风沙物理学

序

第2版前言

第1版前言

第1章 流体力学理论基础

1.1 流体及其物理性质

1.1.1 流体的定义与特征

1.1.2 流体的连续介质理论模型

1.1.3 流体的主要物理性质

1.2 流体静力学基础

1.2.1 作用在流体上的力

1.2.2 流体平衡微分方程

1.2.3 流体静力学基本方程

1.3 流体动力学基础

1.3.1 研究流体运动的方法

1.3.2 描述流体流动的相关概念

1.3.3 流体流动的连续性方程

1.3.4 理想流体流动的微分方程和伯努利方程

1.3.5 流体动量方程

1.4 黏性流体流动与能量损失

1.4.1 黏性流体的伯努利方程与能量损失

1.4.2 黏性流体的两种流动状态

1.4.3 流动阻力系数

1.4.4 附面层理论与绕流阻力

第2章 风及其基本性质

2.1 风的产生

2.1.1 水平气压梯度力

2.1.2 水平地转偏向力

2.1.3 惯性离心力

2.1.4 地面摩擦力

2.2 风的表示方法

2.3 大气的分层结构

2.4 大气边界层风的特征

2.4.1 大气边界层风的动力学特性

2.4.2 大气边界层风的热力学特性

2.5 近地面层风的垂直分布(风速廓线)

2.5.1 纯气流在稳定床面上的风速廓线

2.5.2 风沙流在床面上的风速廓线

2.6 植被对近地面层气流的影响

2.6.1 零平面位移

2.6.2 植被冠层上的风速廓线

2.6.3 植被冠层内的风速廓线

第3章 沙物质及其基本性质

3.1 沙物质及其来源

3.1.1 沙物质的概念

3.1.2 沙物质的形成

3.1.3 沙物质的来源

3.2 沙物质的颗粒性质

3.2.1 沙物质颗粒大小度量

3.1 2.2 沙物质颗粒粒度分级

3.2.3 沙物质颗粒的形状、磨圆度与表面组织

3.2.4 沙物质颗粒的方位与重度

3.2.5 沙物质细微颗粒的特殊理化性质

3.3 沙物质的群体性质

3.3.1 粒径分布表示方法

3.3.2 粒度参数

3.3.3 孔隙率

3.3.4 容重

3.3.5 渗透率

3.3.6 含水率

3.3.7 休止角

3.3.8 沙物质的热状况

3.3.9 沙物质水分状况的特殊性

第4章 风沙运动

4.1 沙粒的起动机制

4.2 沙粒的起动风速

4.2.1 粗沙粒的起动

4.2.2 细小沙粒的起动

4.2.3 天然混合沙的起动

4.3 沙粒运动的基本形式

4.3.1 蠕移运动

4.3.2 跃移运动

4.3.3 悬移运动

4.4 气流和水流中泥沙运动的主要差别

4.5 沙粒的运动轨迹和轨迹方程

4.5.1 沙粒的运动轨迹

4.5.2 沙粒的运动轨迹方程

4.6 风沙流中沙粒的旋转运动

4.6.1 沙粒旋转运动特征

4.6.2 影响旋转运动的因素

4.6.3 沙粒旋转速度的推算

4.7 风沙流的输沙量

4.7.1 输沙量的计算

4.7.2 输沙量的影响因素

4.8 风沙流的结构特征

4.8.1 风沙流中含沙量的垂直分布

4.8.2 风沙流结构特征指标

4.8.3 风沙流结构的影响因素

4.9 风沙流运动模型

4.9.1 刘贤万的研究结果

4.9.2 刘大有等的研究结果

4.9.3 贺大良、高有广的研究结果

第5章 风沙地貌的形成及演变

5.1 蚀积原理

5.2 风沙地貌的形成

5.2.1 风蚀地貌

5.2.2 风积地貌

5.3 沙丘运动

5.3.1 沙丘的运动过程与动力学特征

5.3.2 沙丘移动的影响因素

5.3.3 沙丘移动方式

5.3.4 沙丘移动速度

第6章 土壤风蚀

6.1 土壤风蚀原理

6.2 土壤风蚀的一般过程

6.2.1 土壤风蚀的初始运动

6.2.2 土壤风蚀阶段

6.2.3 土崩

6.2.4 分选

6.2.5 风力侵蚀方式

6.3 土壤风蚀的影响因子

6.3.1 风蚀侵蚀性因子

6.3.2 风蚀可蚀性因子

6.3.3 人为因素

6.4 土壤风蚀分类与分级

6.4.1 土壤风蚀分类

6.4.2 土壤风蚀分级

6.5 土壤风蚀模型

6.5.1 通用风蚀方程(WEQ)预报模型

6.5.2 修正风蚀方程(RWEQ)预报模型

6.5.3 帕萨克风蚀模型

6.5.4 Cravailovic的风蚀模型

6.5.5 波查罗夫风蚀模型

6.5.6 得克萨斯侵蚀分析模型(TEAM)

6.5.7 风蚀评价模型(WEAM)

6.5.8 风蚀预报系统(WEPS)模型

6.5.9 流域多变量风蚀预测模型

6.6 土壤风蚀荒漠化及其危害

6.6.1 土壤风蚀荒漠化的定义

6.6.2 土壤风蚀荒漠化的危害

第7章 沙尘暴

7.1 沙尘暴及其危害

7.1.1 沙尘暴的概念与分级

7.1.2 沙尘暴天气状况及危害

7.2 沙尘暴的形成及影响因素

7.2.1 沙尘暴形成的动力条件

7.2.2 沙尘暴发生的物质基础

7.2.3 地形地貌因素

7.2.4 人为因素

7.3 沙尘暴的时空分布

7.3.1 国外沙尘暴的地理分布

7.3.2 我国沙尘暴的时空分布

7.4 中国沙尘暴策源地与发生路径

7.4.1 沙尘暴策源地

7.4.2 沙尘暴发生路径及影响地域

7.4.3 沙尘暴引起的气象变化

第8章 风沙物理学研究方法

8.1 野外调查与观测

8.1.1 沙源调查

8.1.2 风成地貌成因调查

8.1.3 沙丘基本状况调查

8.1.4 风沙运动观测

8.1.5 沙尘的采集与观测

8.1.6 地表形态变化观测

8.2 风洞模拟实验

8.2.1 风洞结构及一般原理

8.2.2 沙风洞

8.2.3 相似条件与模型实验方法

8.2.4 风洞模拟实验研究内容

8.2.5 风沙现象的相似问题

8.3 放射性核索示踪法测定土壤风蚀与测年

8.3.1 137Cs测定土壤风蚀

8.3.2 风成沙的年代测定

8.4 遥感技术和地理信息系统在风沙地貌研究中的应用

8.4.1 遥感技术的应用

8.4.2 地理信息系统的应用

8.5 风信资料整理与应用

8.5.1 风信资料整理的内容和目的

8.5.2 分析整理风信资料的方法

8.5.3 输沙势计算

参考文献

教材以流体力学的基本原理为出发点，从力学和物理学过程系统研究风与各种沙质地表的相互作用机制及其风沙运动规律。全书共分8章，主要内容包括：流体力学理论基础；风及其基本性质；沙物质及其基本性质；风沙运动；风沙地貌的形成及演变；土壤风蚀；沙尘暴；风沙物理学研究方法。

《高等学校水土保持与荒漠化防治专业教材：风沙物理学（第2版）》适用于水土保持与荒漠化防治专业的本科生教学，同时可作为环境生态类有关学科研究生的教学用书，也可作为从事防沙治沙、水土保持、环境保护等科技工作者的参考用书。