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第1章 中国古代水利实践对泥沙的认识1

1.1 上古治水传说与泥沙1

1.2 古代治水实践对泥沙的认识与处理5

1.2.1 对河流含沙量的认识6

1.2.2 对泥沙来源的认识6

1.2.3 对河道泥沙淤积的认识6

1.2.4 泥沙治理7

1.2.5 泥沙资源利用7

1.2.6 王景治河与分洪放淤8

1.2.7 宋代汴渠清淤与狭河工程10

1.2.8 潘季驯与水力冲沙以及对古今中外的影响12

1.3 我国古代著名的水利工程与泥沙处理23

1.3.1 水库工程27

1.3.2 引水工程35

1.3.3 运河工程46

1.3.4 中国第一座水电站53

参考文献56

第2章 泥沙淤积对水利水电工程的影响57

2.1 泥沙自然属性57

2.2 泥沙淤积对枢纽工程经济效益的影响59

2.2.1 对社会经济的负效益影响59

2.2.2 对水电站和用电部门的经济负效益影响60

2.2.3 对航运事业的正负效益影响60

2.2.4 对水库安全的不利影响60

2.2.5 对水库渗漏的正效益影响61

2.3 淤积对环境的影响61

2.3.1 泥沙淤积对水库上、下游河段环境的影响61

2.3.2 淤积物演变为污染源63

参考文献63

第3章 水利水电工程泥沙问题分类和泥沙设计方案拟定64

3.1 泥沙设计规范的有关规定64

3.2 水库泥沙问题分类65

3.2.1 库容沙量比65

3.2.2 设计基准期69

3.2.3 水库泥沙问题分类标准70

3.3 多沙河流与少沙河流70

3.3.1 模糊的概念70

3.3.2 多沙河流和少沙河流的区分标准71

3.4 水库形态77

3.5 宽浅型河槽与窄深型河槽81

3.6 泥沙设计方案拟定82

3.6.1 分析可能出现的泥沙问题82

3.6.2 拟定泥沙设计方案82

3.6.3 正常蓄水位论证的泥沙工作83

参考文献84

第4章 悬移质86

4.1 泥沙设计规范的有关规定86

4.2 河流输沙87

4.2.1 地表侵蚀与泥沙输移87

4.2.2 中国地表侵蚀量和河流输沙量89

4.3 河流沙量发展趋势分析92

4.3.1 沙量变化趋势分析方法92

4.3.2 沙量变化分析95

4.4 入库悬移质输沙量97

4.4.1 分析工程控制流域泥沙来源和河流输沙特性97

4.4.2 确定入库悬移质输沙量98

4.4.3 悬移质颗粒级配计算102

4.4.4 悬移质矿物成分分析103

4.4.5 沉速计算105

参考文献105

第5章 推移质107

5.1 泥沙设计规范的有关规定107

5.2 推移质研究与定量107

5.2.1 推移质的来源和输沙特性108

5.2.2 推移质定量方法和可靠度113

5.3 床沙取样115

5.3.1 取样目的和执行标准115

5.3.2 取样断面选择116

5.3.3 体积法取样119

5.3.4 表层取样122

5.3.5 卵石床沙颗粒形态的基本性质125

5.4 推移质输沙率公式127

5.4.1 计算的已知条件和步骤127

5.4.2 推移质起动公式和起动粒径计算128

5.4.3 推移质输沙率公式130

5.4.4 全断面推移质输沙量计算135

5.5 推悬比估算推移质输沙量136

5.5.1 国内经验关系136

5.5.2 国外经验136

5.6 推移质输沙试验137

5.6.1 推移质输沙试验原理和相似准则137

5.6.2 试验设备和试验138

5.6.3 试验步骤和注意事项139

5.6.4 试验资料整理和天然河道输沙量计算140

参考文献146

第6章 水库泥沙调度方式147

6.1 泥沙设计规范的有关规定147

6.2 解决水库泥沙问题的途径147

6.2.1 水库泥沙问题的由来147

6.2.2 解决泥沙淤积的途径148

6.3 水库泥沙调度149

6.3.1 调度水库运行水位排沙减淤149

6.3.2 设置排沙水位降水排沙150

6.3.3 设置调沙库容不连续排沙151

6.3.4 异重流排沙152

6.3.5 水库泥沙调度方式和要求153

参考文献154

第7章 水库淤积计算155

7.1 泥沙设计规范的有关规定155

7.2 水库淤积预测方法及数值模拟数学模型156

