水流泥沙运动基本规律(精)
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品牌: 黄才安
基本信息·出版社：海军出版社
·页码：162 页
·出版日期：2004年
·ISBN：7502761810
·条形码：9787502761813
·包装版本：1版
·装帧：精装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介本书以固体颗粒在水流中的运动规律为主线，系统地研究了冲积河流泥沙运动的基本规律。主要内容包括：建立泥沙运动数据库；研究垂线平均含沙量两种表达方式的比较，冲泻质与床沙质的区分，泥沙的起动问题，泥沙运动状态的划分问题，挟沙水流的流速分布，挟沙水流的泥沙浓度分布等泥沙运动力学基本概念；以水流强度指标为主线研究全沙输沙强度的计算；从能量的角度研究冲积河流动床阻力问题；研究人工神经网络在泥沙研究中的运用，并对各种泥沙输沙公式和动床阻力公式进行比较。
本书中涉及的内容均为作者在泥沙运动力学领域多年的研究成果，可供与泥沙研究有关的水利水电工程、交通航运工程、农业水土工程、港口海岸工程等专业的研究生、科研人员和工程技术人员参考。
作者简介黄才安，男，汉族，江苏江都人，1966年生，1988年7月毕业于河海大学港口与航道工程专业，1991年7月于南京水利科学研究院获水力学及河流动力学专业硕士学位，1991年8月至今在扬州大学水利科学与工程学院任教，1999年6月任副教授，1998年1月至1999年1月在美国垦务局（U.S.Bureau of Reclamation）进修河流泥沙工程，2004年4月在职获河海大学港口、海岸及近海工程专业博士学位。
现主要从事水力学及河流动力学、河口海岸动力学方面的教学与科研工作，先后在国内外学术刊物上发表论文50多篇，参加或主持包含国家自然科学基金在内的科研项目20多项。曾于1994年和1996年连续两次获“江苏省普通高校优秀青年骨干教师”称号，于1999年1月被美国垦务局授予“成就奖”（Certificate Of Accomplishment）。现为江苏省水利学会水力学专业委员会委员，江苏省水力发电学会水工水力学专业委员会委员。
目录
第1章绪论
1. 1泥沙运动规律研究的意义
1. 2泥沙运动规律研究的现状及本书目的
1. 3本书的主要研究内容
参考文献
第2章泥沙运动数据库的建立
2. 1概述
2. 2水槽和天然河道输沙资料的收集
2. 3泥沙运动数据库的整理与汇编
2. 4资料的筛选
2. 5水槽的侧壁校正
2. 6本章小结
参考文献
第3章水流泥沙运动几个基本问题的研究
3. 1垂线平均含沙量两种表达方法的比较
3. 2冲泻质与床沙质的区分
3. 3泥沙的起动单位水流功率
3. 4泥沙运动状态的划分问题
3. 5挟沙水流的流速分布
3. 6挟沙水流的泥沙浓度分布
3. 7本章小结
参考文献
第4章泥沙输沙强度研究
4. 1概述
4. 2泥沙输沙强度研究综述
4. 3统一的水流强度指标形式
4. 4不同水流强度指标与泥沙输移强度关系的比较
4. 5水流功率理论的进一步探讨
4. 6统一形式的泥沙输移强度计算公式
4. 7公式的率定与验证
4. 8公式的分析与讨论
4. 9本章小结
参考文献
第5章动床阻力研究
5. 1概述
5. 2动床阻力研究综述
5. 3沙粒阻力的研究
5. 4仅含推移质泥沙时泥沙附加阻力的研究
5. 5同时含推移质和悬移质泥沙时泥沙附加阻力的研究
5. 6沙波阻力及总阻力的合成
5. 7综合阻力的研究
5. 8本章小结
参考文献
第6章泥沙运动的人工神经网络方法
6. 1概述
6. 2人工神经模型的基本原理
6. 3关于BP模型的讨论
6. 4泥沙输移强度计算的人工神经网络模型
6. 5动床阻力计算的人工神经网络模型
6. 6本章小结
参考文献
第7章泥沙输移强度计算方法的比较研究
7. 1概述
7. 2用于比较的泥沙输移强度计算方法选择
7. 3总精度比较
7. 4适用范围比较
7. 5敏感性分析
7. 6本章小结
参考文献
第8章动床阻力计算方法的比较研究
8. 1概述
8. 2用于比较的动床阻力计算方法选择
8. 3总精度比较
8. 4适用范围比较
8. 5敏感性分析
8. 6本章小结
参考文献
第9章 主要结论与研究展望
9. 1主要结论
9. 2泥沙运动研究展望
