河流數(shù)學(xué)模型是研究河道、湖泊等地表水流系統(tǒng)中水流、物質(zhì)輸運(yùn)、水質(zhì)變化、河床演變等的常用手段。作者針對工程應(yīng)用最廣的雷諾時均控制方程河流數(shù)學(xué)模型及其技術(shù)瓶頸，開展系統(tǒng)性研究并在理論與方法上取得突破。全書先后介紹所取得的一維、二維、三維、多維耦合河流數(shù)學(xué)模型理論與方法，全面覆蓋了水動力計算、物質(zhì)輸運(yùn)模擬等內(nèi)容。本書集全面性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性于一體，形成了一個跨越多個空間維度的大時空河流數(shù)值模擬理論與方法體系，在內(nèi)容上由淺入深，先通過低維模型引出概念、方法與計算流程，再借用中高維度模型深入介紹計算理論，

《變化環(huán)境下黃河動態(tài)高效輸沙模式研究》在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃課題“變化環(huán)境下黃河動態(tài)高效輸沙模式”（2017YFC0404402）資助下，以黃河下游洪水高效輸沙和中游水庫群塑造高效輸沙水沙過程為研究重點(diǎn)，采用歷史情況分析、理論推導(dǎo)、物理模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬計算等手段，研究揭示變化環(huán)境下黃河河道高效輸沙機(jī)理，分析高效輸沙洪水的水沙閾值；明晰多庫聯(lián)動的出庫水沙過程與入庫水沙條件、庫區(qū)邊界條件和庫水位的復(fù)雜響應(yīng)關(guān)系，創(chuàng)建高效輸沙水沙過程塑造技術(shù)；研究適應(yīng)未來水沙情勢的泥沙多年調(diào)節(jié)方法和相應(yīng)水庫運(yùn)用方式，創(chuàng)新

本書系統(tǒng)闡述河流泥沙運(yùn)動學(xué)的經(jīng)典理論，重點(diǎn)介紹泥沙的沉降速度，起動規(guī)律，底沙運(yùn)動的尺度分析、水動力學(xué)分析和統(tǒng)計分析，懸沙的擴(kuò)散理論、重力理論、巴連布拉特理論、弗朗克里理論以及有代表性的挾沙能力公式和含沙量沿程變化規(guī)律，各公式均有詳細(xì)推導(dǎo)過程，并附有例題以便對照學(xué)習(xí)。

本書根據(jù)國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目“黃河流域水沙變化機(jī)理與趨勢預(yù)測”的研究成果系統(tǒng)總結(jié)而成。全書以黃河流域坡面-溝道-流域-區(qū)域等多尺度與林草-梯田-淤地壩-水庫等多措施耦合為研究對象，基于數(shù)據(jù)與平臺—過程與機(jī)理—模型與預(yù)測—評價與對策等全鏈條設(shè)計，圍繞強(qiáng)人類活動影響下的黃河流域水沙變化機(jī)理與未來發(fā)展趨勢中的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)開展研究，揭示近百年黃河水沙演變規(guī)律，辨識流域水沙變化多因素耦合驅(qū)動機(jī)制及貢獻(xiàn)率，研發(fā)多因子耦合驅(qū)動的流域分布式水循環(huán)模型與流域泥沙動力學(xué)過程模型，構(gòu)建流域水沙變化趨勢集合評估技

本書主要闡述小浪底水沙動態(tài)調(diào)控對黃河下游河流系統(tǒng)的影響：結(jié)合遙感、數(shù)理統(tǒng)計與數(shù)值模擬，系統(tǒng)分析下游河道演變、河道及河口環(huán)境生態(tài)對水沙動態(tài)調(diào)控的響應(yīng)機(jī)理；針對下游河道，揭示水沙動態(tài)調(diào)控對河道河勢演變的多時空尺度影響機(jī)理，定量評估河道環(huán)境、典型物種群落對水沙調(diào)控的響應(yīng)規(guī)律，以及灘區(qū)環(huán)境及土地利用的變化；針對河口及三角洲區(qū)域，揭示河口水環(huán)境水生態(tài)對水沙動態(tài)調(diào)控的響應(yīng)機(jī)理，模擬水沙調(diào)控對河口及鄰近海域水沙條件、營養(yǎng)物質(zhì)、生態(tài)環(huán)境的影響。同時，綜合考慮下游防洪安全、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)健康多方面的用水需求，

平原河網(wǎng)地區(qū)因地勢低洼、河道比降平緩、縱橫交錯、水體流動性差等自然稟賦以及強(qiáng)人類活動的影響，水資源、水災(zāi)害、水環(huán)境、水生態(tài)等問題十分突出。《平原河流動力學(xué)及水力調(diào)控》在綜合分析平原河流特點(diǎn)和水安全問題的基礎(chǔ)上，發(fā)展和完善了平原河流動力學(xué)理論，厘清了床面界面以及河道灘槽、交匯河道物質(zhì)輸移規(guī)律；創(chuàng)新性地提出了弱動力平原河網(wǎng)區(qū)水動力重構(gòu)理論和多目標(biāo)水力調(diào)控技術(shù)，以平原區(qū)閘、泵等水工程體系為手段，重構(gòu)水力要素與目標(biāo)需求時空協(xié)調(diào)的水動力格局，滿足河網(wǎng)地區(qū)復(fù)合水問題統(tǒng)籌治理的需求�！镀皆�河流動力學(xué)及水力調(diào)控

本書以三峽工程運(yùn)行后長江中游河段為主要研究對象，通過實(shí)測資料分析和數(shù)值模擬等手段，研究新水沙條件下長江中游的河床演變特點(diǎn)，并提出強(qiáng)人類活動影響下水沙輸移與河床變形的數(shù)值模擬技術(shù)。本書主要研究內(nèi)容：分析長江中游不同河型河段在多邊界因素共同影響下的河床調(diào)整特點(diǎn)；提出適用于長江中游的動床阻力、水流挾沙力及非均勻懸沙恢復(fù)飽和系數(shù)計算方法；研發(fā)考慮大規(guī)模河道整治工程影響的一、二維水沙數(shù)學(xué)模型。