寒区水库冰水热力学与动力学耦合作用机制复杂，水温时空演变规律独特，影响水资源合理调配与高效安全利用，成为寒区水库运行与管理中的核心难题之一。本书系统梳理寒区水库水温与冰情研究背景与前沿进展，详细介绍冰水基础理论，综合采用数学模型与机器学习等手段，对寒区水库水温与冰情演变规律及其模拟预测方法开展系统深入的研究，总结水库防凌调度运行方式及效果评估方法。

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2001.9-2005.6 四川大学 水利水电工程 本科 2005.9-2008.6 四川大学 水力学及河流动力学 硕士 2008.9-2012.6 四川大学 水力学及河流动力学 博士2012.7-2016.9 四川大学 水力学与山区河流保护国家重点实验室 助理研究员 2014.1-2015.12 新加坡南洋理工大学、美国克拉克森大学 访问学者 2016.10-2023.3 四川大学 水力学与山区河流保护国家重点实验室 副研究员 2023.3至今 四川大学 山区河流保护与治理全国重点实验室 副研究员水文学，水力学及河流动力学，寒区水力学作为通讯作者、第一作者发表论文41篇，其中SCI检索21篇、EI检索6篇、其他核心期刊检索14篇。出版译著1部山区河流保护与治理全国重点实验室固定研究人员，全国冰工程学术委员会委员，《人民长江》、《水科学进展》、《Journal of Hydrology》、《Water Research》等期刊审稿专家，贵阳院国家级企业技术中心专家

目录
第1章 绪论 1
1.1 寒区水资源开发的水利水电工程挑战与意义 1
1.2 寒区与温带水库的水热特性差异 2
1.2.1 水库热量收支 2
1.2.2 水库水温时空分布 3
1.2.3 水库冰情影响 3
1.3 水库水温及冰情研究进展 4
1.3.1 水库水温研究进展 4
1.3.2 水库冰情研究进展 7
参考文献 9
第2章 冰水基础理论 11
2.1 水的热力学性质与相变机理 11
2.2 冰的晶体结构特征及水内冰的生成 13
2.2.1 冰的晶体结构类型与特征 14
2.2.2 冰晶的生成与演变 14
2.3 冰的热物理参数 15
2.3.1 冰的热导率 15
2.3.2 冰的比热容 16
2.3.3 冰的热扩散系数 16
2.3.4 冰的相变潜热 16
2.4 冰的力学性质 17
2.4.1 冰的强度 17
2.4.2 冰的弹性 17
2.4.3 冰的蠕变 18
2.4.4 含杂质冰的力学性质 20
2.5 界面热量交换机制 20
2.5.1 水-气或冰-气界面热交换机制 20
2.5.2 冰-水界面热交换机制 22
参考文献 24
第3章 水温与冰情演变规律 25
3.1 库区水温 25
3.1.1 驱动因素 25
3.1.2 水温演变特征 29
3.2 水库冰情 32
3.2.1 水库冰盖 32
3.2.2 水库回水区冰塞冰坝 35
3.3 水库修建对下游河道水温冰情的影响 38
3.3.1 水温变化 38
3.3.2 冰情变化 39
参考文献 40
第4章 水库冰水热力学耦合模型及数值模拟 41
4.1 模型假设与架构 41
4.2 模型基本方程 42
4.2.1 状态方程 42
4.2.2 水动力学方程 43
4.2.3 冰水热力方程 44
4.2.4 泥沙方程 50
4.3 求解方法 50
4.4 模型验证 51
4.4.1 丰满水库模型验证 51
4.4.2 万家寨水库模型验证 60
4.5 模型应用实例 66
4.5.1 丰满水电站大坝全面治理(重建)工程应用 66
4.5.2 黄河古贤水库应用 74
参考文献 87
第5章 水库变动回水区冰动力学模型及应用 89
5.1 模型选择及模型架构 89
5.2 数学模型 90
5.2.1 基本控制方程 90
5.2.2 方程离散及求解 93
5.2.3 模型检验 93
5.3 冰塞动力学模拟及壅水规律分析 101
5.3.1 工况设置 101
5.3.2 表面冰堆冰头部确定 102
5.3.3 壅水影响程度分析 103
5.3.4 壅水特征 106
5.3.5 壅高水深影响因子辨识 107
参考文献 110
第6章 基于机器学习的水温与冰情预测模型 111
6.1 水温与冰情数据预处理与特征筛选 111
6.1.1 数据基础与预处理 111
6.1.2 水温与冰情特征解译 114
6.1.3 特征因子筛选 115
6.2 龙口水库坝下河曲水文站水温LSTM模型构建及应用 116
6.2.1 模型基础架构 117
6.2.2 模型训练与测试效果 120
6.2.3 模型滚动预报 122
6.3 万家寨入库水文站冰凌特征日期模型构建及应用 123
6.3.1 模型基础架构 123
6.3.2 模型训练与测试效果 126
6.3.3 模型应用 129
6.3.4 模型后解释 129
6.4 万家寨水库回水区沿程冰水面高程CNN-Transformer模型构建及应用 132
6.4.1 模型基础架构 132
6.4.2 模型训练与测试效果 140
6.4.3 循环迭代预报框架 143
6.4.4 在循环迭代预报框架下的预报效果测试 144
参考文献 148
第7章 水库防凌调度管理 149
7.1 防凌调度目标 149
7.2 调度原则 151
7.3 运用方式 152
7.3.1 流凌封河期 152
7.3.2 稳定封冻期 152
7.3.3 开河期 153
7.3.4 水库下游河道防凌调度 153
7.4 防凌调度效果评估 154
参考文献 155