研究河道冲淤变化的规律,需要掌握河道冲淤的时间、数量、空间分布情况等,其中获得河道冲淤的准确数量是关键。大量的数学模型、实体模型和涉水工程泥沙试验、河道整治、航道整治研究等,均建立在河道实测冲淤变化资料的基础上。因此,河道冲淤量计算对于河道演变及整治研究、河工模型及水沙数学模型构建、水利工程调度等具有重要意义,在工程实践中也具有重要价值。目前,断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法是计算河道实测冲淤量广泛采用的3种方法。但由于实测资料的局限性,对河道地形测量和泥沙测验方法缺乏深入了解及河道泥沙冲淤复杂性等,尚未有系统、统一的认识。而实测河道泥沙冲淤量的准确对水库调度、河道整治、科学试验等至关重要,是急待解决的问题。

本书内容基于大量的实测水沙、地形资料,运用常用的3种方法计算了三峡水库蓄水后三峡坝下游宜昌至监利河段的河床冲淤量。对不同计算方法中影响计算精度的因素进行了研究。针对冲积河流冲淤量计算模式的原理、应用及改进开展深入研究,并对水文测验和河道测量观测布置提出了改进建议。本书内容结合了生产实践中急迫需要解决的问题和学科前沿,并在几个方面取得了进展。一是从计算原理、影响因素、误差分析等方面对不同计算模式进行了探索,并在不同模式计算结果的统一方面得到深入认识,初步澄清了目前生产实践中关于长江中下游冲淤量计算方法和计算成果的争议。二是结合断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法3种模式的原理及其在三峡水库坝下游的应用,对3种模式的精度及影响因素进行了系统的研究,提出了改进措施,对常测固定断面布设提出了切实可行的建议。三是首次对影响网格地形法精度的主要因素进行了深入研究,得到了最优插值方法和网格尺寸取值上限。将分形维数的概念应用于河道形态描述,首次对断面布设、计算模式、河道形态之间的关系进行了研究,为固定断面布设提出了量化指标。

本书引用资料丰富,内容翔实,观点新颖,具有创新性、实用性及针对性等特点。相信本书的出版对当前河道演变分析和模型验证中河道实测冲淤量计算方法的选择、计算结果的运用及水文泥沙观测布置等方面具有一定的推动作用。

中国工程院院士

2016年2月