| 本书作者王光谦和他带领的团队在国家自然科学创新群体基金的支持下开展流域水沙过程与调控机理研究，在流域泥沙动力学过程机理、数字流域模型、黄河水沙调控等方面取得了系统的成果。本书是作者关于流域泥沙过程规律、理论描述、模拟方法及实际应用的成果总结。 本书的特点是把理论研究与黄河流域水土流失的特点和难点密切结合。书中以黄河中游多沙粗沙区为例，采用基于动力学的分析与建模方法，建立了模拟流域内泥沙运动全过程的模型系统。 |
| 序 前言 摘要 第1章 绪论 1.1 研究对象 1.2 研究现状 1.2.1 主要侵蚀与水质模型的结构和特点 1.2.2 土壤侵蚀公式的主要形式 1.2.3 流域土壤侵蚀模拟的进展 1.2.4 黄土高原侵蚀产沙研究 1.3 研究内容与方法 第2章 流域泥沙主要影响因子及其过程概化 2.1 流域特征因子 2.1.1 降水、植被与土壤特征 2.1.2 地质地貌特征和河网 2.1.3 人类活动影响 2.1.4 不同因素间的相互作用 2.2 黄土高原的主要特征因子 2.2.1 降水特征 2.2.2 土壤与土地利用特征 2.2.3 植被特征 2.2.4 地貌特征 2.3 流域不同地貌单元的泥沙子过程 2.3.1 黄土丘陵沟壑区的地貌单元组成 2.3.2 坡面侵蚀 2.3.3 沟坡区重力侵蚀 2.3.4 沟道与河道不平衡输沙 2.4 黄土高原泥沙过程的模型概化 第3章 坡面水流特性 3.1 坡面漫流 3.1.1 坡面漫流的流态 3.1.2 坡面流的水力关系 3.1.3 坡面流阻力 3.1.4 雨滴击溅的影响 3.1.5 坡面漫流的计算 3.2 有细沟的坡面流 3.2.1 细沟水流的实验 3.2.2 细沟坡面的水流计算 3.3 本章小结 第4章 坡面侵蚀机理 4.1 雨滴溅蚀 4.2 坡面径流侵蚀 4.2.1 薄层水流侵蚀 4.2.2 细沟水流侵蚀 4.3 坡面水流侵蚀和输沙的计算 4.3.1 侵蚀量与输沙量的关系 4.3.2 薄层水流的侵蚀与输沙能力 4.3.3 细沟流的侵蚀与输沙能力 4.3.4 模拟中要注意的问题 4.4 本章小结 第5章 坡面产流产沙模型 5.1 超渗产流模型 5.1.1 模型的结构与计算流程 5.1.2 产流过程计算 5.1.3 汇流过程 5.1.4 参数取值 5.2 坡面产沙模型 5.2.1 产沙模型的概化 5.2.2 坡面产沙计算公 5.2.3 公式合理性检验 5.2.4 公式的适用性 5.3 本章小结 第6章 沟坡区重力侵蚀模型 6.1 沟坡重力侵蚀物理图景概 6.2 沟坡重力侵蚀力学分析 6.2.1 土体含水量变化 6.2.2 坡脚侧向冲刷计算 6.2.3 沟坡失稳几何形态分析 6.2.4 沟坡土体受力分析 6.3 沟坡失稳的不确定性分析 6.3.1 不确定性的含义 6.3.2 沟坡失稳的模糊性分析 6.3.3 沟坡失稳的随机性分析 6.3.4 沟坡失稳的模糊概率 6.4 重力侵蚀模型的应用条件 6.5 本章小结 第7章 沟道水沙演进模型。 7.1 精确扩散波汇流模型 7.1.1 马斯京根-贡日法 7.1.2 时空步长的选择 7.1.3 水力要素的计算 7.1.4 验证与对比 7.2 沟道输沙计算 7.3 沟道水沙计算的验证 7.4 本章小结 第8章 流域数字河网和模型集成 8.1 河网并行计算需求 8.2 数字流域平台的改进与应用 8.3 基于二叉树的河网编码方法 8.3.1 河网的二叉树特征 8.3.2 快速定位节点的二叉树编码 8.3.3 基于二叉树的河网编码方法 8.3.4 基本拓扑关系 8.3.5 典型应用的拓扑算法 8.4 大规模河网的管理 8.4.1 分区分级编码方法 8.4.2 子流域DEM切割和河网耦合 8.4.3 河网管理的应用 8.5 基于河网分解的并行计算 8.5.1 并行计算的逻辑架构 8.5.2 河网分解算法 8.5.3 基于MPI和计算机集群的实现方式 8.5.4 并行计算应用实例 8.6 模型的集成 8.6.1 模型集成方法 8.6.2 模拟尺度的提升 8.7 本章小结 第9章 流域泥沙过程模拟 9.1 岔巴沟流域泥沙过程模拟 9.1.1 计算准备 9.1.2 参数率定 9.1.3 模型应用 9.1.4 结果分析 9.2 无定河流域泥沙过程模拟 9.2.1 计算准备 9.2.2 参数率定 9.2.3 模型应用 9.2.4 结果分析 9.3 多沙粗沙区流域泥沙过程模拟 9.3.1 计算准备 9.3.2 1967年模拟结果 9.3.3 1977年模拟结果 9.3.4 结果分析 9.4 本章小结 第10章 水沙源区泥沙过程规律分析 10.1 尺度现象及其形成机理 10.1.1 尺度现象 10.1.2 模拟结果中的尺度现象 10.1.3 对尺度现象来源的分析 10.2 降雨变化对侵蚀产沙的影响 10.2.1 降雨变化趋势和情景设置 10.2.2 径流和输沙量结果 10.2.3 不同土壤侵蚀组成的变化 10.2.4 结果分析 10.3 本章小结 第11章 河道水沙动力学模型 11.1 模型建立 11.1.1 控制方程组 11.1.2 数值解法 11.1.3 关键问题处理 11.2 模型率定 11.2.1 初始和边界条件 11.2.2 高含沙量对模拟结果的影响 11.2.3 考虑高含沙量影响的模拟结果 11.3 参数敏感性分析 11.4 模型应用 11.4.1 1982年洪水 11.4.2 1992年洪水 11.4.3 1998年洪水 11.5 本章小结 第12章 水沙源区与干流河道的耦合模拟 12.1 流域与河道模型的耦合方式 12.2 模拟实例 12.2.1 计算准备 12.2.2 计算条件的对比 12.2.3 模拟结果 12.3 来水来沙变化对河道冲淤的影响 12.4 本章小结 参考文献 |
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