三门峡水库水沙数学模型研究及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:225

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出版时间:2008-12

价格:39.00元

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isbn号码:9787807343806

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• 水库
• 水沙
• 数学模型
• 三门峡水库
• 黄河
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• 泥沙
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• 水利工程

三门峡水库水沙动态模拟与效益评估：基于精细化数学模型的综合研究 本书深入探讨了三门峡水库作为黄河中游关键控制性工程，在水沙调控、防洪减灾、水资源配置以及生态环境保护等方面所面临的复杂挑战。聚焦于构建一套精确、可靠且具有广泛应用潜力的水沙数学模型，旨在为三门峡水库的科学调度和可持续管理提供坚实的理论基础和技术支撑。 研究背景与意义 三门峡水库自建库以来，经历了多次调整和运行优化，其水沙运动的复杂性、泥沙淤积对库容的影响以及下游生态环境的响应，一直是水利科学研究的重点和难点。传统的经验公式和简化模型难以完全捕捉水库内部复杂的水流动力学过程和泥沙输移机制。因此，开发能够精细模拟水库内水流、挟沙水流以及泥沙沉积、冲刷过程的数学模型，对于准确预测水库运行态势、评估调控策略的有效性、优化水沙管理方案、减轻下游河道淤积和生态压力，乃至指导区域水资源可持续利用，具有极其重要的现实意义和科学价值。 模型构建与核心内容 本书的核心在于建立一套基于先进数值模拟技术的非结构网格二维（或三维）水沙数学模型。模型将详细考虑以下关键要素： 水流动力学模拟： 采用纳维-斯托克斯方程或其简化形式（如浅水方程组），结合高精度数值离散格式（如有限体积法），模拟水库内复杂的水流形态，包括主流、回流、分叉流等，并考虑地形变化对水流的影响。 泥沙输移与沉积模型： 引入多相流模型，分别模拟不同粒径泥沙的输移过程。关键在于耦合水流动力学与泥沙浓度分布，精确刻画泥沙的起动、悬移、沉积和冲刷过程。将采用先进的床面演变方程，动态更新库底地形，直接模拟泥沙的淤积和冲刷，而非仅依赖于库容变化。 边界条件处理： 精确处理来水来沙的边界条件，包括上游来水量、来沙量、沙粒级配，以及下游的出库流量和水头。 模型率定与验证： 利用历史实测数据，包括水位、流量、泥沙浓度、泥沙粒度等，对模型进行详细的参数率定，并通过独立的数据集对模型进行严格验证，确保模型的准确性和可靠性。 模型应用与效益评估 在完成模型构建和验证的基础上，本书将重点展开模型在三门峡水库实际管理中的应用研究： 水沙过程模拟与预测： 利用模型对不同来水来沙条件下的水库水沙动态进行精细模拟，预测洪水过程中的水位、流量、泥沙浓度变化，以及枯水期和非汛期泥沙的输移与沉积。 调控方案优化： 模拟不同调度方案（如不同泄洪过程、调蓄计划）对水库内水沙运动、泥沙淤积速度、下游输沙能力等的影响，为优化水库调度策略提供科学依据。例如，研究“清水下泄”策略对下游河道冲刷和生态供水的影响。 防洪减灾效益评估： 通过模拟不同洪水情景下的水库蓄洪容积和下游水位响应，量化三门峡水库在降低洪峰、减少下游洪涝灾害方面的贡献。 水资源配置优化： 评估不同运行条件下水库的有效库容变化，为区域水资源合理配置提供数据支持，尤其是在考虑泥沙淤积因素对水库长期供水能力的影响。 生态环境影响评估： 结合模型模拟的水沙过程，初步评估水库运行对下游河道输沙、河床形态、栖息地适宜性等方面的可能影响，为生态环境保护提供科学参考。 长期泥沙淤积预测： 基于模型对历史运行数据的模拟能力，对三门峡水库未来的泥沙淤积趋势进行预测，评估库容的长期损耗情况，并提出延缓淤积的对策建议。 创新性与技术亮点 本书的模型构建与应用具有以下创新点： 精细化水沙模拟： 采用高分辨率的数值模型，能够捕捉水库内尺度上的水流和泥沙输移细节，克服传统宏观模型的局限性。 床面演变耦合： 直接耦合泥沙输移与床面演变方程，实现水沙相互作用的动态模拟，更真实地反映泥沙淤积过程。 多情景应用： 针对不同水沙条件和调度目标，进行多情景模拟分析，提高模型应用的全面性和前瞻性。 综合效益评估： 将水沙模型的研究成果，上升到水库综合效益（防洪、供水、生态）的评估层面，体现了研究的实际应用价值。 结论与展望 本书的研究成果将为三门峡水库乃至类似大型水库的水沙管理和优化调度提供一套先进的理论框架和实用工具。通过对水沙过程的深入理解和精确模拟，能够显著提升水库管理的科学性和精细化水平，最大限度地发挥水库的综合效益，保障黄河流域的水安全与生态环境安全。未来的研究可进一步考虑泥沙的化学成分变化、污染物输移等更复杂的耦合过程，以及与下游河道、河口区域水沙相互作用的联动模拟。

