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《挾沙水流數(shù)學(xué)模型的研究與實踐》針對水流泥沙數(shù)學(xué)模型發(fā)展過程中遇到的關(guān)鍵性的技術(shù)難題，采用理論分析和實際編程計算相結(jié)合的方法對它們進行了研究。根據(jù)研究內(nèi)容分為上篇、中篇、下篇。其中：上篇主要對多沙河流的一些重要參數(shù)、適用公式和處理方法等進行了研究，建立了多泥沙河流平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型，并對在數(shù)學(xué)模型中如何體現(xiàn)多沙河流特殊的演變規(guī)律也進行了研究；中篇主要對計算過程收斂性、自由水面的確定、泥沙擴散系數(shù)的取值等進行了研究，建立了二維水流泥沙數(shù)學(xué)模型，并進行了初步驗證；下篇搭建了黃河治理人工智能體系的理論框架，介紹了與之有關(guān)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、中常洪水的演進方法、河道沖淤平衡水沙關(guān)系的部分研究成果。
《挾沙水流數(shù)學(xué)模型的研究與實踐》可供泥沙與河流動力學(xué)、水利、水文、地理、防洪減災(zāi)等專業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計、科研、管理人員以及高等院校師生閱讀和參考。

20世紀50年代以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和計算機技術(shù)的發(fā)展，計算流體力學(xué)逐漸成為一門獨立的學(xué)科。水流泥沙數(shù)學(xué)模型作為河床變形定量預(yù)測的重要手段日益受到重視，目前長河段、長時間的一維和水深平均的平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，三維泥沙數(shù)學(xué)模型發(fā)展也較快，在水利工程的規(guī)劃、設(shè)計、運營中發(fā)揮著越來越大的作用。
由于很多大江大河的平面尺度遠遠超過垂向尺度，物理量沿水深方向的變化在許多情況下不是重點考查的對象，與三維數(shù)學(xué)模型相比計算又大大簡化，因此水深平均的平面二維泥沙數(shù)學(xué)模型有著獨特的優(yōu)點，是目前應(yīng)用最為廣泛的數(shù)學(xué)模型。在泥沙數(shù)學(xué)模型應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)已有的二維數(shù)學(xué)模型大多只適用于計算少沙河流，多沙河流數(shù)學(xué)模型落后于清水和少沙河流數(shù)學(xué)模型的發(fā)展，其主要原因是對多沙河流的一些重要參數(shù)、適用公式和處理方法等認識不夠深入，同時在數(shù)學(xué)模型中如何體現(xiàn)多沙河流特殊的演變規(guī)律也存在較大爭議。例如：高含沙洪水和低含沙洪水在汛期往往交替發(fā)生，在數(shù)值模擬中如何選用適宜的流變方程；高含沙洪水的挾沙能力具有“多來多排”和形成“漿河”等特點，使數(shù)學(xué)模型中應(yīng)用的挾沙力公式易與實際不甚符合；多沙河流大都擁有散亂型流路，主流在寬廣的大堤內(nèi)擺動游蕩，往往灘槽區(qū)分并不明顯，還有可能形成“二級懸河”，使得斷面概化困難；對很多系數(shù)和處理方法存在較大的爭議，如流場與沙場是否應(yīng)耦合計算、收斂判斷條件、計算時段選取規(guī)則等，尚無定論，特別是對恢復(fù)飽和系數(shù)的取值爭議很大。

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