流域侵蝕動力學(xué)

內(nèi)容概要

本書以位于黃土丘陵溝壑區(qū)的甘肅省天水市典型流域為對象，分析黃土地區(qū)流域內(nèi)降水量的空間相關(guān)性和變異性，采用不同降水空間插值方法。研究受小流域地形影響的降水空間分布規(guī)律；采用景觀生態(tài)學(xué)的理論和方法及地理信息系統(tǒng)技術(shù)和手段，研究流域的森林植被/土地覆蓋空間異質(zhì)性變化特征與土壤侵蝕的相互關(guān)系；分析流域徑流與侵蝕產(chǎn)沙形成機制，研究流域土地利用/森林植被格局影響下的徑流、洪水、侵蝕產(chǎn)沙的變化規(guī)律，辨析流域土地利用/森林植被格局與洪水徑流、侵蝕產(chǎn)沙的耦合關(guān)系；利用基于GIS軟件的水文模型SWAT和土壤侵蝕預(yù)報模型GeoWEPP，模擬不同流域土地利用格局下的徑流和侵蝕產(chǎn)沙過程，進而初步建立了流域侵蝕動力學(xué)過程的基本理論。    本書可供從事水土保持學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、泥沙運動力學(xué)等專業(yè)的研究、管理人員及高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

作者簡介

余新曉，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，1961年生，甘肅省平?jīng)鍪腥?。國家有突出貢獻中青年科學(xué)家?，F(xiàn)任北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院院長、教育部水土保持與荒漠化防治重點實驗室主任、國家林業(yè)局水土保持重點開放實驗室主任、水土保持與荒漠化防治國家級重點學(xué)科帶頭人。兼任中國水土保持學(xué)會常務(wù)理事、中國水土保持學(xué)會生態(tài)修復(fù)委員會主任、中國林學(xué)會理事、中國林學(xué)會森林水文與流域治理分會理事長、中國國土經(jīng)濟學(xué)會理事，并擔(dān)任International Journalof Sediment Research、《生態(tài)學(xué)報》、《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報》、《中國水土保持科學(xué)》、《水土保持研究》等學(xué)術(shù)刊物的常務(wù)編委或編委。 
    主要從事水土保持學(xué)和生態(tài)水文學(xué)等方面的科研與教學(xué)工作，獲國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎3項、省部級科技獎勵5項。主持國家“973”、國家自然科學(xué)重點基金、國家科技攻關(guān)、國際科技合作等多項科研項目。出版學(xué)術(shù)專著11部，在國內(nèi)外科技刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文120多篇。

