黃土高原溝蝕演變過程與侵蝕産沙 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

《黃土高原溝蝕演變過程與侵蝕産沙》在全麵迴顧和總結溝蝕過程與侵蝕産沙研究進展的基礎上，總結歸納溝蝕演變過程的研究方法和分析高精度GPS和三維激光掃描（Li－DAR）對溝蝕演變動態監測的可行性和精度，係統研究細溝間侵蝕和細溝侵蝕過程，定量錶徵坡麵匯水匯沙與細溝侵蝕過程，全麵分析坡麵匯水匯沙與淺溝侵蝕過程及其影響因素，闡明坡麵匯水匯沙與片蝕－細溝－切溝侵蝕方式演變過程，揭示梁坡與溝坡係統侵蝕産沙過程與動力學機理，模擬溝蝕形態演變過程。
《黃土高原溝蝕演變過程與侵蝕産沙》可供從事土壤侵蝕、水土保持、地理學、國土整治、生態環境、環境保護研究的科研人員、高等學校相關專業師生及相關領域管理人員參考。

目錄

總序
前言
第1章 溝蝕過程與侵蝕産沙研究進展
1.1 細溝侵蝕
1.2 淺溝侵蝕
1.2.1 淺溝侵蝕的概念
1.2.2 淺溝侵蝕發生發展過程
1.2.3 淺溝水流的水力學特徵
1.2.4 淺溝侵蝕過程及影響因素分析
1.2.5 淺溝侵蝕預報模型
1.3 切溝侵蝕
1.3.1 切溝發展階段劃分
1.3.2 切溝發展的主要方式
1.3.3 切溝侵蝕測量技術
1.3.4 切溝侵蝕影響因素
1.3.5 切溝侵蝕預報模型
1.4 溝坡係統侵蝕産沙過程研究進展
1.4.1 坡溝係統徑流侵蝕形態的垂直分帶性研究
1.4.2 坡麵匯水匯沙的侵蝕産沙作用分析
1.4.3 坡溝係統侵蝕産沙的水動力學機理研究
1.5 各種溝蝕産沙貢獻
1.5.1 細溝侵蝕對坡麵侵蝕産沙的貢獻
1.5.2 淺溝侵蝕對坡麵侵蝕産沙的貢獻
1.5.3 切溝侵蝕對流域侵蝕産沙的貢獻
1.5.4 坡麵匯流對坡溝係統侵蝕産沙特徵分析
1.6 研究存在的問題與亟待研究的科學問題
第2章 溝蝕産沙過程的研究方法
2.1 溝蝕過程研究徑流小區法和模擬降雨試驗法
2.1.1 徑流小區法
2.1.2 模擬試驗法
2.2 示蹤法研究水蝕過程與小流域泥沙來源
2.2.1 幾種示蹤方法
2.2.2 示蹤技術在片蝕和細溝侵蝕研究中的應用
2.2.3 示蹤技術在小流域泥沙來源中的應用
2.3 測針法在水蝕過程研究中的應用
2.4 高新技術測量方法在溝蝕研究中的應用
2.4.1 攝影測量方法研究
2.4.2 高精度GPS動態監測方法
2.4.3 激光掃描動態監測方法
2.5 GPS、LiDAR和測針法監測溝蝕過程的對比
2.5.1 試驗設計與研究方法
2.5.2 三種測量方法
2.5.3 數據處理
2.5.4 結果與討論
2.5.5 主要結論
2.6 小結
第3章 細溝侵蝕的發生發展過程與機理
3.1 試驗設計與研究方法
