本书针对河流强非平衡态演变过程，建立河床演变时间滞后与空间联动的理论体系，提出考虑时间滞后与空间联动特征的河床演变定性与定量研究方法，包括河床演变阶段模型、滞后响应模型与冲淤重心聚类识别的机器学习方法，将建立的理论与方法应用于国内外受到不同自然与人类扰动的河流，包括受“清水冲刷”影响的长江宜昌至城陵矶河段和黄河下游河段、受20世纪最大规模火山爆发和来沙激增影响的美国图特河、受上游水沙和下游水库运用协同作用的三门峡库区与回水区河道、受上游水沙与下游河口延伸和改道共同影响的黄河口河道等，较好地模拟单一与复杂扰动下河道强非平衡态的长时空演变过程，揭示国内外山区、平原和河口河道的时空演变规律。
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2004.09-2008.07 武汉大学，水利水电学院河流系本科生
2010.09-2011.04 英国诺丁汉大学，联合培养博士生
2008.09-2013.07 清华大学，水利系博士研究生2013.11-2015.11 武汉大学水利水电学院，师资博士后
2015.11-2017.11 武汉大学水利水电学院，讲师
2017.11-2023.11 武汉大学水利水电学院，副教授，硕士生导师
2023.11至今 武汉大学水利水电学院，教授，博士生导师水力学及河流动力学；河床演变1.不同尺度水沙动力学机制及过程模拟，教育部高等学校科技进步二等奖，2014年，排名第8；
2.全国水库淤损情势与泥沙调控技术，中国大坝工程学会科技进步一等奖，2023年，排名第6；1. 英国诺丁汉大学宁波分校 客座教授
2. 国际水文科学协会中国陆地侵蚀分会 青年委员
3. Frontiers in Environment Science Review Editor
目录
第1章 绪论1
1.1 河流的自动调整作用与平衡态1
1.2 河床演变的不同时空尺度 3
1.3 河床演变的滞后响应现象与特征 5
1.3.1 非平衡态河床演变的调整过程与速率 5
1.3.2 河床演变的滞后响应与累积影响8
1.4 河床演变的时间滞后与空间联动现象11
1.4.1 溯源冲淤主导下河床演变的时间滞后与空间联动 11
1.4.2 沿程冲淤主导下河床演变的时间滞后与空间联动 15
1.5 本书的主要内容 17
第2章 河床演变时间滞后与空间联动的理论基础 19
2.1 河床演变滞后响应的理论基础：变率原理 19
2.2 河床演变特征量变化的显式方程 20
2.2.1 基于水沙运动方程推导的河床高程级数解 20
2.2.2 其他河床演变显式公式的推导 22
2.3 滞后响应模型调整速率参数的影响因素 24
2.4 变率原理的适用性与局限性 26
2.5 河床演变时空联系的理论基础：空间代替时间 27
2.6 本章小结 29
第3章 河床演变时间滞后与空间联动的研究方法 30
3.1 河床演变阶段模型 30
3.1.1 CEM30
3.1.2 河床演变阶段模型的建立 33
3.2 河床演变的滞后响应模型 35
3.3 识别河床演变冲淤重心的聚类机器学习方法 37
3.3.1 冲淤重心的定义与研究意义 37
3.3.2 冲淤速率等级划分 39
3.3.3 冲淤重心聚类识别 40
3.4 本章小结 42
第4章 三峡大坝下游宜昌—城陵矶河段的时空演变与滞后响应43
4.1 宜昌—城陵矶河段概况与水沙条件 43
4.1.1 研究区域概况 43
4.1.2 水沙条件变化 45
4.2 宜昌—城陵矶河段冲淤演变特征 49
4.2.1 河槽形态参数计算方法 49
4.2.2 河槽纵向及横向变化 49
4.2.3 河槽冲淤调整 51
4.3 宜昌—城陵矶河段冲淤的滞后响应模型计算 53
4.3.1 累计冲刷量的滞后响应模型计算方法 53
4.3.2 累计冲刷量变化过程模拟 54
4.3.3 前期水沙条件对累计冲刷量的影响56
4.4 宜昌—城陵矶河段冲刷重心的时空迁移规律 58
4.4.1 冲淤速率时空分布矩阵 58
4.4.2 冲刷重心的时空分布 61
4.4.3 冲刷重心的迁移特性 63
4.4.4 冲刷重心下移与河床粗化的数值模拟 65
4.5 本章小结 74
第5章 三门峡库区冲淤与潼关高程的时空滞后响应 75
5.1 研究背景 75
5.2 三门峡水库运用与入库水沙条件 77
5.2.1 三门峡水库概况 77
5.2.2 库水位变化 77
5.2.3 入库水沙条件 80
5.3 三门峡库区及回水区的冲淤与滞后响应 82
5.3.1 库区河道纵向冲淤变化 82
5.3.2 库区河道横向及断面形态变化 85
5.3.3 库区及回水区的冲淤变化与时空联系 87
5.4 河床演变阶段模型在三门峡库区及回水区的应用 88
5.4.1 库区及渭河下游河道的演变特征 88
5.4.2 河床演变阶段模型的应用结果 90
5.5 汛期与非汛期冲淤重心的变化规律 93
5.5.1 三门峡水库季节性冲淤重心的调整 93
5.5.2 冲淤重心的影响因素 97
5.6 库区淤积量与潼关高程的滞后响应模型与模拟 102
5.6.1 库区累计淤积量的滞后响应模型计算方法与模拟 102
5.6.2 潼关高程的滞后响应模型计算方法与模拟 105
5.7 “318 控制运用”对潼关高程与库区冲淤的影响分析 106
5.8
本章小结 111
第6章 小浪底水库的水沙异步运动与时空冲淤 113
6.1 小浪底水库概况 113
6.2 水库运用与出入库水沙条件 114
6.3 场次洪水的水沙异步特征 118
6.4 小浪底水库冲淤演变与特征量计算 125
6.5 小浪底水库排沙比的影响因素与计算方法 127
6.5.1 小浪底水库洪水排沙比的影响因素 127
6.5.2 考虑洪水滞留时间的排沙比计算方法 130
6.5.3 考虑多因素的洪水排沙比计算方法 131
6.6 本章小结 133
第7章 黄河下游河道时空冲淤与滞后响应 134
7.1 黄河下游河道概况与来水来沙条件 134
7.1.1 黄河下游河道概况 134
7.1.2 来水来沙条件变化 136
7.2 黄河下游河道时空冲淤规律 139
7.2.1 黄河下游河道冲淤与水库运用的联系 139
7.2.2 冲刷发展的时空滞后 141
7.3 黄河下游河道冲刷重心的时空变化 144
7.4 黄河下游河道冲淤量随时间变化过程的模拟 146
7.4.1 河床冲淤量随时间变化的公式推导 146
7.4.2 河床冲淤量随时间调整过程的模拟 148
7.5 黄河下游河道冲淤量随空间变化过程的模拟 149
7.5.1 河床冲淤量随空间变化的公式推导 149
7.5.2 河床冲淤量随空间调整过程的模拟 151
7.6 本章小结 152
第8章 美国图特尔河北汊河床时空演变与滞后响应154
8.1 图特尔河北汊地理特征与水沙条件 154
8.1.1 研究区域 154
8.1.2 水沙条件 156
8.2 图特尔河北汊的时空冲淤演变 157
8.3 河床演变阶段模型的应用 162
8.4 本章小结 164
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