水庫異重流可以挾帶大量泥沙,歷經(jīng)長距離而不與清水摻混,研究其產(chǎn)生、運行機制,利用其輸沙特性,對于減少水庫淤積、延長水庫攔沙庫容使用壽命具有十分重要的意義!端畮飚愔亓餮芯颗c應(yīng)用》就異重流國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、形成機制、運行規(guī)律、渾水水庫與異重流排沙及異重流模擬技術(shù)和量測技術(shù)進行了研究和梳理,提供了小浪底水庫異重流調(diào)度實例和黃河調(diào)水調(diào)沙人工塑造異重流調(diào)度過程,展望了水庫異重流作為一種特殊自然現(xiàn)象的生產(chǎn)應(yīng)用前景及設(shè)計實例。
《水庫異重流研究與應(yīng)用》可供河流泥沙動力學研究者、多沙河流調(diào)度者等相關(guān)科研工作者和大專院校師生閱讀參考。
兩種或兩種以上的流體互相接觸,在密度有一定的差異時,如果一種流體沿著交界面的方向運動,則不同流體問在交界面及其他特殊的局部處可能發(fā)生一定程度的摻混現(xiàn)象,但在運動過程中不同流體不會出現(xiàn)全局性的摻混現(xiàn)象,這種運動形式就叫異重流。按造成異重流密度差異的原因,可將異重流分為泥沙異重流(因水流挾沙造成清渾水密度差異而形成的異重流)、鹽水異重流(因水體鹽度差異造成的密度差異而形成的異重流)和溫差異重流(因水體溫度差異造成的密度差異而形成的異重流)。當然,這些原因可單獨或同時作用造成密度的差異,進而形成異重流。
水庫泥沙異重流(簡稱異重流)作為泥沙運動力學的特殊現(xiàn)象,國內(nèi)外各大專院校、科研單位對其進行了大量研究。作者2001年調(diào)度三門峽水庫,通過調(diào)整三門峽水庫出庫水沙過程實施人工影響小浪底異重流產(chǎn)生、運行過程,以期及早在小浪底近壩區(qū)形成細泥沙淤積鋪蓋,減少小浪底壩基滲漏(詳見2001年《水利水電技術(shù)》第12卷32期《水庫異重流調(diào)度問題研究》)。此次調(diào)度達到了預(yù)期效果,也為2004年黃河第三次調(diào)水調(diào)沙試驗人工塑造異重流奠定了實踐基礎(chǔ),實現(xiàn)了水庫異重流從理論試驗研究到實際運用的轉(zhuǎn)化。
本書從異重流的潛入條件、持續(xù)運行條件、頭部運動、運行阻力、輸沙排沙規(guī)律、渾水水庫、數(shù)學模型等方面,介紹了各家的研究成果,并收錄分析了黃河調(diào)水調(diào)沙人工塑造異重流調(diào)度過程;指出今后異重流研究的重點,即清渾水交界面的確定、異重流流速、含沙量垂線分布數(shù)學表達方法、異重流排沙、渾水水庫和異重流聯(lián)合排沙等。本書可供河流泥沙動力學研究者、多沙河流調(diào)度者、大專院校師生等參考。
本書成稿過程中,解河海、馮璐同志參與了大量工作,劉繼祥、李世瀅、萬占偉、李超群等同志對文稿做了細致的校正。承蒙中國科學院王光謙院士、中國工程院胡春宏院士為本書作序,謹向他們深表謝意!
由于作者專業(yè)所限,書中大多從調(diào)度角度著眼研究,加之水平有限,難免有不當乃至錯誤之處,敬請讀者批評指正!
序一
序二
前言
第一章 緒言
第一節(jié) 研究的目的及意義
第二節(jié) 異重流排沙應(yīng)用
第三節(jié) 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
第四節(jié) 研究內(nèi)容與方法
參考文獻
第二章 異重流的形成機制與運行規(guī)律
第一節(jié) 異重流形成機制
第二節(jié) 異重流基本運行規(guī)律
第三節(jié) 異重流淤積與輸沙特性
參考文獻
第三章 小浪底水庫異重流
第一節(jié) 異重流的產(chǎn)生與傳播
第二節(jié) 異重流水沙因子沿程變化特性
第三節(jié) 異重流水沙因子沿橫斷面變化特性
第四節(jié) 異重流攔粗排細作用分析
第五節(jié) 結(jié)論
參考文獻
第四章 渾水水庫與異重流聯(lián)合排沙
第一節(jié) 渾水水庫形成機制
第二節(jié) 渾水水庫形成條件
第三節(jié) 渾水水庫維持機制
第四節(jié) 渾水水庫與異重流聯(lián)合排沙
參考文獻
第五章 異重流模擬技術(shù)
第一節(jié) 異重流的物理模擬
第二節(jié) 異重流的數(shù)學模擬
參考文獻
第六章 水庫異重流研究的應(yīng)用
第一節(jié) 工程設(shè)計中的應(yīng)用
第二節(jié) 工程調(diào)度中的應(yīng)用
第七章 人工塑造異重流
第一節(jié) 人工塑造水庫異重流的目的和意義
第二節(jié) 人工塑造水庫異重流的調(diào)度機制
第三節(jié) 人工塑造異重流研究實例
第八章 異重流的測量技術(shù)
第一節(jié) 測驗規(guī)程的制定
第二節(jié) 異重流觀測
第三節(jié) 小浪底水庫異重流觀測實例
參考文獻