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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 PIV181

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