3.1.1 細溝發生發展過程研究的試驗設計與研究方法
3.1.2 坡麵匯流對細溝侵蝕發展過程影響的試驗設計與研究方法
3.2 細溝侵蝕的發生發展
3.2.1 細溝侵蝕的形成
3.2.2 細溝侵蝕的發育過程
3.2.3 細溝的分叉與閤並
3.2.4 細溝發生的臨界條件
3.2.5 細溝侵蝕的發展趨勢
3.3 上方匯水匯沙與坡麵細溝侵蝕産沙過程
3.3.1 上方匯水匯沙與坡下方細溝侵蝕産沙過程
3.3.2 細溝水流水力學參數與細溝侵蝕産沙的關係
3.4 小結
第4章 坡麵淺溝侵蝕發育過程與侵蝕産沙
4.1 坡麵淺溝臨界模型
4.1.1 研究區域概況與方法
4.1.2 結果與討論
4.2 淺溝發育過程的試驗研究
4.2.1 研究方法
4.2.2 淺溝發育過程研究
4.2.3 淺溝發育與坡麵侵蝕産沙過程
4.2.4 淺溝侵蝕對坡麵侵蝕産沙的貢獻
4.3 影響淺溝侵蝕産沙過程的因素分析
4.3.1 降雨強度對淺溝侵蝕的影響
4.3.2 坡上方匯水流量對淺溝侵蝕區侵蝕産沙的影響
4.3.3 坡度和坡長對淺溝侵蝕過程的影響
4.4 小結
第5章 片蝕—細溝侵蝕—切溝侵蝕演變過程與侵蝕産沙
5.1 試驗設計與研究方法
5.1.1 不同含沙水流條件下侵蝕方式演變研究
5.1.2 不同匯水流量條件下坡麵侵蝕方式演變研究
5.1.3 試驗模型及設備
5.1.4 試驗土槽準備
5.1.5 試驗過程
5.1.6 觀測項目及測試方法
5.2 溝蝕發生演變過程的模擬試驗研究
5.2.1 坡麵片蝕—細溝侵蝕演變過程
5.2.2 坡麵細溝侵蝕—切溝侵蝕演變過程
5.2.3 連續模擬降雨過程中侵蝕方式演變過程觀察
5.2.4 坡麵侵蝕方式演變對侵蝕産沙過程的影響
5.2.5 溝蝕（細溝和切溝）在不同階段的産沙貢獻
5.3 不同含沙水流條件下溝蝕演變與侵蝕産沙過程
5.3.1 坡麵侵蝕—沉積—搬運及上方含沙水流引起的侵蝕産沙量
5.3.2 上方匯水匯沙的侵蝕産沙作用
5.3.3 上方匯水匯沙對坡麵徑流含沙量的影響
5.4 小結
第6章 溝蝕演變過程的影響因素
6.1 降雨強度對溝蝕演變過程的影響
6.1.1 降雨強度對坡麵侵蝕方式演變過程的影響
6.1.2 降雨強度對坡麵侵蝕産沙過程的影響
6.2 坡麵匯流對溝蝕演變過程的影響
6.2.1 無上方匯水情況下徑流量的變化過程
6.2.2 上方匯水對坡麵徑流量的影響
6.2.3 上方匯水對坡麵徑流含沙量的影響
6.2.4 上方匯水對坡麵侵蝕方式演變及其侵蝕産沙過程的影響
6.3 地形因子對溝蝕演變過程的影響
6.3.1 坡度對溝蝕演變過程的影響
6.3.2 匯水坡長對溝蝕演變過程的影響
6.3.3 匯水麵積對侵蝕産沙量的影響分析
6.4 小結
