细沟侵蚀物理模型 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:231

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出版时间:2009-5

价格:50.00元

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isbn号码:9787030237132

丛书系列:

图书标签:

• 侵蚀
• 水土流失
• 物理模型
• 沟蚀
• 土壤力学
• 水文模型
• 地表过程
• 环境科学
• 流域水文
• 生态水文

现代土壤侵蚀研究：从理论到实践的综合指南 图书简介 本书深入探讨了现代土壤侵蚀研究的前沿领域，旨在为水文学、土壤学、地质学以及环境科学领域的科研人员、工程师和高级学生提供一个全面、深入且具有实践指导意义的参考资料。全书内容围绕土壤侵蚀过程的机理认识、量化评估方法、关键影响因素的分析以及可持续的防治策略展开，力求构建一个既有坚实的理论基础，又能有效指导实际工程应用的知识体系。 第一部分：土壤侵蚀的基本理论与动力学 本部分首先从宏观和微观层面剖析了水力侵蚀的本质。我们着重阐述了侵蚀过程中的关键物理化学机制，包括水滴击力、径流剪切力以及土壤团聚体结构在剪切作用下的破坏与输移。 第一章：水动力学与土壤侵蚀的耦合 详细介绍了地表水流动的基本规律，包括层流与湍流的特征、水力参数（如谢才系数、曼宁系数）的确定及其在侵蚀计算中的应用。重点分析了降雨径流的形成机制——入渗-超渗平衡，以及不同降雨强度和时程特征对地表产流和侵蚀启动的影响。 第二章：土壤抗蚀性的分子与结构基础 探讨了土壤颗粒级配、有机质含量、粘土矿物类型及胶结物质如何共同决定土壤抵抗水流剪切破坏的能力。引入了土壤抗蚀性指数（如可蚀性因子K的修正模型）的建立方法，并利用扫描电子显微镜（SEM）图像分析，直观展示了水流作用下土壤微观结构的演变过程。讨论了土壤耕作措施、植被覆盖对土壤孔隙度、容重以及表面粗糙度等影响侵蚀的关键物理参数的调控作用。 第二部分：侵蚀量化模型与遥感监测技术 本部分专注于目前主流的土壤侵蚀定量模型，并结合现代地球观测技术，展示如何实现大尺度、高精度的侵蚀监测与预测。 第三章：经典侵蚀评估模型的深入解析 系统回顾并详细剖析了通用土壤流失方程（USLE）及其修订版（RUSLE）的各个因子参数的确定方法，特别关注了坡度坡长因子（LS因子）在复杂地形上的精确计算方法（如基于数字高程模型D-DEM的推导）。此外，还深入探讨了过程型模型，如欧洲土壤侵蚀模型（ESEM）和美国农业部的WEPP模型，强调了它们在模拟坡面水流路径和侵蚀产沙动态过程中的优势与局限性。 第四章：基于地理信息系统的空间化建模 阐述了如何利用地理信息系统（GIS）平台，将物理和经验模型进行空间集成，实现区域土壤流失风险的快速评估与制图。详细介绍了基于DEM的集水域识别、坡度坡长计算的算法原理，以及如何将气候因子（降雨侵蚀力R因子）与土壤因子（K因子）进行空间叠加分析，生成高分辨率的土壤流失风险图件。 第五章：遥感与实地观测技术的融合应用 讨论了利用遥感技术监测地表侵蚀的最新进展。内容涵盖了高光谱与多光谱影像在区分侵蚀地貌（如冲沟、线蚀）中的应用，以及利用无人机倾斜摄影技术获取高精度地表形态变化数据的方法。此外，还介绍了野外径流小区实验的设计原则、量水和量沙设备的选型（如HEC型径流收集器、自动悬移泥沙采样器），以及如何通过长期监测数据校准和验证模型参数。 第三部分：影响因素的复杂相互作用与反馈机制 土壤侵蚀是一个多因素耦合的复杂系统，本部分侧重于分析气候变化、土地利用变化与土壤水文过程如何相互作用，形成反馈回路。 第六章：气候变化情景下的侵蚀风险预估 分析了全球气候模型（GCMs）预测的降雨强度、极端天气事件频率变化对R因子及径流特性的影响。讨论了如何构建情景模拟，评估未来气候变暖情景下，不同区域的土壤流失风险的潜在增幅。引入了土壤水分变化作为重要的中介因子，解释了干旱化或湿润化趋势如何通过改变土壤结构稳定性间接影响侵蚀敏感性。 第七章：土地利用/覆被变化对侵蚀动力学的驱动 系统分析了森林砍伐、农业集约化、城市化等主要的土地利用变化对地表糙率、植被拦截能力和土壤结构的影响。通过比较不同土地利用类型下的侵蚀因子K值的变化范围，量化了土地管理实践对土壤保持的实际效果。重点讨论了坡地农业（如梯田、等高耕作）的工程生态效益及其在稳定边坡、减少泥沙输移方面的作用。 第八章：水沙运动的沉积与汇流过程 探讨了土壤侵蚀产生的泥沙如何通过地表径流和沟道系统进行迁移和沉积。详细介绍了泥沙的输移能力、临界起动流速、沟道侵蚀（如冲沟发育）的动力学模型。分析了水库、水塘等工程设施对泥沙的拦截效率及其对下游水体生态系统的影响。 第四部分：土壤侵蚀的综合管理与可持续策略 本部分聚焦于将理论与模型成果转化为实际的、可持续的土壤保持措施。 第九章：水土保持工程的技术选择与优化设计 详细介绍了结构性（如梯田、平地起垄、坡面修筑）和植被工程（如防护林带、草本植被恢复）两大类水土保持措施的设计规范和适用条件。强调了将工程措施与生态修复相结合的综合治理理念。针对沟壑区，阐述了“治沟造田”的技术路径和生态效益评估方法。 第十章：流域尺度的水土资源协同管理 将研究视野提升至流域层面，讨论了如何在水资源管理和土壤保持之间寻求最佳平衡。介绍了流域产沙预测与泥沙总量控制的目标设定方法。重点分析了基于生态系统服务价值（ESV）评估的土壤保持效益的经济学评价方法，为政策制定提供科学依据。 结论：面向未来的土壤侵蚀研究展望 本书最后总结了当前研究面临的挑战，如极端事件的精确模拟、土壤侵蚀过程中的生物地球化学反馈机制、以及如何将碎片化的研究成果整合进更宏大的气候变化适应性规划中，为下一阶段的研究指明方向。 全书文字严谨，逻辑清晰，配有大量的图表和案例分析，力求成为一本严谨的学术专著和实用的技术手册。