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序言我国河流众多，流域面积大于100km2的有5万多条，流域面积在1000 km2以上的河流有1500多条。全国水力资源丰富，正常年径流量达27100×108m3，水能蕴藏量为5.8 kW。在我国的江河治理中，河流泥沙问题十分突出。大江大河流域内水土流失严重，造成大量泥沙输入河道，加剧了江河整治的复杂性，并带来严重危害。根据20世纪80年代初期统计，全国水土流失面积为120×104km2，占全国国土面积的12.5％，其中七大江河（黄河、长江、海河、淮河、辽河、松花江、珠江）水土流失面积占总流失面积的85.8％。黄河是世界上泥沙最多的大河，多年平均年输沙量达16×108t之多。黄河中游的黄土高原丘陵沟壑区，平均每年侵蚀模数可达10000t／（km2·a）。长江宜昌站平均年输沙量为5.3×108t，仅次于黄河而居我国河流输沙的第二位。
泥沙既是丰富的资源，也能成为致灾因子。随着人口的增加，经济的发展，环境的变异，温室效应等影响，由泥沙为致灾因子直接或间接引发的灾害（主要是地质灾害和洪水灾害）愈来愈为人们所重视。我国是一个多山的国家，2／3为山地，加之人类活动的影响，因滑坡、泥石流和崩塌形成的泥沙灾害相当严重。据不完全统计，每年发生的滑坡数以万计，有泥石流沟10000多条，受到威胁的有70多座城市和460多个县城。正确地认识泥沙与泥沙灾害的类型及其成因机制，对维持区域经济持续发展具有十分重要的意义。
泥沙运动力学的研究对象是水流中的泥沙，研究内容主要有两个方面，一是泥沙在水流中的输移过程和挟沙水流的运动规律，二是在水流和泥沙的作用下冲积河流形态的变化规律。泥沙运动力学的研究关系到防洪、水库淤积、灌溉渠系淤积、港湾河口淤积、环境、工业管道输送等一系列的问题，是水利、水电、交通、环保等领域的重要研究课题。在我国，由于存在众多河流海岸的泥沙问题，特别是诸如黄河这样的高含沙河流，给经济建设和人民生活带来了一系列问题，因此对泥沙运动理论的研究尤为迫切。
人类为了发展生产，从很早的时候起，便不断与江河进行斗争，在长期的斗争中，逐渐积累了泥沙运动学方面的知识，而且人们以H.Rouse于1938年关于泥沙紊动扩散理论的名著在第五次国际应用力学讨论会会刊发表，作为泥沙运动学脱离母体，形成一门独立科学的标志。所以，泥沙运动学以一种专门的学科问世，为时不过半个多世纪。虽然泥沙运动力学已形成了一些比较成熟的理论，但是至今仍有许多问题尚未得到完全解决。
本书利用大量的水槽和天然河道实测输沙资料，研究了泥沙运动力学的一些基本问题，特别是输沙强度计算和动床阻力预测这两个核心问题，提出了作者自己的一些独特见解和计算方法，澄清了一些泥沙运动的基本概念，对推动泥沙运动力学的研究，促进我国泥沙事业的发展有一定的理论和实践意义。
文摘第1章绪论
1. 1泥沙运动规律研究的意义
我国河流众多，流域面积在1000km2以上的河流就有1500多条。但在不少河流上，由于水土流失严重，自流域内冲刷外移的大量泥沙，通过小溪山涧，汇集于江河。挟带泥沙的河道水流属于两相流，与清水河流（单相流）相比，具有迥然不同的特色。这样的河道水流给经济建设和人民生活带来了一系列的问题，其中主要包括下面几个方面：
（1）防洪问题。我国北方地区河流的洪水多由暴雨造成，暴涨猛落，河槽来不及宣泄，一旦决口，数千里原野尽成泽国。洪水的泛滥成灾又与上游来沙过多并在河床大量淤积有关，一则河床日益抬高，行洪能力降低，一遇非常洪水，就有满堤溃决的危险；二则河身宽浅，主流迁徙无常，洪水一旦顶冲大堤，又有引起破堤冲决的可能。
（2）水库淤积问题。在流域中上游修建水库，调节洪水，蓄水灌溉，并利用落差发电，可以起到综合利用的效果。但是，水库在蓄水的同时，也拦蓄了水流中所挟带的泥沙，库容因此不断减小，日久终致湮废失效。水库淤积范围实际上还远远不止建库初期蓄水所及地区，由于淤积上延，水库面积还会不断扩大，使更多的上游河谷受到淹没及浸没影响。
（3）灌溉渠系淤积问题。扩大灌溉面积是保证农业增产的主要措施之一。我国北方气候比较干旱，灌溉需要更为迫切，但是，也正是在这些地区，河流的含沙量一般较高，在引水灌溉的同时，也引进了大量泥沙。华北大平原本是黄河的冲积三角洲，地面比较平坦，渠道设计要受到坡度限制，挟沙能力一般不可能很大，渠系淤积是一个严重的问题。
（4）港湾河口淤积问题。河流注入海洋以后，泥沙迅速沉淀。一遇大风高浪，滨海浅滩上的泥沙受到扰动，被举悬浮水中，在潮流、海流及沿岸流的作用下，又被带到远离河口的地区，引起港湾河口的淤积，给航运排涝造成困难。
（5）环境问题。人类对资源开发利用的不当，会导致生态环境的失调、恶化与破坏，它主要可分为水土流失与环境污染两大类。水土流失或土壤侵蚀是影响人类生态环境的重大问题，而水土流失的发生、发展与控制，与维护生态系统的良性循环关系密切，从而需要对河流输沙规律及防治泥沙灾害的措施进行专门研究。美国《公元2000年全球情况调查报告》的主编G.O.Barney指出：“在环境问题中，空气和水的污染固然是十分重要的，但第一位的问题却是土壤侵蚀，或称水土流失，解决这一问题对发展中国家更为迫切。”
综上所述，由于
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