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第1章 流体力学理论基础1

1.1 流体及其物理性质1

1.1.1 流体的定义与特征1

1.1.2 流体的连续介质理论模型1

1.1.3 流体的主要物理性质2

1.2 流体静力学基础6

1.2.1 作用在流体上的力6

1.2.2 流体平衡微分方程7

1.2.3 流体静力学基本方程8

1.3 流体动力学基础9

1.3.1 研究流体运动的方法9

1.3.2 描述流体流动的相关概念10

1.3.3 流体流动的连续性方程12

1.3.4 理想流体流动的微分方程和伯努利方程13

1.3.5 流体动量方程16

1.4 黏性流体流动与能量损失17

1.4.1 黏性流体的伯努利方程与能量损失17

1.4.2 黏性流体的两种流动状态18

1.4.3 流动阻力系数23

1.4.4 附面层理论与绕流阻力25

第2章 风及其基本性质27

2.1 风的产生27

2.1.1 水平气压梯度力27

2.1.2 水平地转偏向力27

2.1.3 惯性离心力28

2.1.4 地面摩擦力29

2.2 风的表示方法29

2.3 大气的分层结构30

2.4 大气边界层风的特征31

2.4.1 大气边界层风的动力学特性31

2.4.2 大气边界层风的热力学特性35

2.5 近地面层风的垂直分布（风速廓线）38

2.5.1 纯气流在稳定床面上的风速廓线38

2.5.2 风沙流在床面上的风速廓线40

2.6 植被对近地面层气流的影响42

2.6.1 零平面位移42

2.6.2 植被冠层上的风速廓线43

2.6.3 植被冠层内的风速廓线43

第3章 沙物质及其基本性质44

3.1 沙物质及其来源44

3.1.1 沙物质的概念44

3.1.2 沙物质的形成44

3.1.3 沙物质的来源45

3.2 沙物质的颗粒性质46

3.2.1 沙物质颗粒大小度量46

3.2.2 沙物质颗粒粒度分级47

3.2.3 沙物质颗粒的形状、磨圆度与表面组织49

3.2.4 沙物质颗粒的方位与重度51

3.2.5 沙物质细微颗粒的特殊理化性质51

3.3 沙物质的群体性质52

3.3.1 粒径分布表示方法52

3.3.2 粒度参数54

3.3.3 孔隙率55

3.3.4 容重56

3.3.5 渗透率56

3.3.6 含水率57

3.3.7 休止角57

3.3.8 沙物质的热状况57

3.3.9 沙物质水分状况的特殊性58

第4章 风沙运动59

4.1 沙粒的起动机制59

4.2 沙粒的起动风速64

4.2.1 粗沙粒的起动64

4.2.2 细小沙粒的起动66

4.2.3 天然混合沙的起动66

4.3 沙粒运动的基本形式67

4.3.1 蠕移运动67

4.3.2 跃移运动68

4.3.3 悬移运动69

4.4 气流和水流中泥沙运动的主要差别70

4.5 沙粒的运动轨迹和轨迹方程71

4.5.1 沙粒的运动轨迹71

4.5.2 沙粒的运动轨迹方程73

4.6 风沙流中沙粒的旋转运动77

4.6.1 沙粒旋转运动特征77

4.6.2 影响旋转运动的因素78

4.6.3 沙粒旋转速度的推算79

4.7 风沙流的输沙量79

4.7.1 输沙量的计算79

4.7.2 输沙量的影响因素83

4.8 风沙流的结构特征85

4.8.1 风沙流中含沙量的垂直分布85

4.8.2 风沙流结构特征指标86

4.8.3 风沙流结构的影响因素88

4.9 风沙流运动模型92

4.9.1 刘贤万的研究结果93

4.9.2 刘大有等的研究结果94

4.9.3 贺大良、高有广的研究结果95

第5章 风沙地貌的形成及演变97

5.1 蚀积原理97

5.2 风沙地貌的形成98

5.2.1 风蚀地貌98

5.2.2 风积地貌100

5.3 沙丘运动110

5.3.1 沙丘的运动过程与动力学特征111

5.3.2 沙丘移动的影响因素113

5.3.3 沙丘移动方式115

5.3.4 沙丘移动速度116

第6章 土壤风蚀119

6.1 土壤风蚀原理120

6.2 土壤风蚀的一般过程121

6.2.1 土壤风蚀的初始运动121

6.2.2 土壤风蚀阶段122

6.2.3 土崩124

6.2.4 分选125

6.2.5 风力侵蚀方式126

6.3 土壤风蚀的影响因子127

6.3.1 风蚀侵蚀性因子127

6.3.2 风蚀可蚀性因子135

6.3.3 人为因素140

6.4 土壤风蚀分类与分级143

6.4.1 土壤风蚀分类143

6.4.2 土壤风蚀分级145

6.5 土壤风蚀模型147

6.5.1 通用风蚀方程（WEQ）预报模型148

6.5.2 修正风蚀方程（RWEQ）预报模型149

6.5.3 帕萨克风蚀模型151

6.5.4 Cravailovic的风蚀模型152

6.5.5 波查罗夫风蚀模型152

6.5.6 得克萨斯侵蚀分析模型（TEAM）153

6.5.7 风蚀评价模型（WEAM）153

6.5.8 风蚀预报系统（WEPS）模型154

6.5.9 流域多变量风蚀预测模型156

6.6 土壤风蚀荒漠化及其危害157

6.6.1 土壤风蚀荒漠化的定义157

6.6.2 土壤风蚀荒漠化的危害157

第7章 沙尘暴160

7.1 沙尘暴及其危害160

7.1.1 沙尘暴的概念与分级160

7.1.2 沙尘暴天气状况及危害161

7.2 沙尘暴的形成及影响因素164

7.2.1 沙尘暴形成的动力条件164

7.2.2 沙尘暴发生的物质基础167

7.2.3 地形地貌因素169

7.2.4 人为因素170

7.3 沙尘暴的时空分布170

7.3.1 国外沙尘暴的地理分布170

7.3.2 我国沙尘暴的时空分布172

7.4 中国沙尘暴策源地与发生路径176

7.4.1 沙尘暴策源地176

7.4.2 沙尘暴发生路径及影响地域177

7.4.3 沙尘暴引起的气象变化178

第8章 风沙物理学研究方法180

8.1 野外调查与观测180

8.1.1 沙源调查181

8.1.2 风成地貌成因调查182

8.1.3 沙丘基本状况调查183

8.1.4 风沙运动观测184

8.1.5 沙尘的采集与观测192

8.1.6 地表形态变化观测194

8.2 风洞模拟实验196

8.2.1 风洞结构及一般原理197

8.2.2 沙风洞201

8.2.3 相似条件与模型实验方法207

8.2.4 风洞模拟实验研究内容209

8.2.5 风沙现象的相似问题212

8.3 放射性核素示踪法测定土壤风蚀与测年214

8.3.1 137Cs测定土壤风蚀214

8.3.2 风成沙的年代测定218

8.4 遥感技术和地理信息系统在风沙地貌研究中的应用221

8.4.1 遥感技术的应用221

8.4.2 地理信息系统的应用224

8.5 风信资料整理与应用225

8.5.1 风信资料整理的内容和目的225

8.5.2 分析整理风信资料的方法226

8.5.3 输沙势计算230

参考文献233