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读罢此书，我感到思绪万千，仿佛经历了一场关于水流与土地相互作用的深度对话。这本书的行文风格与其他同类著作截然不同，它没有那种高高在上、拒人千里的学术腔调，反而充满了与读者平等交流的热情。作者似乎深知模型建立的复杂性，因此在介绍每一步建模过程时，都展现出极大的耐心和细致。书中对不同侵蚀阶段的描述尤其生动，从最初的片状侵蚀过渡到线状侵蚀，再到最终形成可见的沟壑，每一个阶段的物理机制都被剖析得淋漓尽致。我尤其被其中关于反馈机制的论述所吸引，水流对地表的改造并非单向过程，地表形态的反作用力又是如何影响水流路径和能量分布的，这种动态的相互作用被作者刻画得入木三分。阅读过程中，我常常需要停下来，反复揣摩其中的图示，思考它在真实野外地貌中可能对应着什么样的场景。这本书的价值在于，它将抽象的物理过程转化为可感知的、可量化的体系，极大地拓宽了我们理解地貌演变的可能性边界。

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坦白说，初次接触这类专业书籍时，我总是担心会陷入枯燥乏味的数学推导中而难以自拔。然而，这本书却成功地平衡了理论的深度和阅读的流畅性。作者在阐述复杂微分方程组时，总能穿插一些富含哲理的思考，探讨模型简化过程中所必然伴随的“信息损失”与“把握本质”之间的辩证关系。这种对科学哲学层面的探讨，使得这本书的层次感一下子提升了。我仿佛看到，研究者在试图用有限的数学语言去捕捉无限变化的自然现象时所付出的艰辛努力与智慧光芒。书中对于模型边界条件的讨论尤其到位，清晰地指出了现有模型在模拟极端天气事件或非均匀地貌时的局限性，这对于我们未来改进模型指明了方向。它不是一本“告诉你答案”的书，而是一本“教你如何提问”的书，引导读者深入思考现象背后的驱动力。

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整本书读下来，给我的最深感受是其结构上的“严密之美”。每一个章节的衔接都像是精心打磨的齿轮咬合，推动着整个知识体系向前运转。尤其是在对不同侵蚀过程进行量纲分析和相似性理论应用的部分，作者展示了扎实的理论功底和极强的逻辑建构能力。我欣赏它对“相似准则”的深入剖析，这正是连接实验室微缩模型与宏大野外尺度的关键桥梁。书中的案例研究部分更是亮点纷呈，通过对具体地貌单元的模拟分析，直观地展示了理论如何落地生根、解决实际问题。这些案例不仅验证了模型的有效性，更展现了作者对不同地理环境细微差别的敏锐洞察力。总而言之，这是一部内容充实、论证有力、富有启发性的专业力作，它为我打开了一扇通往地表动力学深层机制的窗户，其中的知识价值难以用言语完全概括。

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这本书的出版，无疑为水文地质学领域注入了一股强劲的学术新风。我注意到，书中对于现代监测技术和数值模拟方法的融合应用有着独到的见解。它并非固守传统的经验公式，而是积极吸纳了先进的计算流体力学（CFD）理念，并将其巧妙地融入到传统的物理模型框架之中。这种跨学科的整合，使得模型预测的精度和适用范围得到了质的飞跃。对于关注可持续发展和工程实践的读者而言，书中关于不同土壤类型、不同植被覆盖条件下模型参数设定的探讨，提供了非常宝贵的参考依据。作者没有简单地给出一个“万能公式”，而是强调了情景依赖性和参数敏感性分析的重要性，这体现了极高的科学审慎性。阅读此书的过程，就像是与一位经验丰富的老工程师进行了一次深入的圆桌讨论，从中获取的知识和启发，远超出了书本本身所呈现的文字和公式。

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翻开这本《细沟侵蚀物理模型》，首先映入眼帘的是那精美绝伦的插图和清晰的图表，着实让人眼前一亮。作者的笔触细腻而专业，仿佛带我置身于一个充满泥沙与水流的实验室，亲眼见证着每一条细沟是如何在模拟环境中逐渐形成、演变乃至加深的。这本书的结构安排得非常巧妙，从基础的理论引入，到复杂的数学建模，再到实际的实验验证，层层递进，逻辑性极强。我特别欣赏作者在解释那些晦涩难懂的流体力学概念时所采用的类比和实例，即便是像我这样初涉此领域的读者，也能迅速抓住核心要点。尤其是关于水流剪切力与泥沙起动条件的论述，简直是教科书级别的阐释，让我对地表水动力过程有了全新的认识。全书贯穿始终的是一种严谨的科学态度，每一个公式、每一个参数的选取都有其深刻的背景和理论支撑，读起来让人信心十足。这本书不仅仅是一本理论专著，更像是一份详尽的实践指南，对于从事水土保持、河流动力学研究的专业人士来说，无疑是一份极具参考价值的工具书。

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