土壤大孔隙流機理及產(chǎn)匯流模型

《水科學前沿叢書》出版說明
序
前言
第1章 土壤大孔隙流及其對坡面產(chǎn)匯流影響的研究進展
1.1 研究背景與目的意義
1.1.1 背景介紹
1.1.2 目的意義
1.2 優(yōu)先流的分類及其基本理論
1.3 大孔隙流理論的研究現(xiàn)狀
1.3.1 大孔隙的定義
1.3.2 大孔隙的成因
1.3.3 大孔隙流產(chǎn)生的條件
1.3.4 大孔隙流產(chǎn)生的影響及后果
1.3.5 影響大孔隙流的因素
1.4 大孔隙流理論的發(fā)展趨勢
1.4.1 分形幾何在土壤學及大孔隙流理論中的應用
1.4.2 流體力學新方法在大孔隙流理論中的應用
1.4.3 大孔隙流理論發(fā)展趨勢
1.5 土壤大孔隙流實驗技術(shù)研究進展
1.5.1 土壤大孔隙結(jié)構(gòu)的觀測技術(shù)
1.5.2 大孔隙土壤中含水量及其空間分布特征的觀測技術(shù)
1.5.3 大孔隙土壤水力學特征參數(shù)的觀測技術(shù)
1.5.4 大孔隙流室內(nèi)和田間實驗
1.5.5 大孔隙流實驗技術(shù)進展總結(jié)
1.6 土壤大孔隙流模擬技術(shù)研究進展
1.6.1 兩域(two-domain)模型
1.6.2 多域(multi-domain)模型
1.6.3 數(shù)值(numerical)模型
1.6.4 兩階段(two-phase)模型
1.6.5 混合層(mixing-layer)模型
1.6.6 多尺度平均(multiple-scale average)模型
1.6.7 隨機(stochastic)模型
1.6.8 模擬技術(shù)研究進展總結(jié)
1.7 大孔隙流及溶質(zhì)遷移數(shù)值軟件
1.7.1 MACRO模型
1.7.2 HYDRUS模型
1.7.3 IN3M模型
1.7.4 RZWQM模型
1.7.5 SIMULAT模型
1.7.6 可用于大孔隙流計算的其他模型
1.8 大孔隙流理論在流域模型中的應用進展
1.8.1 DSFDM模型
1.8.2 DHSVM模型
1.8.3 CATFLOW模型
1.8.4 MIKE-SHE模型
1.8.5 HYDAS-DRAIN模型
參考文獻
第2章 CT確定土壤大孔隙空間分布
2.1 CT掃描原理
2.2 國內(nèi)外研究進展
2.3 CT掃描實驗材料和圖像處理
2.3.1 土柱
2.3.2 CT掃描
2.3.3 圖像處理
2.4 大孔隙空間網(wǎng)絡的識別
2.5 大孔隙空間網(wǎng)絡參數(shù)的確定
2.5.1 大孔隙網(wǎng)絡和分支
2.5.2 彎曲度
2.5.3 空間水力半徑
2.5.4 大孔隙網(wǎng)絡的密度、配位數(shù)、連通性和虧格
2.5.5 確定大孔隙空間網(wǎng)絡分布參數(shù)
2.5.6 大孔隙網(wǎng)絡分布參數(shù)的分析
2.6 照影劑在土壤大孔隙中的運移
參考文獻
第3章 大孔隙土壤水力參數(shù)和溶質(zhì)運移參數(shù)研究
3.1 土壤基本性質(zhì)
3.2 飽和導水率的確定
3.2.1 土壤基質(zhì)的飽和導水率
3.2.2 土壤大孔隙的飽和導水率計算
3.2.3 原狀土壤整體的飽和導水率
3.2.4 飽和導水率實驗
3.2.5 土壤大孔隙飽和導水率估算值與實測值的對比分析
3.3 土壤水動力彌散系數(shù)的確定
3.3.1 實驗材料、原理和方法
3.3.2 大孔隙對土壤水動力彌散系數(shù)的影響
3.4 土壤水分特征曲線
3.4.1 土壤水分特征曲線及應用
3.4.2 描述土壤水分特征曲線的模型
3.4.3 土壤水分特征曲線的測定
3.4.4 土壤水分特征曲線的擬合及運動參數(shù)的推求
3.4.5 大孔隙對土壤水分特征曲線形狀的影響
3.4.6 大孔隙對土壤水分特征曲線參數(shù)的影響
3.4.7 大孔隙對田間持水量和凋萎系數(shù)的影響
3.5 比水容重和土壤非飽和導水率
3.5.1 原狀土和擾動土比水容重的對比分析
3.5.2 原狀土和擾動土非飽和導水率的比較分析
參考文獻
第4章 大孔隙土柱水流實驗和土槽人工降雨實驗研究
4.1 大孔隙土柱水流實驗
4.1.1 實驗材料與方法
4.1.2 大孔隙數(shù)量對水分在土壤中運移的影響
4.1.3 大孔隙形狀對水分在土壤中運移的影響
4.1.4 大孔隙直徑對水分在土壤中運移的影響
4.2 土槽人工降雨實驗
4.2.1 實驗設(shè)計
4.2.2 下墊面和降雨強度對產(chǎn)匯流及溶質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的影響
參考文獻
第5章 基于格子波爾茲曼方法的大孔隙土壤下滲模型研究
5.1 格子波爾茲曼方法的基本原理
5.1.1 LBM-BGK模型簡介
5.1.2 Burgers方程還原方法
5.2 兩域模型的構(gòu)建及數(shù)值解法研究
5.2.1 兩域模型的構(gòu)建方法概述
5.2.2 兩域模型構(gòu)建
5.2.3 兩域模型的數(shù)值解法研究
5.3 土柱下滲模型及驗證
5.3.1 土柱實驗介紹
5.3.2 均質(zhì)模型在擾動土柱水鹽運移模擬中的應用
5.3.3 兩域模型在原狀土柱水鹽運移模擬中的應用
5.4 坡面下滲模型分析及驗證
5.4.1 建模原理
5.4.2 模型參數(shù)及求解
5.4.3 模型率定及驗證
參考文獻
第6章 含有大孔隙的坡面匯流模型以及溶質(zhì)流失模型研究
6.1 坡面匯流模型分析及驗證
6.1.1 引言
6.1.2 坡面運動波討論
6.1.3 Preissmann四點隱式差分法
6.1.4 Lattice Boltzmann法
6.1.5 方法比較
6.1.6 實驗驗證
6.2 溶質(zhì)流失模型分析和驗證
6.2.1 引言
6.2.2 影響土壤溶質(zhì)流失的因素
6.2.3 大孔隙對坡面溶質(zhì)流失的影響
6.2.4 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡
6.2.5 建模思想
6.2.6 仿真驗證
參考文獻
第7章 基于大孔隙的流域產(chǎn)匯流模型研究
7.1 模型構(gòu)建
7.1.1 產(chǎn)流模型
7.1.2 匯流模型
7.2 流域概況介紹
7.2.1 自然地理概況
7.2.2 水文氣象情況
7.2.3 資料整理
7.2.4 精度指標
7.3 模型應用
參考文獻