●章 緒論 1
1.1 水庫水沙調控的有關問題 1
1.1.1 黃河水沙特點 1
1.1.2 黃河中遊水庫概況 5
1.1.3 水沙聯合調度所涉及的範疇 7
1.2 國內外水庫水沙調控發展研究現狀 10
1.2.1 水庫泥沙發展研究現狀 10
1.2.2 水庫優化調度數學模型發展研究現狀 14
1.2.3 水沙聯合調度發展研究現狀 18
1.3 主要研究工作與成果 22
第2章 黃河中下遊來水來沙特性與預測 24
2.1 水庫來水來沙歷史情況特性分析 24
2.2 水文動力繫統分析 28
2.2.1 水文動力繫統分析方法 28
2.2.2 潼關站計算案例 36
2.3 中長期水沙預測分析 36
2.3.1 BP神經網絡對水沙繫列的預測 37
2.3.2 自相關—滑動平均模型ARMA（1，1）對水沙繫列的預測 42
2.3.3 結果分析 43
2.4 汛期洪峰和沙峰的頻率曲線的計算 44
2.4.1 汛期洪峰和沙峰的規律分析 44
2.4.2 汛期洪峰沙峰的頻率曲線的建立 45
2.5 本章小結 48
第3章 高含沙洪水的運動特征分析與“揭河底”機理探討 49
3.1 高含沙洪水的一般特性 49
3.1.1 水文特性 49
3.1.2 河床演變特性 50
3.2 “揭河底”現像概述與基本物理要素分析 52
3.2.1 “揭河底”現像概述 52
3.2.2 “揭河底”表像特征 52
3.2.3 “揭河底”現像基本物理要素分析 53
3.3 “揭河底”現像基本機理分析 54
3.3.1 隨機脈動壓力下河床成塊淤積物起動機理 54
3.3.2 高含沙水流的紊動能量分布 56
3.3.3 低頻大尺度紊動能量增加是發生“揭河底”現像的主要原因 57
3.4 “揭河底”厚度計算分析與驗證 57
3.4.1 單次“揭河底”厚度計算分析 57
3.4.2 場次洪水“揭河底”深度分析判斷 58
3.4.3 歷史資料計算驗證 59
3.5 2003年小北干流河段“揭河底”預測 60
3.5.1 實測各河段河床泥沙分層概況 60
3.5.2 各河段邊界條件界定 62
3.5.3 不同量級洪水“揭河底”可能性分析 62
3.5.4 局部“揭河底”預測計算 65
3.5.5 預測結果分析 66
3.5.6 結論 68
3.6 本章小結 69
第4章 潼關高程的相關分析與庫區泥沙淤積神經網絡快速預測模型 70
4.1 汛期潼關高程與其相關因子的分析 70
4.1.1 汛期潼關高程下降物理成因分析 71
4.1.2 汛期潼關高程回歸模型計算 72
4.1.3 結論 78
4.2 非汛期潼關高程與三門峽水庫運用關繫分析 79
4.2.1 非汛期潼關高程上升原因分析 79
4.2.2 水庫非汛期運用對潼關高程的影響及相關分析 81
4.2.3 合理調整水庫運用指標為降低潼關高程創造有利條件 84
4.2.4 結論 85
4.3 庫區泥沙衝淤量的模糊神經網絡的計算 85
4.3.1 模糊神經網絡對三門峽水庫泥沙衝淤量的計算 86
4.3.2 結論 92
4.4 本章小結 92
第5章 水庫排沙和異重流調度研究 93
5.1 水庫洪水期排沙特征分析 93
5.1.1 泥沙調節特點 93
5.1.2 汛期衝刷規律 93
5.1.3 洪水排沙特性 93
5.2 明流及異重流輸沙特點 96
5.3 回水淤積與異重流淤積特點 98
5.3.1 三角洲淤積的特點 98
5.3.2 帶狀淤積的特點 99
5.3.3 錐體淤積的特點 99
5.4 水庫異重流聯合調度的實例分析 99
5.4.1 小浪底水庫異重流傳播運行時間分析 99
5.4.2 小浪底水庫異重流淤積量分析與估算 100
5.4.3 小浪底水庫異重流條件分析與方案設計 101
5.5 本章小結 108
第6章 水庫汛期渾水發電與優化調度研究 109
6.1 汛期水庫的運用方式 109
6.1.1 問題的提出 109
6.1.2 汛期發電試驗水庫運用的基本原則 109