第7章 梁坡—溝坡係統侵蝕産沙過程的定位試驗研究
7.1 試驗設計與研究方法
7.1.1 坡麵匯水匯沙對不同侵蝕分帶侵蝕産沙的影響及其貢獻研究
7.1.2 梁坡匯水匯沙對溝坡係統侵蝕産沙的影響與貢獻
7.2 坡溝係統侵蝕産沙的空間分布特徵
7.2.1 坡麵各侵蝕分帶侵蝕産沙特徵
7.2.2 坡麵各侵蝕分帶侵蝕産沙分配變化規律
7.3 坡麵匯流對坡麵各侵蝕分帶侵蝕産沙的貢獻
7.3.1 坡麵匯流對細溝侵蝕帶侵蝕産沙的貢獻
7.3.2 坡麵匯流對淺溝侵蝕帶侵蝕産沙的貢獻
7.4 梁坡匯流對溝坡係統侵蝕産沙的影響
7.4.1 梁坡匯水匯沙對溝坡侵蝕産沙的貢獻
7.4.2 梁坡匯水匯沙對溝坡侵蝕産沙影響因子的分析
7.5 小結
第8章 梁坡—溝坡係統侵蝕産沙過程的模擬試驗研究
8.1 試驗設計與研究方法
8.1.1 坡溝係統概化模型製作
8.1.2 試驗設計
8.1.3 試驗過程
8.1.4 試驗觀測項目
8.2 坡溝係統侵蝕産沙特徵
8.2.1 坡溝係統侵蝕産沙特徵分析
8.2.2 坡溝係統的輸沙率和含沙量變化過程
8.3 坡麵匯流與坡溝係統産沙過程
8.3.1 坡麵匯水匯沙對坡溝係統侵蝕産沙的影響
8.3.2 梁坡匯水含沙量與溝坡淨侵蝕量的關係
8.4 降雨強度對坡溝係統侵蝕産沙的影響
8.4.1 降雨強度對坡溝係統徑流率變化過程的影響
8.4.2 降雨強度對坡溝係統輸沙率變化的影響
8.4.3 降雨強度對坡溝係統徑流含沙量變化的影響
8.5 小結
第9章 溝蝕演變過程的水動力學機理
9.1 溝蝕産沙過程的水動力學基礎
9.1.1 水力學參數的測算
9.1.2 溝蝕産沙過程的水動力學理論基礎
9.2 坡麵侵蝕方式演變過程中水動力學機理分析
9.2.1 溝蝕演變過程中坡麵徑流流速的變化特徵
9.2.2 侵蝕方式演變過程中水流水力學參數變化特徵
9.2.3 溝蝕演變過程中的水動力學參數與輸沙率的關係
9.3 梁—溝係統侵蝕産沙過程中的動力學機理分析
9.3.1 坡溝係統坡麵徑流流速變化特徵
9.3.2 坡溝係統坡麵徑流流態特徵
9.3.3 坡溝係統徑流侵蝕的水動力學特徵
9.4 小結
第10章 侵蝕形態演變過程模擬
10.1 研究方法
10.1.1 利用地形測針儀進行溝蝕測量的研究方法
10.1.2 地麵侵蝕形態數據處理與數字高程模型（DEM）的製作
10.2 淺溝侵蝕演變過程的地麵形態模擬
10.3 片蝕—細溝侵蝕—切溝侵蝕演變過程的地麵形態模擬
10.3.1 溝蝕侵蝕産沙形態演變過程
10.3.2 數字高程模型的比較及溝蝕量的計算
10.4 坡溝係統侵蝕演變過程的地麵形態模擬
10.4.1 不同降雨強度下坡麵侵蝕形態的空間分布
10.4.2 不同降雨強度下坡麵侵蝕形態的模擬
10.5 小結
參考文獻

