河流数学模型是研究河道、湖泊等地表水流系统中水流、物质输运、水质变化、河床演变等的常用手段。作者针对工程应用最广的雷诺时均控制方程河流数学模型及其技术瓶颈，开展系统性研究并在理论与方法上取得突破。全书先后介绍所取得的一维、二维、三维、多维耦合河流数学模型理论与方法，全面覆盖了水动力计算、物质输运模拟等内容。本书集全面性、创新性和实践性于一体，形成了一个跨越多个空间维度的大时空河流数值模拟理论与方法体系，在内容上由浅入深，先通过低维模型引出概念、方法与计算流程，再借用中高维度模型深入介绍计算理论，

《变化环境下黄河动态高效输沙模式研究》在国家重点研发计划课题“变化环境下黄河动态高效输沙模式”（2017YFC0404402）资助下，以黄河下游洪水高效输沙和中游水库群塑造高效输沙水沙过程为研究重点，采用历史情况分析、理论推导、物理模型试验、数值模拟计算等手段，研究揭示变化环境下黄河河道高效输沙机理，分析高效输沙洪水的水沙阈值；明晰多库联动的出库水沙过程与入库水沙条件、库区边界条件和库水位的复杂响应关系，创建高效输沙水沙过程塑造技术；研究适应未来水沙情势的泥沙多年调节方法和相应水库运用方式，创新

本书系统阐述河流泥沙运动学的经典理论，重点介绍泥沙的沉降速度，起动规律，底沙运动的尺度分析、水动力学分析和统计分析，悬沙的扩散理论、重力理论、巴连布拉特理论、弗朗克里理论以及有代表性的挟沙能力公式和含沙量沿程变化规律，各公式均有详细推导过程，并附有例题以便对照学习。

本书根据国家重点研发计划项目“黄河流域水沙变化机理与趋势预测”的研究成果系统总结而成。全书以黄河流域坡面-沟道-流域-区域等多尺度与林草-梯田-淤地坝-水库等多措施耦合为研究对象，基于数据与平台—过程与机理—模型与预测—评价与对策等全链条设计，围绕强人类活动影响下的黄河流域水沙变化机理与未来发展趋势中的基本理论和关键技术开展研究，揭示近百年黄河水沙演变规律，辨识流域水沙变化多因素耦合驱动机制及贡献率，研发多因子耦合驱动的流域分布式水循环模型与流域泥沙动力学过程模型，构建流域水沙变化趋势集合评估技

本书主要阐述小浪底水沙动态调控对黄河下游河流系统的影响：结合遥感、数理统计与数值模拟，系统分析下游河道演变、河道及河口环境生态对水沙动态调控的响应机理；针对下游河道，揭示水沙动态调控对河道河势演变的多时空尺度影响机理，定量评估河道环境、典型物种群落对水沙调控的响应规律，以及滩区环境及土地利用的变化；针对河口及三角洲区域，揭示河口水环境水生态对水沙动态调控的响应机理，模拟水沙调控对河口及邻近海域水沙条件、营养物质、生态环境的影响。同时，综合考虑下游防洪安全、社会经济发展和生态健康多方面的用水需求，

平原河网地区因地势低洼、河道比降平缓、纵横交错、水体流动性差等自然禀赋以及强人类活动的影响，水资源、水灾害、水环境、水生态等问题十分突出。《平原河流动力学及水力调控》在综合分析平原河流特点和水安全问题的基础上，发展和完善了平原河流动力学理论，厘清了床面界面以及河道滩槽、交汇河道物质输移规律；创新性地提出了弱动力平原河网区水动力重构理论和多目标水力调控技术，以平原区闸、泵等水工程体系为手段，重构水力要素与目标需求时空协调的水动力格局，满足河网地区复合水问题统筹治理的需求。《平原河流动力学及水力调控

本书以三峡工程运行后长江中游河段为主要研究对象，通过实测资料分析和数值模拟等手段，研究新水沙条件下长江中游的河床演变特点，并提出强人类活动影响下水沙输移与河床变形的数值模拟技术。本书主要研究内容：分析长江中游不同河型河段在多边界因素共同影响下的河床调整特点；提出适用于长江中游的动床阻力、水流挟沙力及非均匀悬沙恢复饱和系数计算方法；研发考虑大规模河道整治工程影响的一、二维水沙数学模型。