7.2.1 泥沙冲淤计算方法及发展过程156

7.2.2 泥沙冲淤计算数值模拟数学模型简介157

7.3 水库断面布设158

7.3.1 地形法158

7.3.2 断面法159

7.4 糙率、造床流量、泥沙干密度162

7.4.1 糙率162

7.4.2 造床流量168

7.4.3 泥沙干密度168

7.5 水库回水曲线计算169

7.5.1 计算公式169

7.5.2 计算条件175

7.6 悬移质出库率计算176

7.6.1 出库率与拦沙率176

7.6.2 韩其为拦沙率、排沙比公式177

7.6.3 拦沙率和排沙比曲线179

7.6.4 各家排沙比曲线分析比较184

7.6.5 进出库流量不等的排沙比曲线185

7.7 平衡比降法计算水库最大淤积量187

7.7.1 水库淤积平衡与比降187

7.7.2 公式联解187

7.7.3 经验公式192

7.7.4 类比法192

7.7.5 平衡比降法水库淤积计算193

7.8 水库淤积分布计算194

7.8.1 面积减少法原理和计算曲线194

7.8.2 计算实例199

7.9 形态法淤积计算201

7.9.1 水库淤积形态与判别201

7.9.2 三角洲简化淤积计算204

7.9.3 三角洲法泥沙淤积计算数学模型207

7.9.4 锥体淤积计算208

7.10 溯源冲刷计算209

7.10.1 敞泄排沙209

7.10.2 溯源冲刷基本特点210

7.10.3 推移质溯源冲刷计算211

7.10.4 悬移质溯源冲刷计算215

7.11 水库异重流217

7.11.1 异重流现象和成因217

7.11.2 异重流运动219

7.11.3 水库异重流计算223

7.11.4 异重流排沙设施226

7.12 引水含沙量计算227

7.12.1 引水月平均含沙量计算227

7.12.2 非汛期引水含沙量228

7.12.3 汛期引水含沙量计算228

7.12.4 多年平均年引水含沙量计算230

参考文献231

第8章 枢纽防沙设计233

8.1 泥沙设计规范的有关规定233

8.2 枢纽引水防沙、排沙设置233

8.2.1 取水口类型234

8.2.2 枢纽防沙与水库泥沙调度方式237

8.2.3 引水建筑物的泥沙磨蚀损坏与抗磨保护237

8.2.4 水轮机的磨损与抗磨保护238

8.2.5 引水防沙的工程措施240

8.3 取水口位置选择240

8.3.1 挡水建筑物和取水口选择原则240

8.3.2 凹岸正向引水侧向排沙241

8.3.3 凸岸引水242

8.4 闸式和低坝枢纽引水防沙设计245

8.4.1 防沙设计基本原则245

8.4.2 第一道防线245

8.4.3 第二道和第三道防线251

8.5 沉沙池252

8.5.1 沉沙池的设置条件及泥沙沉降设计标准252

8.5.2 条渠沉沙池253

8.5.3 冲洗式沉沙池254

8.5.4 排沙漏斗255

8.6 双坝双库式引水排沙和抽水蓄能电站防沙排沙设施259

8.6.1 双坝双库式引水排沙259

8.6.2 抽水蓄能电站防沙排沙设施259

8.7 高坝取水口排沙设计260

8.7.1 排沙洞位置选择261

8.7.2 冲刷漏斗坡度的确定方法262

参考文献266

第9章 枢纽下游河道变形预测和水库泥沙观测规划268

9.1 泥沙设计规范的有关规定268

9.2 枢纽下游河道变形预测268

9.2.1 枢纽下游河道变形规律268

9.2.2 枢纽下游河道变形计算271

9.2.3 下游河床变形冲淤量估算273

9.2.4 下游河床冲刷极限状态计算274

9.3 水库泥沙观测规划275

9.3.1 水库泥沙观测目的275

9.3.2 水库泥沙观测设计275

参考文献278

附录A 水电水利工程泥沙设计规范279

附录B 水电水利工程泥沙设计大纲和报告编写286

附录C 泥沙物理量、术语及有关规定294

附录D 泥沙设计常用物理量和单位名称符号表300

附录E 重要论文311

长江上游床沙变化和卵砾石推移质输移研究311

长江中下游床沙组成垂直变化成因分析328

水库泥沙调度——控制泥沙淤积的主要措施335

溪洛渡水电站对三峡工程的减沙效益研究342

三门峡杂谈——回顾三门峡截流50年来的风风雨雨351