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編輯推薦： 为长江大保护、长江经济带、长三角一体化等国家战略的实施提供重要的科技支撑 內容簡介： 随着长江流域大型水库及水库群的相继建成和运行，河流干流尤其是中下游水沙条件和动力特征已经或正在发生显著改变，并将对河流河口水沙系统的主要功能产生影响。本书基于长序列水沙实测数据，结合数学模型计算与理论分析等手段，对三峡工程及上游梯级水库运行引起的河流水体输运时间、干流悬沙浓度时空分布，以及感潮河段水沙动力地貌等关键水沙环境因子及物理过程的调整与改变进行了系统分析，探讨了人类活动作用下的河流河口水沙系统的动力响应机制，预测了长江三峡水库与中下游水沙过程及其发展趋势。 關於作者： 孙健，清华大学水利水电工程系副研究员。长期从事计算水动力学、环境水动力学、河流动力学、河口近海水动力学等方向的数学模型研究。2007年获天津大学流体力学专业博士学位；2010-2011年在英国卡迪夫大学访问学习；2012年至今在清华大学水利系工作。承担和参与国家自然基金、科技支撑计划、重点研发计划、全球创新计划等多项科研项目，发表论文70余篇，曾获英国土木工程师协会Robert Alfred Carr奖。研究内容包括：长江口、珠江口和渤海湾的环境水动力学特性及污染物输移过程，三峡等大型水库对长江干流水热和悬沙浓度的影响，雅鲁藏布江辫状河流演变特征，以及城市洪涝灾害模拟等。 目錄： 第1章绪论 1．1水库建设与河流水沙环境变化概况 1.2长江流域及水库修建概况 1.2.1长江流域概况 1.2.2流域大型水库群运行概况 1.2.3长江口与感潮河段概况 1.3国内外研究现状 1.3.1水库修建对河流水体输运时间的影响 1.3.2水库影响河流悬沙输运特征的研究 1.3.3感潮河段的水沙运动对水库运行响应的研究 1.3.4水库作用下感潮河段地貌演变研究 1.4本书主要内容 参考文献 第2章三峡水库运行对长江干流水体输运时间的影响 2.1长江干流水动力水龄模型 2.1.1长江干流水动力模型 2.1.2长江干流水龄模型 2.1.3滞留时间 2.2水龄季节变化特征及其对水库运行的响应 2.3水龄纵向分布特征及其对水库运行的响应 2.4三峡库区动态滞留时间和水力滞留时间对比 2.5不同子河段的滞留时间 2.6理想河道型水库的水龄和滞留时间分析 2.7本章小结 参考文献 第3章水库影响下长江干流悬沙浓度变化分析 3.1干流悬沙浓度沿程分布的重构方法 3.2长江干流悬沙浓度的时空分布格局 3.2.1长江干流径流量时空变化 3.2.2长江干支流悬沙浓度的时间变化分析 3.2.3长江干流悬沙浓度的沿程分布 3.3人类活动对长江干支流悬沙浓度变化的影响 3.3.1双累积曲线法评估人类活动的影响 3.3.2人类活动对长江悬沙浓度的影响评价 3.4流域主要沙源因子对干流悬沙浓度相对贡献率的变化 3.4.1沙源因子相对贡献率的定义 3.4.2水库运行前后主要沙源因子对干流悬沙浓度贡献率分析 3.5长江中下游两湖相对贡献率和入海悬沙浓度变化预测分析 3.5.1水库下游宜昌—城陵矶河段悬沙浓度沿程恢复模型 3.5.2上游水库淤积和城陵矶—大通河段悬沙浓度变化经验 模型 3.5.3两湖对干流悬沙浓度相对贡献率的变化趋势分析 3.5.4大通站的年平均悬沙浓度变化趋势分析 3.6三峡水库蓄水前后干支流悬沙中值粒径变化 3.7本章小结 参考文献 第4章长江感潮河段水动力过程及其对水库运行的响应 4.1长江口潮汐水流数学模型 4.2长江感潮河段分潮传播过程 4.2.1近岸海域8个主要分潮的数值模拟 4.2.2感潮河段水位的年内时空变化 4.2.3洪季感潮河段各分潮振幅的沿程分布 4.2.4洪季和枯季感潮河段各分潮传播过程的比较 4.3感潮河段流速转向点的时空分布 4.3.1感潮河段断面流量的沿程分布 4.3.2流速转向点的随潮移动规律 4.3.3流速转向点的季节性变化过程 4.3.4转向点位置和数量的理论分析 4.3.5长江感潮河段潮流界的多时间尺度变化分析 4.4感潮河段水动力过程对水库运行的响应 4.4.1水库蓄水影响下的分潮振幅变化 4.4.2水库运行影响下的流速转向过程变化 4.5本章小结 参考文献 第5章长江感潮河段泥沙输运特征与地貌演变 5.1数据资料与基本方法 5.1.1长江感潮河段泥沙数学模型 5.1.2长江感潮河段数字高程模型建立及分析方法 5.1.3感潮河段地貌演变概化数学模型 5.2感潮河段年内悬沙浓度分布对水库运行的响应 5.2.1感潮河段年内悬沙浓度随潮变化分析 5.2.2水库运行前后大通站入海水沙条件变化情况 