土壤風蝕測試與控制技術(shù)

前言

　　土壤風蝕是導致干旱、半干旱地區(qū)土地退化的主要原因之一，對自然環(huán)境和社會發(fā)展的影響十分巨大，相應的研究工作已越來越引起國際社會的高度重視?！　∮霉こ虦y試手段研究土壤風蝕問題，提高測試精度并根據(jù)測試結(jié)果研究土壤風蝕發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，提出控制措施及有關(guān)技術(shù)對策參數(shù)，是近幾年來土壤風蝕研究的熱點問題。由于以往研究人員主要是依靠觀測和簡單儀器手段和專業(yè)知識從事土壤風蝕的分析研究，在一定程度上制約了土壤風蝕研究的深度與廣度。事實上，研究土壤風蝕問題涉及農(nóng)業(yè)工程、生態(tài)建設、水土保持、耕作學和土壤學等多學科綜合交叉知識，需要集成多學科交叉融合技術(shù)的支持?！　』谛碌目茖W技術(shù)手段研究土壤風蝕測試與控制技術(shù)及裝備具有重要意義。《土壤風蝕測試與控制技術(shù)》是該書作者指導下的研究團隊在多項科學研究項目，即國家自然科學基金項目“西部地區(qū)地表土層抗風蝕能力測試與評估系統(tǒng)研究”（30260092）和“陰山北麓農(nóng)牧交錯區(qū)農(nóng)田耕作尺度及其抗風蝕機理研究”（40861013）、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)與社會發(fā)展科技攻關(guān)項目“地表土壤抗風蝕能力測試研究”（20030703）以及教育部高等學校博士學科點專項科研基金項目“利用移動式風蝕風洞開展農(nóng)田地表抗風蝕效應的測試研究”（20050129007）等研究成果的基礎上，將農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域中工程測試技術(shù)與土壤風蝕控制技術(shù)融為一體，形成了比較系統(tǒng)的土壤風蝕測試和控制的理論與技術(shù)體系。該研究成果對干旱半干旱地區(qū)防治土壤風蝕實踐具有重要的指導價值?！　≡摃卜?章，從基礎理論到測試與控制技術(shù)自成體系，具有以下四大特點：一是完整性。該書比較全面地描述了干旱半干旱地區(qū)土壤風蝕的理論、工程測試技術(shù)基礎和土壤風蝕測試與控制技術(shù)。該書以土壤風蝕為主線，內(nèi)容翔實，觀點鮮明，既有比較全面的土壤風蝕測試技術(shù)，又有科學嚴謹?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)支撐的土壤風蝕控制措施。二是可讀性。該書語言通暢，用詞嚴謹，數(shù)據(jù)翔實，循序漸進，綜合了國內(nèi)外土壤風蝕研究的最新理論成果，其中，許多內(nèi)容都是作者多年的研究成果，這對于指導生產(chǎn)實踐具有重要參考價值。三是知識性。該書是存儲多種知識的跨學科文獻，既有流體與大氣物理、工程測試、農(nóng)田耕作、生態(tài)建設等內(nèi)容，又涉及農(nóng)田和草地環(huán)境控制方法與技術(shù)，內(nèi)容豐富多彩，博采眾長，開卷有益。四是實用性。該書不僅可供相關(guān)研究教學人員參考，還可以對農(nóng)田、草地土壤風蝕測試與控制的實際工作者提供技術(shù)與知識支持。

內(nèi)容概要

本書以土壤風蝕為主線，系統(tǒng)介紹了土壤風蝕理論及其測試與控制技術(shù)。本書共6章，主要包括：流體與大氣邊界層的基本特性；土壤風蝕顆粒起動與輸送、風沙流結(jié)構(gòu)、輸沙率和輸沙量、磨蝕與沉積、土壤風蝕影響因子、土壤風蝕方程等土壤風蝕的基本理論；用于土壤風蝕測試的相關(guān)工程測試方面的基本理論與技術(shù)方法；以移動式風蝕風洞原位測試為主要內(nèi)容的土壤風蝕測試技術(shù)及其應用，包括移動式風蝕風洞測試系統(tǒng)的構(gòu)建、風洞大氣邊界層模擬技術(shù)和移動式風蝕風洞原位測試技術(shù)；針對農(nóng)田與草地的各種土壤風蝕控制技術(shù)，提出了截留率與抗風蝕效率2個土壤抗風蝕能力評價指標，建立了農(nóng)田與草地抗風蝕模型，確立了干旱半干旱地區(qū)農(nóng)田抗風蝕耕作尺度以及相應的土壤風蝕控制技術(shù)指標。    本書既可作為土壤風蝕研究專業(yè)技術(shù)人員的參考資料，也可作為農(nóng)業(yè)工程學科與水土保持學科本科生、研究生的教材。