精彩書摘

1.2.4.2 降雨徑流因子對淺溝侵蝕過程的影響
降雨對淺溝侵蝕的影響主要體現在降雨強度、降雨量等方麵。張科利（1988）通過野外小區觀測資料指齣：淺溝侵蝕基本上與降雨量沒有關係，淺溝侵蝕主要受降雨強度的影響，當雨強由1.31mm／min增大到3.52mm／min時，在降雨量大體相當的情況下，每毫米降雨的侵蝕量由0.543kg增加到2.626kg。雨強增大1.687倍，淺溝侵蝕量卻增加瞭3.836倍。
1）地形因子
在黃土高原地區，影響水力侵蝕的地形因子主要包括地麵的坡度、坡長、坡嚮及坡形。地形直接決定著徑流是否集中以及集中的部位，直接影響著淺溝的發生、分布部位以及淺溝侵蝕的發生程度。地形因子對淺溝侵蝕的影響主要體現在坡度、坡長和坡形等特徵與淺溝侵蝕的關係上。
坡度：坡度影響坡麵的受雨麵積及其雨量，從而影響坡麵徑流、人滲和徑流動能的大小。臨界坡度是臨界動能的具體體現之一。張科利（1988）、張科利和唐剋麗（1992）指齣淺溝發生的臨界坡度為18.2°，而以22°～31°分布居多。另外，坡度越大，坡麵物質在坡麵嚮下方的分量也就越大，穩定性就越差，越容易發生淺溝侵蝕。在黃土丘陵區，在坡的上部，坡度較緩，一般隻發生片蝕和細溝侵蝕。順坡嚮下，坡度漸增，便發生淺溝侵蝕且形成淺溝。在陝北、晉西因梁峁坡麵較短，淺溝一般分布在梁峁坡麵的中下部（曹銀真，1983）。坡度影響淺溝侵蝕的強弱，張科利（1988）指齣在一定範圍內隨坡度增大而增強。同時，坡度影響淺溝侵蝕的分布，陳永宗（1984）發現，在5°～30°的坡麵上，淺溝條數隨坡度的增大而增多，在30°～45°的坡麵上隨坡度的增大而減小。張科利（1988）發現，坡度由小變大，淺溝分布間距由大變小再變大。
坡長：坡長影響徑流匯集過程，而坡麵徑流量的大小，決定著淺溝侵蝕的發生。張科利（1988）指齣淺溝侵蝕的發生要求有一定的臨界坡長，其特徵值變化於20～60m，平均為40m左右。坡長的大小決定著淺溝匯水麵積的大小，影響著侵蝕量的多少。張科利（1988）指齣由於淺溝已有瞭固定形態，淺溝侵蝕發生的臨界匯水麵積就等於發生淺溝侵蝕的臨界坡長與間距的乘積，該特徵值為300～1200m°，以400～800m°居多，平均為657m2。就某一條淺溝而言，在一定坡長範圍內侵蝕量隨坡長的增加而增加，但在一定程度後，由於泥沙負荷的增加，徑流挾沙力減小，淺溝侵蝕量減小。

前言/序言

　　我國是人口大國與農業大國，也是世界上土壤侵蝕最嚴重的國傢之一；不僅侵蝕麵積大、分布範圍廣，而且侵蝕強度大、侵蝕危害嚴重，每年造成的經濟損失超過1000億元以上。正如孫鴻烈院士在中國水土流失與生態安全考察時所指齣的：“我國嚴重的水土流失是各種生態問題的集中反映，對糧食安全和生態安全造成嚴重威脅”。土壤侵蝕已成為我國頭號環境問題。
　　受復雜多變的自然環境和長期人類活動的影響，我國侵蝕類型多樣，産沙過程復雜，且不同水蝕類型區溝蝕嚴重，成為河流泥沙的重要來源。特彆在我國黃土高原地區，復雜的地形地貌特徵、易蝕的黃土、集中的暴雨、長期和強烈的人類活動，使本區成為我國土壤侵蝕最嚴重的地區，不但坡麵細溝侵蝕、尤其是淺溝侵蝕嚴重，而且各種溝蝕也異常活躍。在黃土高原丘陵溝壑區，溝蝕産沙量占流域産沙量的70％以上；在高原溝壑區，溝蝕量占流域産沙量的90％以上。各種形態溝蝕的形成和發展不但導緻土地切割破碎，破壞土地資源，而且溝蝕産沙量也成為河流泥沙的重要來源。因此，黃土高原溝蝕演變過程與侵蝕産沙一直是水利和水土保持界關注的焦點和熱點。但由於各種溝蝕發生與演變過程的復雜性及影響因素的多變性，溝蝕過程的研究難度較大，取得的創新性研究成果較少。因此，深入研究我國溝蝕演變過程及其機理，揭示溝蝕産沙過程的動力學機製，分析溝蝕演變過程不同階段對河流泥沙的貢獻，不僅為土壤侵蝕防治提供瞭重要的科學依據，而且也為建立以侵蝕過程為基礎的土壤侵蝕預報模型提供強有力的理論支持。
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