5.2.3水库运行前后感潮河段悬沙浓度变化 5.3感潮河段年代际泥沙收支平衡与地形演变 5.3.1长江感潮河段年代际泥沙收支平衡计算 5.3.2河道地貌年代际变化综合分析 5.3.3长江感潮河段年代际地貌变化原因分析 5.3.4全球感潮河段对比分析 5.4来沙减少和海平面上升作用下感潮河段长期地形演变 5.4.1来沙减少对感潮河段地貌的长期影响 5.4.2海平面上升对感潮河段地貌的长期影响 5.4.3潮汐幅值、径流、粒径及输沙公式敏感性分析 5.4.4一维感潮河段的平衡态过渡机理 5.4.5长江口实际地貌演变模拟与分析 5.4.6模型局限分析 5.5本章小结 参考文献 第6章结语 6.1主要结论 6.2启示与展望 內容試閱： 长江是我国第一大河，流域广阔、水系发达，在我国经济社会发展格局中具有重要的战略地位。近20年来，随着流域内诸多大型水库及水库群的相继建成和运行，河流径流与悬沙浓度等基本的水沙环境条件发生了显著的改变。大型水库等人类活动影响下长江水沙环境的变化是一个综合性问题，其中包括河流水流输运作用的改变、悬沙特征的变化以及河口感潮河段的径流潮汐相互作用、泥沙运动、动力地貌等重要过程的调整，而全球气候变化进一步增加了这一问题的复杂性。水沙环境是影响水生生态环境的重要条件，影响甚至决定着河流的基础理化指标、生物化学过程、水生动植物的生长繁衍，对整个河流生态系统起着重要的调控作用。自2010年以来，三峡工程已按正常蓄水位运行了10余年，上游金沙江梯级水库也陆续投入运行，基于运行过程中的实际情况，针对水沙环境等基础问题进行深入研究是科学保护长江和优化水库调控的重要前提。本书基于长序列水沙实测数据，结合理论分析、模型开发、数值模拟等手段系统性地研究了长江干流从三峡水库到河口感潮河段的水动力过程、悬沙变化特征、响应机理及其发展趋势。研究成果可以丰富和发展人类活动影响对河流水库河口系统的水、沙演变规律的认识，同时为长江大保护、长江经济带发展、长三角一体化等国家战略的实施提供重要的科技支撑。本书是在系列项目科研成果的基础上总结提炼而成的，全书共分6章，各章主要内容简述如下： 第1章绪论，主要介绍了本书的研究背景，简述了长江流域与流域内大型水库修建状况，综述分析了国内外相关研究现状与不足，最后提出了本书主要的研究内容。 第2章三峡水库运行对长江干流水体输运时间的影响，建立了长江干流水动力和水龄模型，模拟量化了干流水体输运的时间尺度，评估分析了三峡水库的影响。 第3章水库影响下长江干流悬沙浓度变化分析，基于实测水沙资料重构和半经验半理论分析方法，揭示了长江干流悬沙浓度系统性时空变化特征，建立了干流悬沙浓度预测模型，揭示了未来两湖和长江干流悬沙交换关系及入海悬沙浓度的变化趋势。 第4章长江感潮河段水动力过程及其对水库运行的响应，基于数学模型计算和理论分析，揭示了长江感潮河段季节性分潮传播和流速转向点的多时空尺度变化规律，评估了水库调蓄影响下河道潮波传播和潮流转向的变化特征。 第5章长江感潮河段泥沙输运特征与地貌演变，探讨了长江感潮河段多时间尺度下的泥沙动力特征与地貌演变机制，分析了水库运行对感潮河段泥沙动力地貌的影响，可为感潮河段当前的河道保护治理和中长期规划提供参考。 第6章结语，总结了本书的主要结论，提出了对未来研究的展望。 本书第1章由孙健、张帆一、袁冰、林斌良、萧子钧撰写，第2章由孙健、萧子钧、袁冰撰写，第3章由张帆一、孙健、林斌良撰写，第4章由张帆一、孙健、林斌良撰写，第5章由袁冰、张帆一、孙健撰写，第6章由袁冰、孙健、张帆一、林斌良撰写。全书由孙健、张帆一统稿。 本书成果得到了国家重点研发计划项目课题“大型水库影响下河流水文泥沙动力过程与水沙输运通量变化”(2016YFA0600901)、政府间国际科技创新合作重点专项“应对转型中的河口三角洲”(2016YFE0133700)、水利部推广应用项目“长江中下游冲刷条件下沿江重大涉水工程叠加影响与对策”（Sq221001）、南京水利科学研究院基本科研业务费专项资金青年基金项目“近期长江感潮河段潮波传播特征变化研究”(Y221003)的资助，在此表示诚挚的感谢! 本书编写过程中，得到了武汉大学张小峰教授、夏军强教授，中国海洋大学杨作升教授、王厚杰教授，华东师范大学杨世伦教授、何青教授，南京水利科学研究院夏云峰教高、闻云呈教高的支持和指导，在研究成果评审过程中专家提出了很多有价值的建议，在此一并表示感谢! 限于编写人员的水平，书中疏漏和不妥之处敬请指正。 作者 2022年8月于北京

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