6.1.3 汛期發電試驗水庫運用的主要指標 111
6.1.4 汛期發電試驗水庫的運用方式 112
6.2 汛期發電效益和影響分析 113
6.2.1 汛期發電效益分析 113
6.2.2 汛期發電的影響分析 119
6.3 基於遺傳算法與神經網絡的水庫優化調度研究 120
6.3.1 遺傳算法 121
6.3.2 基於遺傳算法與神經網絡的水庫多目標優化調度研究 123
6.3.3 水沙聯合多目標調度計算結果分析 127
6.4 本章小結 129
第7章 水沙聯合調度及其對下遊河道的影響研究 131
7.1 黃河調水調沙試驗概述 131
7.1.1 調水調沙試驗緣由 131
7.1.2 黃河調水調沙試驗目標 132
7.1.3 調水調沙試驗調度邊界條件分析 133
7.1.4 調水調沙試驗過程 135
7.2 水沙聯合調度的關鍵技術分析 136
7.2.1 水沙聯合調度的幾種方式 136
7.2.2 水沙聯合調度技術路線 137
7.2.3 四庫水沙聯合調度流程 139
7.2.4 流量對接 140
7.2.5 含沙量對接 140
7.3 洪水過程的模擬和預測 141
7.3.1 洪水特性分析 141
7.3.2 相關繫數的計算 142
7.3.3 BP神經網絡預測模型的建立 145
7.4 水沙聯合調度對下遊河道的影響分析 147
7.4.1 對下遊河道河勢調整、整治工程作用分析 147
7.4.2 下遊河道衝淤效果分析 149
7.4.3 河道行洪能力變化分析 153
7.4.4 第二次調水調沙試驗對下遊河道的影響 160
7.5 水沙聯合調度的綜合評價分析 160
7.5.1 水沙調度結果達到預案要求 160
7.5.2 驗證了調水調沙是治理黃河的有效措施 160
7.5.3 對小浪底水庫異重流形成的影響 161
7.5.4 對下遊河道的影響 161
7.5.5 存在問題及建議 161
7.6 本章小結 163
第8章 黃河調水調沙調度過程與效果總結 164
8.1 調水調沙調度過程 164
8.1.1 首次試驗 164
8.1.2 第二次試驗 166
8.1.3 第三次試驗 167
8.1.4 2005年汛前調水調沙 168
8.1.5 2006年汛前調水調沙 169
8.1.6 2007年汛前調水調沙 170
8.1.7 2007年汛期調水調沙 172
8.1.8 2008年汛前調水調沙 173
8.1.9 2009年汛前調水調沙 174
8.1.10 2010年汛前調水調沙 176
8.1.11 2010年汛期次（7月）調水調沙 177
8.1.12 2010年汛期第二次（8月）調水調沙 178
8.1.13 2011年汛前調水調沙 180
8.1.14 2012年汛前萬家寨、三門峽水庫高水位對接調水調沙 181
8.1.15 2012年汛期次調水調沙（7月23日9 時至29日6時） 182
8.1.16 2012年汛期第二次調水調沙（7月29日6 時至8月6日12時） 182
8.1.17 2013年汛前調水調沙 183
8.1.18 2014年汛前調水調沙 184
8.1.19 2015年汛前調水調沙 186
8.2 調度效果總結 187
第9章 結論 191
參考文獻 195
後記 203
內容簡介
《黃河水沙聯合調度關鍵問題與實踐》在充分總結以往研究成果的基礎上，采用理論和實測資料分析、數學模型計算等多種技術手段，分析了黃河中下遊來水來沙特性，提出了水沙預測方法，分析了高含沙洪水的運動特征，研究了高含沙洪水的“揭河底”機理，建立了水庫泥沙淤積神經網絡快速預測模型，研究了水庫排沙和異重流調度、水庫汛期渾水發電與優化調度、水沙聯合調度及其對下遊河道的影響，給出了調水調沙試驗與生產運行實踐過程，形成了一套理論與實踐緊密結合的成果。
《黃河水沙聯合調度關鍵問題與實踐》研究成果可供從事泥沙運動、水沙調控、水資源利用等方面研究、設計和管理的科技人員及高等院校的有關師生參考。
