本书紧扣黄河重大国家战略需求，针对泥沙动态调控这一长期困扰治黄实践的技术难题，提出黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控序贯决策理论，揭示水库高效输沙机理及泥沙资源利用与动态调控互馈效应，阐明下游河道河流系统对泥沙动态调控的多过程响应机理，研发水动力-强人工措施有机结合的泥沙动态调控技术体系，构建集“过程模拟—效益评价—方案优选”于一体的泥沙动态调控智慧决策平台。

更多科学出版社服务，请扫码获取。

获国家科学进步一等奖和二等奖各一项；获水利部大禹科学技术进步一等奖四项

目录
总序
序一
序二
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究现状 2
1.2.1 国内外研究现状 2
1.2.2 亟待解决的关键问题 5
1.3 研究内容与思路 6
1.3.1 研究范围 6
1.3.2 研究内容 7
1.3.3 技术路线 8
1.4 主要创新成果 11
第2章 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控序贯决策理论 13
2.1 黄河干支流水库泥沙淤积时空演变特征与现行调控能力 13
2.1.1 黄河干支流骨干枢纽群泥沙淤积时空演变特征 13
2.1.2 黄河干支流水库及水库群的现行调控能力 19
2.1.3 黄河干支流骨干枢纽群对水沙过程的调控效应 25
2.2 水库泥沙淤积的河流系统链式时空多维灾变效应 35
2.2.1 水库泥沙淤积造成的时空灾变累积效应 35
2.2.2 水库-河道-河口河流系统灾变效应时空链式传导机制 43
2.3 黄河干支流骨干枢纽群多维协同的泥沙动态调控目标函数 55
2.3.1 黄河流域系统与泥沙动态调控体系 56
2.3.2 黄河流域干支流骨干枢纽群泥沙动态调控概念及内涵 58
2.3.3 黄河流域干支流骨干枢纽群泥沙动态调控主要约束因子及置信区间 65
2.3.4 黄河流域干支流骨干枢纽群泥沙动态调控目标函数构建 80
2.4 基于流域系统科学的枢纽群泥沙动态调控序贯决策理论 96
2.4.1 泥沙动态调控目标的动态协同与博弈关系 96
2.4.2 枢纽群泥沙动态调控合作博弈模型的构建 98
2.4.3 枢纽群泥沙动态联合调控水沙效益重分配 104
2.4.4 不同水沙情景下枢纽群合作博弈的纳什均衡解 107
2.4.5 枢纽群泥沙动态调控序贯决策理论架构 111
第3章 水库高效输沙机理及泥沙资源利用与动态调控互馈效应 115
3.1 水库异重流跟踪监测及持续运移动力学机制与临界条件 116
3.1.1 小浪底水库长距离运行异重流的原型跟踪观测 116
3.1.2 异重流长距离稳定运移的动力学机制和临界条件 124
3.1.3 异重流运动的水-沙-床耦合动力学控制方程 132
3.2 水库溯源冲刷的水沙动力过程及对泥沙动态调控的响应机制 141
3.2.1 水库溯源冲刷水流运动方程及跌坎形成条件与演化机制 141
3.2.2 水库溯源冲刷过程水沙数值模型构建与验证 152
3.2.3 水库溯源冲刷多情景模拟及冲刷形态发展趋势与极限状态 157
3.2.4 跌坎冲刷过程和冲刷效果与泥沙动态调控的响应机制 160
3.3 水库高效排沙淤积形态及其对泥沙动态调控的响应机理 163
3.3.1 水库细颗粒淤积物流变特性与流型特征 164
3.3.2 考虑细颗粒淤积物失稳滑塌的水库淤积形态数值模拟方法 165
3.3.3 水库不同淤积形态对泥沙动态调控的响应 171
3.4 水库泥沙资源利用与泥沙动态调控的互馈机制 174
3.4.1 新时期维持和优化水库淤积形态的调控方法 174
3.4.2 库区粗泥沙动态落淤规律及其力学指标空间分布特征 175
3.4.3 泥沙资源利用与水库泥沙动态调控的互馈机制 180
3.5 枢纽群联合调控对库区和下游河道水沙输移的叠加效应 189
3.5.1 泥沙动态调控对库区水-沙-床的规律性影响 189
3.5.2 枢纽群泥沙动态调控对水沙量-质-能交换的影响机理 194
3.5.3 水库群蓄泄秩序的叠加效应 199
3.5.4 水沙过程整体优化的水库群时空对接时机及调控效应 206
第4章 下游河道河流系统对泥沙动态调控的多过程响应机理 211
4.1 下游河道演变对枢纽群泥沙动态调控的多时空尺度响应机理 211
4.1.1 下游河道物质组成与能量沿程分布对水沙动态调控的响应规律 212
4.1.2 下游河床演变对泥沙动态调控的响应规律 217
4.1.3 泥沙动态调控黄河下游河床演变趋势预测 223
4.2 下游河势控导工程布局与水库泥沙动态调控的互馈机制 231
4.2.1 有限控制边界对游荡型河道河势演变的约束机制 231
4.2.2 河势控导工程不同布局方式与水沙调控的互馈效应 238
4.2.3 黄河下游游荡型河道河势稳定控制指标及阈值 244
4.2.4 适应枢纽群泥沙动态调控的黄河下游河势控导工程优化布局 251
4.3 下游河流生态系统对多重胁迫下水沙动态调控的响应机理 253
4.3.1 水沙动态调控对下游河道关键生境因子时空演变的影响 254
4.3.2 水沙动态调控对下游河道关键群落结构的影响 257
4.3.3 下游河道典型生物对环境胁迫的响应规律 260
4.4 枢纽群泥沙动态调控与区域社会经济发展的相互约束机制 261