書籍目錄

序前言第1章　流體與大氣邊界層基本特性　1.1　流體的主要物理性質(zhì)　　1.1.1　流體的概念　　1.1.2　流體的密度　　1.1.3　流體的黏度　　1.1.4　流體的壓縮性和膨脹性　1.2　風速、風向與風力等級分類　1.3　大氣邊界層　1.4　大氣湍流特性　　1.4.1　湍流的特征　　1.4.2　湍流的分類　　1.4.3　研究湍流的統(tǒng)計平均方法　　1.4.4　三種平均法之間的關(guān)系及各態(tài)遍歷假說　　1.4.5　脈動值及其性質(zhì)　　1.4.6　湍流強度與湍流積分尺度  1.5　混合長度理論  1.6　平均風速剖面  1.7　非光滑均質(zhì)地形對平均風速剖面的影響  1.8　風沙氣固兩相流體與兩相湍流模型分類  參考文獻第2章　土壤風蝕　2.1　基本概念　2.2　土壤風蝕顆粒起動與輸送　　2.2.1　土壤顆粒起動學說　　2.2.2　土壤顆粒作用力　　2.2.3　顆粒起動風速　　2.2.4　風蝕顆粒的輸送形式  2.3　風沙流結(jié)構(gòu)　……第3章　工程測試技術(shù)第4章　土壤風蝕測試第5章　農(nóng)田土壤風蝕控制技術(shù)第6章　草地土壤風蝕控制技術(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.兩相流體　　兩相流體是指兩種相在同一個流動系統(tǒng)中同時存在的流動體。它必須考慮物質(zhì)兩相的力學關(guān)系問題。按照流場中物質(zhì)的狀態(tài)將兩相流分為4種，即氣體一固體顆粒兩相流，如工業(yè)上的水泥、糧食的氣力輸送、自然界的風沙流、風雪流等；液體一固體顆粒兩相流，如冰川流動、泥石流和水土流失等；互不相容的液體一液滴兩相流，如乳狀液的流動；氣體一液滴兩相流和液體一氣泡兩相流，如鍋爐沸騰時的管內(nèi)流動、制冷介質(zhì)液相與氣相的混合流動等?！　上嗔鞯睦碚摲治霰葐蜗嗔骼щy得多，大量理論工作采用的是兩類簡化模型。第一類是均相模型，即把兩相介質(zhì)看成是一種混合非常均勻的混合物，假定處理單相流動的概念和方法仍然適用于兩相流，但需對其物理性質(zhì)和傳遞性質(zhì)作合理的假定；第二類是分相模型，即認為單相流的概念和方法可分別用于兩相系統(tǒng)的各個相，同時考慮兩相之間的相互作用。兩相流的試驗研究，是掌握兩相流規(guī)律的基本方法。目前，廣泛應用光學法、散射法、示蹤法等測定兩相流中的重要參數(shù)，如壓力、孔隙率、運動速度等。　3.連續(xù)介質(zhì)假定　研究流體在靜止和流動狀態(tài)下的規(guī)律時，常將流體視為由無數(shù)質(zhì)點組成的連續(xù)介質(zhì)。所謂流體質(zhì)點是指含有大量分子的極小單元或微團?！　?.意義和作用　　流體質(zhì)點和連續(xù)介質(zhì)是流體力學中的一個重要假設或理論模型，在流體力學研究中具有重要作用和意義?！　×黧w中每個分子都在不停地做不規(guī)則運動，相互碰撞，交換著動量和能量。因此，流體的微觀結(jié)構(gòu)和運動在時間和空間上都表現(xiàn)為不均勻性、離散性和隨機性。而測量或觀察到的流體宏觀結(jié)構(gòu)和運動，卻又明顯地呈現(xiàn)出均勻性、連續(xù)性和確定性。有了連續(xù)介質(zhì)的假設，在研究流體的宏觀運動時，就可以把一個本來是大量離散分子的運動問題近似為連續(xù)且充滿整個空間的流體質(zhì)點運動問題，在空間和時間上都有確定的物理量，都是空間坐標和時間的連續(xù)函數(shù)，可以用數(shù)學分析工具來完成流體的科學假設或理論模型?！　　?/pre>








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