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第1章 流体与大气边界层基本特性 1

1.1 流体的主要物理性质 1

1.1.1 流体的概念 1

1.1.2 流体的密度 3

1.1.3 流体的黏度 4

1.1.4 流体的压缩性和膨胀性 9

1.2 风速、风向与风力等级分类 10

1.3 大气边界层 12

1.4 大气湍流特性 16

1.4.1 湍流的特征 17

1.4.2 湍流的分类 18

1.4.3 研究湍流的统计平均方法 18

1.4.4 三种平均法之间的关系及各态遍历假说 21

1.4.5 脉动值及其性质 22

1.4.6 湍流强度与湍流积分尺度 22

1.5 混合长度理论 23

1.6 平均风速剖面 25

1.7 非光滑均质地形对平均风速剖面的影响 27

1.8 风沙气固两相流体与两相湍流模型分类 29

参考文献 31

第2章 土壤风蚀 32

2.1 基本概念 32

2.2 土壤风蚀颗粒起动与输送 34

2.2.1 土壤颗粒起动学说 34

2.2.2 土壤颗粒作用力 37

2.2.3 颗粒起动风速 41

2.2.4 风蚀颗粒的输送形式 42

2.3 风沙流结构 44

2.3.1 输沙量的垂直分布 44

2.3.2 风沙流中颗粒浓度分布 45

2.3.3 风沙流中土壤粒度组成随高度的分布 47

2.3.4 风沙流结构特征指标及影响因素 48

2.3.5 典型农田地表风沙流结构比较 49

2.4 输沙率和输沙量 51

2.4.1 输沙率沿程变化规律 52

2.4.2 风蚀量与下垫面特性的关系 54

2.5 磨蚀与沉积 56

2.6 土壤风蚀影响因子 57

2.6.1 风蚀气候因子 57

2.6.2 下垫面空气动力学粗糙度 59

2.6.3 植被覆盖度 62

2.6.4 土壤特性 64

2.6.5 人为因素 67

2.7 土壤风蚀方程 68

2.7.1 经验方程 68

2.7.2 半经验方程 69

2.7.3 理论方程 71

2.7.4 风蚀预报系统（WEPS） 72

参考文献 73

第3章 工程测试技术 75

3.1 工程测试方法与测量误差 75

3.1.1 工程测试方法的分类和测试系统 75

3.1.2 测试技术的发展趋势 77

3.1.3 测量误差及其分类 78

3.2 信号分类与描述 79

3.2.1 信号分类 79

3.2.2 信号的描述 80

3.3 测试系统的特性 84

3.3.1 测试系统静态响应特性 85

3.3.2 测试系统动态响应特性 87

3.3.3 不失真测试的条件 89

3.4 常用传感器工作原理 90

3.4.1 电阻式传感器 90

3.4.2 电容式传感器 91

3.4.3 CCD图像传感器 93

3.4.4 热电式传感器和霍尔传感器 94

3.4.5 传感器的选用原则 96

3.5 信号的调理 98

3.5.1 电桥电路 98

3.5.2 滤波器 101

3.5.3 数模及模数转换 103

3.6 计算机控制测试系统 106

3.6.1 数据的采集与保持 107

3.6.2 智能仪表 108

3.6.3 虚拟仪器 108

3.7 测试系统的设计步骤 111

参考文献 111

第4章 土壤风蚀测试 113

4.1 野外观测与网络监测 113

4.1.1 野外观测与网络监测的概念及其发展历程 113

4.1.2 野外观测的目的、要求、内容与指标体系 114

4.1.3 土壤风蚀野外观测区的选择 116

4.1.4 土壤与水分的观测 116

4.1.5 风速的观测 123

4.1.6 植物群落的观测 127

4.1.7 风蚀量的观测 128

4.2 风洞构成与种类 135

4.2.1 风洞的构成 135

4.2.2 风洞的种类 136

4.3 风洞测试 138

4.3.1 移动式风蚀风洞的发展动态 139

4.3.2 移动式风蚀风洞的构造、原理与功用 143

4.3.3 移动式风蚀风洞测试系统 149

4.3.4 风洞大气边界层模拟技术 171

4.3.5 移动式风蚀风洞原位测试技术 176

4.4 粒子图像测速仪在土壤风蚀测试中的应用 178

4.4.1 粒子图像测速仪的组成和基本原理 178

4.4.2 颗粒相单相测量 180

4.4.3 气固两相测量 181

4.4.4 Stereoscopic PIV与Dynamical PIV 181

参考文献 182

第5章 农田土壤风蚀控制技术 185

5.1 农田防护林 185

5.1.1 防护林疏透度对防风效能的影响 186

5.1.2 林带间距和高度对防风效能的影响 188

5.1.3 农田防护林网防风效能分析 189

5.1.4 干旱半干旱地区农田防护林营造技术 190

5.1.5 农田防护林可持续发展的制约因素 191

5.2 植被覆盖 193

5.2.1 植被覆盖对近地表风速廓线的影响 193

5.2.2 不同植被覆盖度下土壤风蚀模数随风速的变化规律 194

5.2.3 植被覆盖的挡风效果 195

5.3 生物性结皮 197

5.3.1 生物性结皮的分布 198

5.3.2 生物性结皮对土壤风蚀的影响 198

5.3.3 生物性结皮的影响因子 199

5.4 保护性耕作 201

5.4.1 保护性耕作的概念、特点与核心技术 202

5.4.2 保护性耕作对土壤理化性状的影响 204

5.4.3 保护性耕作农田地表土壤风蚀量与高度的关系 206

5.4.4 保护性耕作农田地表对土壤风蚀量的影响 208

5.4.5 播种作业对土壤风蚀的影响 211

5.4.6 保护性耕作农田多因素风蚀模型的建立 212

5.4.7 保护性耕作对作物产量的影响 217

5.4.8 保护性耕作机具选型及存在问题 218

5.5 带状间作 224

5.5.1 麦薯带状间作对近地表风速的影响 225

5.5.2 麦薯带状间作对土壤水分和风蚀量的影响 227

5.5.3 麦薯带状间作对土壤物理机械组成的影响 228

5.5.4 麦薯带状间作对土壤有机质和养分含量的影响 229

5.5.5 麦薯带状间作对风蚀物的拦截效果 229

5.5.6 麦薯带状间作农田抗风蚀宽度的确定 234

5.6 砾石覆盖 237

5.6.1 砾石覆盖地表风蚀量垂向分布规律 237

5.6.2 砾石覆盖传统耕作农田的抗风蚀效率 242

参考文献 244

第6章 草地土壤风蚀控制技术 246

6.1 中国草地资源特点、作用与现状 246

6.2 草地土壤风蚀的物理过程 248

6.2.1 开垦草地加速土壤风蚀的物理过程 248

6.2.2 过度放牧加剧土壤风蚀的物理过程 249

6.3 不同利用强度对草地土壤风蚀的影响 250

6.3.1 不同利用强度草地土壤风蚀量随高度的分布 250

6.3.2 不同利用强度草地的抗风蚀效率 252

6.3.3 草地多因素风蚀模型 253

6.4 网围封育技术 254

6.4.1 网围封育的种类、特点与方法 255

6.4.2 种子库与网围植被恢复 256

6.4.3 网围封育对草地植被的恢复作用 257

6.5 工程修复技术 258

6.6 飞播技术 260

6.6.1 飞播技术进展 260

6.6.2 飞播中的GPSMAS导航技术及其定位精度 261

6.7 喷播技术 264

6.7.1 喷播技术进展 264

6.7.2 喷播机械 265

6.7.3 喷播技术应用 268

参考文献 269