書籍目錄

序前言第1章 緒論　1.1 流域與土壤侵蝕　　1.1.1 流域的相關(guān)概念　　1.1.2 土壤侵蝕　1.2 流域侵蝕動力學(xué)過程　　1.2.1 流域侵蝕動力學(xué)的相關(guān)概念　　1.2.2 流域侵蝕動力學(xué)的研究內(nèi)容　1.3 流域侵蝕動力學(xué)研究進展　　1.3.1 土壤侵蝕動力學(xué)研究　　1.3.2 流域植被變化與侵蝕關(guān)系研究　　1.3.3 流域土壤侵蝕模型研究　　1.3.4 今后的發(fā)展趨勢　1.4 研究區(qū)概況　　1.4.1 研究區(qū)域自然環(huán)境概況　　1.4.2 研究流域基本情況　1.5 研究方法　　1.5.1 研究技術(shù)路線與方法　　1.5.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集與整理第2章 流域特征與流域數(shù)字高程模型　2.1 流域水系拓?fù)鋵W(xué)特征　　2.1.1 水系分叉　　2.1.2 河流分級　　2.1.3 河數(shù)定律　2.2 流域的形狀特征　　2.2.1 流域面積　　2.2.2 面積定律　　2.2.3 流域長度和寬度　　2.2.4 流域形狀　2.3 流域的結(jié)構(gòu)特征　　2.3.1 河網(wǎng)密度和河道維持常數(shù)　　2.3.2 河流頻度和鏈頻度　　2.3.3 面積-河長曲線　　2.3.4 高程曲線　　2.3.5 流域坡度　2.4 流域數(shù)字高程模型　　2.4.1 基于GIS的流域空間屬性數(shù)據(jù)庫建立　　2.4.2 基于DEM的流域匯流網(wǎng)絡(luò)建立第3章 流域景觀格局演變　3.1 流域景觀空間格局分析　　3.1.1 景觀格局研究方法　　3.1.2 資料獲取及數(shù)據(jù)處理方法　　3.1.3 景觀單元特征指數(shù)提取　　3.1.4 主要景觀特征指數(shù)的生態(tài)意義　3.2 流域森林植被/土地利用結(jié)構(gòu)及動態(tài)變化分析　　3.2.1 羅玉溝流域土地利用結(jié)構(gòu)動態(tài)分析　　3.2.2 呂二溝流域土地利用結(jié)構(gòu)動態(tài)分析　　3.2.3 橋子?xùn)|溝、橋子西溝流域土地利用結(jié)構(gòu)動態(tài)分析　3.3 流域景觀動態(tài)變化　　3.3.1 羅玉溝流域森林植被景觀格局動態(tài)分析　　3.3.2 呂二溝流域森林植被景觀格局動態(tài)分析　　3.3.3 橋子?xùn)|溝、橋子西溝流域森林植被景觀格局動態(tài)分析第4章 流域降雨時空分布規(guī)律　4.1 降水的基本要素　　4.1.1 降水及其要素　　4.1.2 降水的形成與分類　　4.1.3 影響降水的因素　4.2 流域降水量的時間分布　　4.2.1 流域降水年際分布規(guī)律　　4.2.2 降水量的年內(nèi)分布規(guī)律　4.3 流域降水的空間分布　　4.3.1 流域內(nèi)降水量與地面高程的關(guān)系　　4.3.2 流域降雨的空間不均勻性分析　　4.3.3 雨量站間降水相關(guān)性分析　4.4 流域降水量的空間插值　　4.4.1 流域降水量空間內(nèi)插方法選擇　　4.4.2 數(shù)據(jù)內(nèi)插方法在流域降雨量空間分布中的應(yīng)用第5章 流域產(chǎn)匯流過程　5.1 產(chǎn)流機制　　5.1.1 植物截留　　5.1.2 填洼　　5.1.3 包氣帶結(jié)構(gòu)及其對降雨的再分配　　5.1.4 流域產(chǎn)流的物理機制　5.2 流域產(chǎn)流過程　5.3 流域匯流　　5.3.1 流域匯流過程　　5.3.2 流域匯流時間第6章 水力侵蝕與產(chǎn)沙過程　6.1 降雨的力學(xué)特征與侵蝕機理　　6.1.1 降雨的力學(xué)特性　　6.1.2 植被對降雨侵蝕力的影響　6.2 坡面徑流侵蝕過程機制　　6.2.1 坡面產(chǎn)流過程　　6.2.2 坡面流水力特性　　6.2.3 坡面流侵蝕產(chǎn)沙力學(xué)過程　　6.2.4 植被對坡面徑流侵蝕的影響　6.3 溝道侵蝕機制　　6.3.1 溝蝕類型　　6.3.2 溝道侵蝕機理　　6.3.3 溝道侵蝕過程第7章 