前言

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，因此河道的冲淤数量及其分布是科学试验、工程调度和河道演变及整治研究的重要基础资料。目前，断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法则是计算河道实测冲淤量广泛采用的3种方法。因河道实测冲淤量计算涉及的内容十分复杂，影响因素也较多，例如采用水文泥沙资料的准确性、地形测量误差、DEM模型参数选择、河道采砂量准确获取和河床近底输沙特性等，导致在生产实践中，分别采用不同的方法计算的同一河段、同一时段冲淤量往往差别很大，甚至部分河段、部分时段存在冲淤性质相反情况。本书通过对比3种计算方法冲积河流冲淤量计算结果差异大小，分析上述计算方法误差来源及解决方法，评估3种方法适宜性和可靠性，回答相关单位和部门关注的输沙量平衡法与地形法差异问题。

本书在总结分析前人研究成果的基础上，采用实测资料分析与理论研究相结合的方法，根据丰富的水文泥沙观测资料，对断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法3种冲淤量计算模式的精度及其影响因素进行了全面系统的研究。运用上述3种方法，计算了三峡水库蓄水后三峡坝下游宜昌—监利河段的河道冲淤量。对不同计算方法中影响计算精度的主要因素进行了研究。运用非线性分形理论对河床起伏程度与断面代表性关系进行了研究。对水文测验和河道测量观测布置提出了合理性建议。本书共8章，主要内容如下：

第1章阐述了研究河道实测冲淤量计算方法的目的和意义，总结了前人在断面地形法、输沙量平衡法、分形几何理论在水文泥沙方面的研究进展，介绍了本书研究河段、时段及采用的基础资料情况。

第2章根据实测水文泥沙资料，对三峡水库蓄水后长江宜昌—监利河段水沙变化、河道冲淤演变进行了分析和总结。

第3章采用三峡水库蓄水前后宜昌—枝城河段2002年10月和2008年10月1∶10000水道地形图按200m间距切割河道横断面，计算对比了断面地形法梯形和锥体面积法差异，采用断面地形法分不同河型、不同河宽分别计算枯水、平滩、洪水河槽冲淤量，比较相互间差异，确定断面地形法适宜的断面间距。

第4章简述了网格地形克里格插值法、冲淤量计算原理和方法，利用宜昌—枝城河段、枝城—沙市局部河段两测次1：10000地形图，以及虎渡河口门段1：5000地形图，采用不同的大小网格建立河道DEM模型分别进行计算枯水、平滩、洪水河槽冲淤量，比较不同网格大小间差异，并与断面法计算结果比较，建议适宜的网格尺寸大小。

第5章采用输沙量平衡法，采用实测水沙资料、河道采砂调查和巡查暗访资料，长江水利委员会水文局临底悬沙试验研究资料，计算了宜昌—枝城、枝城—沙市和沙市—监利河段实测输沙量、河道采砂估算量、河道崩岸以及因取水而产生的引沙量等。

第6章比较了研究时段内宜昌—枝城河段不同断面间距的断面法、荆江河段常测固定断面与网格地形法差异，以及宜昌—枝城、枝城—沙市和沙市—监利河段输沙量平衡法与地形法差异，分析了断面代表性问题，采用分形几何原理和方法计算了宜昌—枝城河段断面分形维数、宜昌—监利河段床面分形维数，探讨了断面、河床表面起伏度与冲淤量的关系。

第7章从临底悬沙专项试验、日常水文泥沙测验方法和整编、水量不平衡、河道采砂量估算等方面分析了输沙量平衡法误差影响因素，从河道地形测量精度、网格插值方法和网格分辨率等方面评价了网格地形法计算精度，从断面测量度、断面间距大小及其量算等方面研究了断面地形法计算精度问题。

第8章对全书主要结论进行了总结，对今后需要进一步研究的重点问题提出建议。

本书初稿完成于2012年10月，师友多次相荐，3年后终于在笔者工作单位长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局的支持下出版。在本书撰写过程中，武汉大学张小峰教授、长江水利委员会水文局王俊教授级高级工程师给予了悉心指导；清华大学王桂仙教授、长江水利委员会水文局郑亚慧教授级高级工程师审阅了全文，提出了宝贵的修改意见；笔者同事彭严波、郭焕林和李宁波高级工程师在资料整理方面给予了大力支持和帮助。在此，一并表示衷心感谢。

由于作者水平有限，不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

作者

2016年2月