流域泥沙動力學(xué)模型

序
前言
摘要
第1章 緒論
1.1 研究對象
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 主要侵蝕與水質(zhì)模型的結(jié)構(gòu)和特點
1.2.2 土壤侵蝕公式的主要形式
1.2.3 流域土壤侵蝕模擬的進展
1.2.4 黃土高原侵蝕產(chǎn)沙研究
1.3 研究內(nèi)容與方法
第2章 流域泥沙主要影響因子及其過程概化
2.1 流域特征因子
2.1.1 降水、植被與土壤特征
2.1.2 地質(zhì)地貌特征和河網(wǎng)
2.1.3 人類活動影響
2.1.4 不同因素間的相互作用
2.2 黃土高原的主要特征因子
2.2.1 降水特征
2.2.2 土壤與土地利用特征
2.2.3 植被特征
2.2.4 地貌特征
2.3 流域不同地貌單元的泥沙子過程
2.3.1 黃土丘陵溝壑區(qū)的地貌單元組成
2.3.2 坡面侵蝕
2.3.3 溝坡區(qū)重力侵蝕
2.3.4 溝道與河道不平衡輸沙
2.4 黃土高原泥沙過程的模型概化
第3章 坡面水流特性
3.1 坡面漫流
3.1.1 坡面漫流的流態(tài)
3.1.2 坡面流的水力關(guān)系
3.1.3 坡面流阻力
3.1.4 雨滴擊濺的影響
3.1.5 坡面漫流的計算
3.2 有細溝的坡面流
3.2.1 細溝水流的實驗
3.2.2 細溝坡面的水流計算
3.3 本章小結(jié)
第4章 坡面侵蝕機理
4.1 雨滴濺蝕
4.2 坡面徑流侵蝕
4.2.1 薄層水流侵蝕
4.2.2 細溝水流侵蝕
4.3 坡面水流侵蝕和輸沙的計算
4.3.1 侵蝕量與輸沙量的關(guān)系
4.3.2 薄層水流的侵蝕與輸沙能力
4.3.3 細溝流的侵蝕與輸沙能力
4.3.4 模擬中要注意的問題
4.4 本章小結(jié)
第5章 坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙模型
5.1 超滲產(chǎn)流模型
5.1.1 模型的結(jié)構(gòu)與計算流程
5.1.2 產(chǎn)流過程計算
5.1.3 匯流過程
5.1.4 參數(shù)取值
5.2 坡面產(chǎn)沙模型
5.2.1 產(chǎn)沙模型的概化
5.2.2 坡面產(chǎn)沙計算公
5.2.3 公式合理性檢驗
5.2.4 公式的適用性
5.3 本章小結(jié)
第6章 溝坡區(qū)重力侵蝕模型
6.1 溝坡重力侵蝕物理圖景概
6.2 溝坡重力侵蝕力學(xué)分析
6.2.1 土體含水量變化
6.2.2 坡腳側(cè)向沖刷計算
6.2.3 溝坡失穩(wěn)幾何形態(tài)分析
6.2.4 溝坡土體受力分析
6.3 溝坡失穩(wěn)的不確定性分析
6.3.1 不確定性的含義
6.3.2 溝坡失穩(wěn)的模糊性分析
6.3.3 溝坡失穩(wěn)的隨機性分析
6.3.4 溝坡失穩(wěn)的模糊概率
6.4 重力侵蝕模型的應(yīng)用條件
6.5 本章小結(jié)
第7章 溝道水沙演進模型。
7.1 精確擴散波匯流模型
7.1.1 馬斯京根-貢日法
7.1.2 時空步長的選擇
7.1.3 水力要素的計算
7.1.4 驗證與對比
7.2 溝道輸沙計算
7.3 溝道水沙計算的驗證
7.4 本章小結(jié)
第8章 流域數(shù)字河網(wǎng)和模型集成
8.1 河網(wǎng)并行計算需求
8.2 數(shù)字流域平臺的改進與應(yīng)用
8.3 基于二叉樹的河網(wǎng)編碼方法
8.3.1 河網(wǎng)的二叉樹特征
8.3.2 快速定位節(jié)點的二叉樹編碼
8.3.3 基于二叉樹的河網(wǎng)編碼方法
8.3.4 基本拓撲關(guān)系
8.3.5 典型應(yīng)用的拓撲算法
8.4 大規(guī)模河網(wǎng)的管理
8.4.1 分區(qū)分級編碼方法
8.4.2 子流域DEM切割和河網(wǎng)耦合
8.4.3 河網(wǎng)管理的應(yīng)用
8.5 基于河網(wǎng)分解的并行計算
8.5.1 并行計算的邏輯架構(gòu)
8.5.2 河網(wǎng)分解算法
8.5.3 基于MPI和計算機集群的實現(xiàn)方式
8.5.4 并行計算應(yīng)用實例
8.6 模型的集成
8.6.1 模型集成方法
8.6.2 模擬尺度的提升
8.7 本章小結(jié)
第9章 流域泥沙過程模擬
9.1 岔巴溝流域泥沙過程模擬
9.1.1 計算準(zhǔn)備
9.1.2 參數(shù)率定
9.1.3 模型應(yīng)用
9.1.4 結(jié)果分析
9.2 無定河流域泥沙過程模擬
9.2.1 計算準(zhǔn)備
9.2.2 參數(shù)率定
9.2.3 模型應(yīng)用
9.2.4 結(jié)果分析
9.3 多沙粗沙區(qū)流域泥沙過程模擬
9.3.1 計算準(zhǔn)備
9.3.2 1967年模擬結(jié)果
9.3.3 1977年模擬結(jié)果
9.3.4 結(jié)果分析
9.4 本章小結(jié)
第10章 水沙源區(qū)泥沙過程規(guī)律分析
10.1 尺度現(xiàn)象及其形成機理
10.1.1 尺度現(xiàn)象
10.1.2 模擬結(jié)果中的尺度現(xiàn)象
10.1.3 對尺度現(xiàn)象來源的分析
10.2 降雨變化對侵蝕產(chǎn)沙的影響
10.2.1 降雨變化趨勢和情景設(shè)置
10.2.2 徑流和輸沙量結(jié)果
10.2.3 不同土壤侵蝕組成的變化
10.2.4 結(jié)果分析
10.3 本章小結(jié)
第11章 河道水沙動力學(xué)模型
11.1 模型建立
11.1.1 控制方程組
11.1.2 數(shù)值解法
11.1.3 關(guān)鍵問題處理
11.2 模型率定
11.2.1 初始和邊界條件
11.2.2 高含沙量對模擬結(jié)果的影響
11.2.3 考慮高含沙量影響的模擬結(jié)果
11.3 參數(shù)敏感性分析
11.4 模型應(yīng)用
11.4.1 1982年洪水
11.4.2 1992年洪水
11.4.3 1998年洪水
11.5 本章小結(jié)
第12章 水沙源區(qū)與干流河道的耦合模擬
12.1 流域與河道模型的耦合方式
12.2 模擬實例
12.2.1 計算準(zhǔn)備
12.2.2 計算條件的對比
12.2.3 模擬結(jié)果
12.3 來水來沙變化對河道沖淤的影響
12.4 本章小結(jié)
參考文獻