4.4.1 泥沙动态调控对滩区土地利用方式的影响机制 261
4.4.2 泥沙动态调控与滩区土地利用格局变化的区域空间制约关系 265
4.4.3 滩区土地利用动态模拟及变化趋势预测 267
4.4.4 滩区土地利用优化方案及管控措施 273
4.5 下游河流系统行洪输沙-生态环境-社会经济多过程耦合机制 275
4.5.1 水沙调控与河床演变-生源物质传输-生物演替-社会经济发展多过程耦合关系 275
4.5.2 黄河下游行洪输沙-生态环境-社会经济多过程耦合机制及模型构建 280
4.5.3 黄河下游行洪输沙-社会经济-生态环境多过程模拟预测 283
第5章 黄河干支流骨干枢纽群多维功能协同的泥沙动态调控模式与技术 288
5.1 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控指标体系 288
5.1.1 泥沙动态调控指标体系构建 289
5.1.2 泥沙动态调控指标阈值确定 290
5.2 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控模式 307
5.2.1 黄河典型洪水及水沙特征 308
5.2.2 泥沙动态调控模式构建的理论依据 317
5.2.3 中长期泥沙动态调控模式 322
5.2.4 场次洪水泥沙动态调控模式 324
5.3 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控技术 328
5.3.1 基于水动力的黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控技术 328
5.3.2 基于强人工措施的黄河干支流水库泥沙动态调控技术 336
5.4 水动力-强人工措施有机结合的泥沙动态调控技术 360
5.4.1 清水下泄期泥沙负载与水库群联合调度技术 360
5.4.2 洪水期水动力-强人工措施结合的泥沙动态调控方案 365
第6章 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控模拟仿真与智慧决策 371
6.1 泥沙动态调控多模型多尺度自适应耦合技术及模拟仿真系统 371
6.1.1 泥沙动态调控模拟仿真系统内嵌模型 371
6.1.2 泥沙动态调控多模型自适应耦合模式 373
6.1.3 泥沙动态调控模拟仿真系统 378
6.2 中长期洪水泥沙动态调控方案设计与计算 381
6.2.1 动态调控影响因素分析 381
6.2.2 中长期泥沙动态调控方案设计 383
6.2.3 中长期泥沙动态调控方案计算 386
6.2.4 中长期泥沙动态调控效果综合分析 390
6.3 场次洪水泥沙动态调控方案设计与计算 394
6.3.1 场次洪水泥沙动态调控方案设计 394
6.3.2 场次洪水泥沙动态调控方案计算 395
6.4 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控智慧决策平台 407
6.4.1 数据库-模型库-方案库设计与构建 407
6.4.2 泥沙动态调控智慧决策模块开发 409
6.4.3 泥沙动态调控智慧决策平台构建 416
第7章 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控潜力与应用示范 419
7.1 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控潜力与实现途径 419
7.1.1 泥沙动态调控潜力概念和内涵 420
7.1.2 泥沙动态调控潜力的计算方法 421
7.1.3 不同调控方案泥沙动态调控潜力评价 428
7.1.4 泥沙动态调控潜力的提升空间与实现途径 438
7.2 泥沙动态调控技术在桃汛洪水调度中的应用示范 441
7.2.1 基于泥沙动态调控的桃汛洪水冲刷降低潼关高程试验方案 442
7.2.2 桃汛洪水冲刷降低潼关高程调度方案设计 445
7.2.3 桃汛洪水冲刷降低潼关高程示范运用效果 447
7.3 调水调沙下泄清水期泥沙负载技术示范及效果评价 453
7.3.1 泥沙负载技术示范方案设计 453
7.3.2 第一次现场示范试验实施效果跟踪观测与评价 456
7.3.3 第二次现场示范试验实施效果跟踪观测与评价 457
第8章 枢纽群泥沙动态调控序贯决策技术规程及综合效益评价 463
8.1 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控技术规程 463
8.1.1 骨干枢纽群蓄泄补偿原则和蓄泄秩序 463
8.1.2 不同情景下单-多库泥沙动态调控规则 470
8.1.3 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控技术规程 473
8.2 泥沙动态调控防洪减淤-供水发电-生态环境等效益综合评估 474
8.2.1 泥沙动态调控多维效益指标及其量化方法 475
8.2.2 枢纽群泥沙动态调控多维效益综合评估模型 478
8.2.3 骨干枢纽群中长期泥沙动态调控多维效益综合评估计算 481
8.2.4 场次洪水调度水库多维效益计算 487
第9章 结论 500
参考文献 503