洪水计算817

一、溃坝形式和溃口参数确定818

二、溃口流量过程的计算820

三、下游洪水演进过程计算824

第六节 堤堰堵口截流水力计算827

一、缺口水力参数计算828

二、封堵材料的尺寸或重量估算829

第七节 泥石流运动数学模型830

一、稀性泥石流数值模拟830

二、黏性泥石流数值模拟830

第八节 河工数学模型的可视化实现832

参考文献833

第十七章 河工物理模型837

第一节 模型相似理论837

一、相似特征837

二、相似三定理838

三、相似准则的导出方法841

四、近似相似和综合π项847

第二节 河道模型相似准则848

一、水流运动相似848

二、推移质运动相似852

三、悬移质运动相似854

第三节 河道模型设计857

一、模型加糙858

二、模型沙选择及配制862

三、河岸模拟866

四、定床正态模型867

五、定床变态模型868

六、推移质动床模型870

七、悬移质动床模型872

八、全沙动床模型875

第四节 水库泥沙模型878

一、库区泥沙冲淤模型878

二、坝前冲刷漏斗模拟881

第五节 河口潮汐及波浪模型884

一、潮汐模型884

二、波浪模型888

第六节 若干特殊河道水力学问题模拟893

一、高含沙水流模拟893

二、漂木模拟895

三、河冰模拟896

四、水质模拟902

五、水库滑坡涌浪模拟904

六、溃坝决堤洪水模拟906

七、堤堰堵口截流模拟909

八、泥石流模拟911

第七节 系列模型试验911

一、系列模型相似理论912

二、系列模型设计实例915

第八节 混合模型917

一、混合模型概念917

二、非实时耦合模型混合方法918

三、实时耦合模型边界接口处理918

第九节 模型制造、验证及常用试验设备和量测仪器919

一、模型制造919

二、模型操作及验证924

三、常用试验设备926

四、量测仪器931

第十节 试验资料整理分析及报告编写940

一、试验资料整理分析940

二、试验报告编写941

参考文献941

第六篇 水库径流调节计算及调度947

第十八章 水库径流调节计算947

第一节 水库调节性能及特征值947

一、水库调节性能947

二、水库特性曲线948

三、水库特征水位和特征库容950

四、水库特征水位选择951

第二节 水库径流调节计算954

一、兴利调节计算原理及方法954

二、洪水调节计算原理及方法967

三、提高水库防洪能力的措施972

参考文献972

第十九章 水库调度973

第一节 水库常规调度973

一、水库调度图组成及绘制依据973

二、水库兴利调度图绘制974

三、水库防洪调度图绘制979

四、水库调度图应用981

五、水库预报调度981

六、水库群联合调度982

第二节 水库生态调度988

一、水库防淤调度989

二、水库富营养化控制及防污调度989

三、水库分层取（泄）水调度991

四、水库下游河道生态环境最小需水量调度991

第三节 水库优化调度995

一水库优化调度基本内容995

二、优化调度数学模型建立996

三、优化调度数学模型求解方法999

四、水库多目标优化调度1008

五、水库群优化调度1017

参考文献1019