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从学术贡献的角度来看，这本书无疑是为特定领域添砖加瓦的力作。它所展现出的对现有研究的梳理和超越，体现了作者在专业领域内深厚的积累和独到的见解。我特别留意了书中引用的参考文献列表，那份详尽和前沿性，足以证明作者在追踪最新进展方面的努力。对于想要进入这个细分领域进行深入研究的新人来说，这本书无疑提供了一个极佳的起点和参照系。它不仅仅是知识的传递，更是一种研究范式的示范，指导读者如何进行系统性的、高质量的学术探索。这本书的出版，必将对相关领域的研究方法论产生积极的推动作用。

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这本书的行文风格非常独特，它兼具了学术论文的精准与科普读物的可读性。作者的语言驾驭能力非常高超，在描述高度抽象的数学概念时，能够适时地穿插一些形象的比喻或者历史背景的阐述，有效地调动了读者的好奇心。我感觉自己像是在听一位经验丰富的教授进行一对一的辅导，既能享受到知识的盛宴，又不会被过于晦涩的术语所困扰。特别是某些关键性的论述段落，那种娓娓道来、层层深入的叙述节奏，让人忍不住想要大声赞叹作者的文字功力。这本书的阅读体验，完全超越了我对传统技术专著的刻板印象。

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初读这本书的章节结构，我立刻被其逻辑的严密性和递进的清晰性所折服。作者仿佛是一位高明的建筑师，将复杂的理论层层铺陈，从基础概念的建立，到核心模型的推导，再到实际案例的分析与验证，每一步都走得踏实而有力。阅读过程中，我发现那些原本在我脑海中盘桓许久的模糊概念，在经过作者的细腻梳理后，变得豁然开朗。特别是那些数学公式的引入和解释，不是生硬地堆砌，而是带着强烈的“为什么需要它”的引导性，使得即便是对数学不太敏感的读者，也能感受到其背后的物理意义和工程价值。这种结构上的精妙设计，极大地降低了理解壁垒，让深度学习变成了一种享受而非煎熬。

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这本书的案例分析部分，展现了作者深厚的实践功底。它并非停留在纯粹的理论探讨，而是将理论之光投射到了真实的工程问题上，这才是真正体现学术价值的关键所在。我注意到，书中引用的数据和背景资料都经过了详尽的考证和筛选，使得每一个论证都有坚实的现实基础作为支撑。作者在讨论模型局限性时也毫不避讳，坦诚地指出了当前方法的不足和未来可能的发展方向，这种科学的求实精神，比一味地自我拔高要可信赖得多。这种平衡了理论深度与应用广度的写作方式，让这本书不仅对科研人员有价值，对一线工程师来说，更是一本实用的操作指南。

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