第1章 概论 1
1.1 水沙环境与人类活动 1
1.2 水沙环境学研究的理论及方法 2
1.2.1 连续介质理论 2
1.2.2 动理论 3
1.2.3 Euler-Lagrange模型 4
1.2.4 颗粒流模型 5
1.2.5 结构两相流模型 5
1.3 水沙流基础研究中存在的主要问题 6
1.3.1 泥沙在湍流中的悬浮 6
1.3.2 颗粒的脉动特性 6
1.3.3 高浓度水沙两相流 7
1.4 水沙环境学的基本内容 8
参考文献 9
第2章 水沙运动基本理论 12
2.1 水流运动基本理论 12
2.1.1 水流运动基本方程 13
2.1.2 水流运动基本特性 17
2.2 泥沙运动基本理论 20
2.2.1 泥沙圈的概念与泥沙物理化学特性 20
2.2.2 单颗粒泥沙的运动特性 21
2.2.3 泥沙群体运动的基本特性 23
参考文献 41
第3章 河流湖泊环境 44
3.1 冲积河流地貌环境 44
3.1.1 河流历史环境变迁 44
3.1.2 河相关系 45
3.1.3 河漫滩 47
3.2 典型河流地貌环境特征及其演变的驱动机制 48
3.2.1 顺直型河流 48
3.2.2 弯曲型河流 49
3.2.3 分汊型河流 51
3.2.4 游荡型河流 52
3.3 河流地貌环境成因假说 53
3.3.1 地貌界限假说 53
3.3.2 能耗率极值原理 53
3.3.3 稳定性理论 54
3.3.4 随机理论 55
3.3.5 统计分析 55
3.4.1 洞庭湖环境历史变迁 56
3.4 湖泊环境演变 56
3.4.2 洞庭湖水沙环境变化 57
3.5 河流、湖泊湿地 58
3.5.1 湿地的主要功能 58
3.5.2 河流湿地系统 59
3.5.3 湖泊湿地系统 62
3.5.4 人工湿地系统 63
3.6 生态环境需水量 63
3.6.1 生态环境需水量的概念 63
3.6.2 河流生态需水量 64
参考文献 64
第4章 河口海岸环境 67
4.1 河口潮汐与盐、淡水混合 68
4.1.1 河口潮汐 68
4.1.2 河口混合 69
4.2 河口泥沙运动 71
4.2.1 河口区泥沙特性 71
4.2.2 河口区泥沙运动基本方程 72
4.3 河口区地貌环境特征 73
4.3.1 河口最大浑浊带 73
4.3.2 拦门沙 74
4.3.3 三角洲 77
4.4 我国河口的环境问题 80
参考文献 82
第5章 土壤侵蚀与水土保持 83
5.1 水力侵蚀 83
5.1.1 坡面产流过程 83
5.1.2 坡面土壤侵蚀过程 86
5.1.3 流域水力侵蚀产沙模式 91
5.1.4 流域水力侵蚀预测模型 92
5.2 风力侵蚀 94
5.2.1 近地风流速度场分布 95
5.2.2 沙粒在风力作用下的起动 95
5.2.3 沙粒在风力作用下的运动特性 96
5.2.4 植被条件对风蚀的影响 101
5.2.5 沙尘暴及其成因 103
5.3 水土保持 105
5.3.1 土壤性质与土壤侵蚀 105
5.3.2 水力侵蚀区水土保持 106
5.3.3 风力侵蚀区水土保持 110
参考文献 111
6.1.1 泥石流的分类 114
6.1 泥石流的基本特征 114
第6章 山地环境灾害——泥石流 114
6.1.2 泥石流的沉积特征 116
6.1.3 泥石流的特殊现象 118
6.2 泥石流的形成 119
6.2.1 泥石流的形成条件 119
6.2.2 泥石流的起动 120
6.3 泥石流的运动特性 121
6.3.1 泥石流的流变特性 121
6.3.2 泥石流的运动速度 122
6.3.3 水石流的浓度分布 123
6.4 泥石流沉积层理结构 124
6.4.1 结构两相流模型 124
6.4.2 泥石流运动Lagrange模型 126
6.4.3 颗粒沉积层理结构形成过程模拟 127
6.4.4 泥石流堆积不同层理结构的成因分析 129
6.5 泥石流的防治 130
参考文献 130
第7章 水沙运动过程模拟 133
7.1 物理模拟 133
7.1.1 水沙运动模拟相似准则 133
7.1.2 物理模拟试验中有关问题 136
7.1.3 物理模型应用实例 137
7.2 数值模拟 141
7.2.1 二维水沙运动数值模拟 141
7.2.2 含粗颗粒固液两相流动Lagrange数值模拟 145
7.2.3 污染物在水流中的散布数值模拟 151
参考文献 154