黃河水沙數學模擬系統建設與應用（簡體書）

《黃河水沙數學模擬系統建設與應用》是近年來黃河數學模擬系統建設成果的系統總結，反映了黃河水沙數學模型建設與應用方面所取得的新進展。
全書共分四篇十三章，內容主要包括黃河數學模擬系統建設規劃、系統支撐平臺建設、水沙基本理論與模型庫建設、高性能計算平臺建設及應用、模型標準體系建設以及黃河數學模擬系統在黃河治理開發中的生產應用。《黃河水沙數學模擬系統建設與應用》附有大量的圖表、數據和實例。
《黃河水沙數學模擬系統建設與應用》可作為水利工程、環境水利等專業的科研和教學人員以及相關專業管理人員的參考用書。

前言
規劃篇
第1章 黃河數學模擬系統建設規劃
1.1 數學模擬系統建設的必要性和可行性
1.2 數學模型資源現狀分析
1.3 模擬系統建設需求分析
1.4 建設目標、任務及原則
1.5 數學模擬系統的總體架構
1.6 業務應用數學模型建設
1.7 技術支撐體系建設
1.8 管理保障體系建設
1.9 建設計劃
1.10 作用與效益

建設篇
第2章 系統支撐平臺建設
2.1 基于GIS的系統集成方法
2.2 前處理構件
2.3 後處理構件
2.4 數據支持平臺
2.5 水沙輸移模型組件
第3章 水沙基本理論與模型庫建設
3.1 平面二維水流泥沙輸移模型
3.2 一維非恒定水流－泥沙－水質模型
3.3 水庫一維恒定流水沙模型
3.4 水庫三維紊流泥沙數學模型
3.5 水庫群聯合防洪調度模型
3.6 平面二維潮流輸沙模型
第4章 高性能計算平臺建設及應用
4.1 高性能計算的發展和應用
4.2 高性能計算平臺方案設計
4.3 黃河數學模型并行化算法研究
4.4 高性能計算應用成果
第5章 模型標準體系建設
5.1 水沙動力學評價
5.2 黃河數學模型研發導則
5.3 黃河數學模型評價辦法

應用篇
第6章 面向黃河防洪調度系統的模型集成
6.1 黃河防洪調度系統概述
6.2 黃河防洪調度系統功能結構
6.3 泥沙數學模型與調度耦合接口
6.4 模型聯合測試
第7章 模型應用之防洪風險圖編制
7.1 項目概況
7.2 黃河灘區概況
7.3 基礎資料的收集
7.4 洪水風險分析
7.5 灘區洪水風險評估
7.6 小結
第8章 模型應用之水庫運用方式研究
8.1 小浪底水庫運用方式研究
8.2 三門峽水庫運用方式研究
第9章 模型應用之黃河調水調沙試驗與生產運行
9.1 概述
9.2 小浪底水庫跟蹤計算
9.3 黃河下游河道跟蹤計算
第10章 模型應用之小北干流放淤試驗
10.1 項目背景
10.2 引水渠輸水輸沙效果計算分析
10.3 淤區計算方案及結果分析
第11章 模型應用之河道整治方案研究
11.1 整治流量下白鶴－伊洛河口河段河道整治工程的適應性研究
11.2 黃河下游柳園口河段河道整治工程對河勢調控的模擬計算
第12章 模型應用之涉河建筑物防洪評價
12.1 背景概況
12.2 橋群防洪影響評價應用
12.3 橋群防凌影響評價應用
……
結論與展望篇

由于黃河河道邊界條件及河床沖淤演變規律的復雜性，枯水期不同量級水流所表現出的演進過程及傳播時間有明顯的區別。同時，因兩岸沿程引水量較多，加之灘區引水和自然蒸發滲漏等因素造成的耗水影響，在相同來流情況下，不同的引水方案所導致的河道水流的演進傳播過程也存在顯著差異，因此需要進行不同方案枯水演進計算，模擬黃河龍羊峽以下黃河干流未來一段時間小流量演進過程，實現兩岸引水優化方案選擇，保證功能性不斷流。
為滿足水量水質統一調度和突發性事件情況下水量的應急調度，需要開展突發性水污染事故和常規排污情形下污染物遷移轉化過程預測，模擬提供水量調度期龍羊峽、劉家峽、萬家寨、三門峽、小浪底等水庫及其下游河道水質變化過程和重點引水河段的水質空間分布。
1.3.1.3 水資源保護
水資源保護業務的主要流程為納污能力分析一水質信息采集一水質分析評價一水體污染監督一水體污染稽查一信息發布等（見圖1-3.3）。近期需要完善污染事件模擬手段和水質過程模擬評價精度，全面提升水資源保護監督管理水平，增強應急響應能力，相應模型需求主要表現在水環境評價、水質評價和污染事故預警預報等方面。
為了增強水資源保護應急響應能力，需要在加強監測基礎上，建立污染事故水污染預警預報系統。模擬提供蘭州河段、寧蒙河段、龍三河段、小花河段特征污染物到達下游環境敏感目標的時間、污染團經歷過程和污染物濃度值等。預警預報重點污染物：蘭州河段為石油類，寧蒙河段為造紙化工企業超標污水排放和高強度農灌退水有機污染質，龍三河段為渭河、汾河匯入的高濃度有機物污染質，小花間河段為伊洛河匯人的重金屬、石油類、苯系物等。
……