流域土地利用/森林植被格局變化的產(chǎn)流產(chǎn)沙響應(yīng)　7.1 流域森林植被格局變化與徑流關(guān)系　　7.1.1 流域森林植被格局對年徑流量的影響　　7.1.2 流域森林植被格局對單次降雨徑流量的影響　　7.1.3 流域森林植被格局對洪水過程影響　7.2 流域森林植被格局與洪水徑流耦合關(guān)系　7.3 流域森林植被格局與侵蝕產(chǎn)沙的關(guān)系　　7.3.1 流域森林植被格局影響下的侵蝕產(chǎn)沙年際變化　　7.3.2 流域森林植被格局影響下的侵蝕產(chǎn)沙年內(nèi)變化　　7.3.3 流域森林植被格局與次降雨侵蝕產(chǎn)沙的關(guān)系　7.4 流域森林植被格局與侵蝕產(chǎn)沙耦合關(guān)系第8章 流域土地利用/植被與土壤侵蝕景觀格局耦合　8.1 流域森林植被與土壤侵蝕景觀格局耦合指標(biāo)的建立　　8.1.1 流域森林植被景觀自然度的評價　　8.1.2 流域景觀土壤侵蝕指數(shù)的制定　8.2 流域森林植被與土壤侵蝕景觀格局耦合關(guān)系　　8.2.1 流域景觀格局評價的耦合指數(shù)　　8.2.2 流域景觀格局評價耦合指數(shù)分析　8.3 流域森林植被情景模擬及優(yōu)化格局分析　　8.3.1 建立特定情境　　8.3.2 特定情境分析　　8.3.3 優(yōu)化格局分析第9章 流域土地利用/森林植被變化的水文生態(tài)響應(yīng)　9.1 SWAT模型及其參數(shù)檢驗　　9.1.1 SWAT模型介紹　　9.1.2 SWAT模型結(jié)構(gòu)　　9.1.3 模型參數(shù)敏感度分析　　9.1.4 模型參數(shù)的校準(zhǔn)　9.2 基于SWAT模型的流域水文生態(tài)響應(yīng)模擬與分析　　9.2.1 1986年流域水文生態(tài)響應(yīng)模擬分析　　9.2.2 1995年水文響應(yīng)模擬　　9.2.3 2000年水文響應(yīng)模擬　　9.2.4 三期模擬結(jié)果的對比分析　9.3 基于SWAT模型的流域水文生態(tài)響應(yīng)預(yù)測　　9.3.1 不同降水條件下的水文模擬　　9.3.2 不同森林植被覆蓋下的水文模擬　　9.3.3 耕地水土保持措施下的水文模擬第10章 流域侵蝕產(chǎn)沙過程模擬　10.1 WEPP模型簡介　　10.1.1 WEPP模型結(jié)構(gòu)　　10.1.2 WEPP模型的功能模塊　　10.1.3 WEPP模型的基本原理　　10.1.4 GeoWEPP模型結(jié)構(gòu)　10.2 GeoWEPP數(shù)據(jù)輸入及參數(shù)確定　　10.2.1 地理信息數(shù)據(jù)的輸入　　10.2.2 氣候參數(shù)　　10.2.3 土壤參數(shù)　　10.2.4 植被參數(shù)　　10.2.5 WEPP模型參數(shù)率定方法　　10.2.6 參數(shù)在坡面侵蝕模擬中的驗證　10.3 WEPP模型對坡面侵蝕產(chǎn)沙過程模擬　　10.3.1 不同植被條件下坡面多年平均侵蝕產(chǎn)沙分析　　10.3.2 不同降水水平年坡面侵蝕產(chǎn)沙變化　　10.3.3 單次降水條件下坡面侵蝕產(chǎn)沙變化　10.4 Ge0WEPP對流域侵蝕產(chǎn)沙模擬　　10.4.1 呂二溝流域侵蝕產(chǎn)沙過程模擬　　10.4.2 羅玉溝流域侵蝕產(chǎn)沙模擬　10.5 不同水文條件下流域森林植被變化對侵蝕產(chǎn)沙影響　　10.5.1 平水年流域侵蝕產(chǎn)沙變化　　10.5.2 干旱年份流域侵蝕產(chǎn)沙變化　　10.5.3 豐水年份流域侵蝕產(chǎn)沙　　10.5.4 不同降水水平年侵蝕產(chǎn)沙模擬結(jié)果對比　10.6 流域侵蝕產(chǎn)沙與森林植被協(xié)同變化規(guī)律　　10.6.1 流域森林植被情景的建立　　10.6.2 流域森林植被變化對徑流的影響分析　　10.6.3 流域森林植被格局變化的侵蝕產(chǎn)沙響應(yīng)　　10.6.4 林分不同生長階段流域侵蝕產(chǎn)沙過程參考文獻

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