本书在国家重点基础研究发展计划（973计划）课题“沙漠宽谷河道水沙关系变化及驱动机理”（2011CB403303）等多项科技计划资助下，遵循“信息平台构建—变化过程辨识—驱动机理揭示—响应效果评价”的研究思路，通过数值模拟反演、实体模型控制试验、野外定位观测、理论推演和非线性分析等多种研究手段，研发水沙变化趋势评估技术，分析沙漠宽谷河流水沙关系变化时空特征，辨识水利工程对水沙过程调控机制，解析水沙关系对河床演变的响应关系，揭示多因子对水沙关系变异的驱动机理，定量评价气候变化、下垫面变迁、大型水利工程运行和河床调整等对水沙变化的贡献率，在沙漠宽谷段水沙变化驱动机理及多因子作用贡献率等方面取得了系统认识，为满足黄河上游防洪防凌安全、大型水利工程布局的重大需求提供了科技支撑。
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目录
第1章 绪论 1
1.1 黄河沙漠宽谷河道概况 1
1.2 黄河沙漠宽谷段水沙特点 8
1.3 研究目的？意义及任务来源 13
1.4 研究内容及技术路线 15
1.5 本书结构 19
参考文献 19
第2章 黄河沙漠宽谷河流水沙关系变化时空特征 20
2.1 水沙变化表征的指标体系 20
2.2 水沙变化趋势与变点辨识 22
2.3 水沙关系变化规律分析 45
2.4 水沙变化周期规律分析 55
2.5 水沙变化时空特征分析 65
2.6 泥沙级配变化特征及粗泥沙临界粒径 73
2.7 小结 83
参考文献 85
第3章 黄河上游大型水库运用对水沙过程变异的影响 87
3.1 黄河上游大型水库运用概况及水库调控参数分析 87
3.2 黄河上游大型水库进出库水沙参数分异特征 97
3.3 水库运用对出库还原径流泥沙序列周期的影响 117
3.4 水库运用对河道水沙过程的调控作用机制 123
3.5 水库运用对水沙关系的调控机制及其贡献率 131
3.6 小结 141
参考文献 141
第4章 黄河上游大型灌区引水对水沙过程变异影响 143
4.1 灌区基本概况 143
4.2 黄河上游大型灌区引水退水变化过程 152
4.3 宁蒙引黄灌区引退水关系 167
4.4 基于GIS 的大型灌区引水循环模型 173
4.5 黄河干流水沙输移与灌区引水循环双过程耦合模型 205
4.6 大型灌区引水对干流水沙关系变化的影响及其贡献率 233
4.7 小结 241
参考文献 242
第5章 沙漠宽谷河道水沙关系对河床演变的响应机制 243
5.1 沙漠宽谷段河床演变基本特征 243
5.2 水沙关系对河床演变响应试验研究 253
5.3 水沙关系对河床演变响应的动力模型 268
5.4 河床演变元胞自动机模型及对水沙变化影响的模拟研究 276
5.5 多过程河床演变对水沙关系的调控机制 282
5.6 小结 287
参考文献 288
第6章 植被对产流机制的胁迫作用 290
6.1 研究方法与典型流域选择 290
6.2 西柳沟流域暴雨洪水泥沙变化特点 295
6.3 水沙变化对被覆的响应机理 305
6.4 被覆变化对产流机制的胁迫作用及其临界 316
6.5 小结 327
参考文献 328
第7章 沙漠宽谷河段流域下垫面对产沙的影响 329
7.1 研究方法 329
7.2 典型流域下垫面侵蚀产沙基本特征 332
7.3 典型流域泥沙来源 335
7.4 流域水沙变化对下垫面的响应机理 344
7.5 小结 354
参考文献 355
第8章 河道水沙变化对多因子驱动的响应机理 356
8.1 沙漠宽谷段水沙变化驱动因子分析 356
8.2 多因子对水沙关系变化的调控机制 362
8.3 典型流域水沙变化归因分析 364
8.4 典型流域不同治理方案下水沙变化情景模拟 373
8.5 驱动因子对水沙变化的贡献率 394
8.6 小结 398
参考文献 399
第9章 主要认识与需进一步研究的问题 402
9.1 主要成果与认识 402
9.2 主要进展 409
9.3 需进一步研究的问题 411
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