Catchment Dynamics and River Processes pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:Garcia, Celso (EDT)/ Batalla, Ramon J. (EDT)

出品人:

页数:246

译者:

出版时间:2005-11

价格:$ 265.55

装帧:HRD

isbn号码:9780444520845

丛书系列:

图书标签:

流域动力学
河流过程
水文
地貌
水资源
河流形态
侵蚀
沉积
水土保持
流域管理

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具体描述

Maria Sala introduced experimental and field-based studies on soil and fluvial processes in Spain during the late 1970s and early 1980s. Research on this broad topic has grown remarkably worldwide since then. This title shows some of these advances and documents the latest research, although with a particularity: it gives special treatment to research on Mediterranean climate regions, an ever-present issue in Maria Sala's research career. It contains the latest research on slope and river processes with a special emphasis on rivers and catchments with a Mediterranean climate. The papers cover a gamut of topics describing research and applied studies, mainly in Spain, but also in Israel, the USA, Canada, the UK and New Zealand. The book includes coverage of current experimental and fieldwork investigations on soil erosion, river and catchment hydrology, suspended sediment transport and bedload dynamics in gravel-bed rivers, and present-day diagnosis and future key-paths for catchment and river management. It examines the natural and anthropogenic processes operating in drainage basins and river channels, and covers current investigations on process geomorphology and catchment hydrology, including management issues. The topics covered include soil erosion, catchment hydrology, suspended sediment transport, bedload dynamics in gravel-bed rivers, and sediment yield. It gives emphasis on the Mediterranean region.

《沉积物输移与流域响应：复杂系统的视角》内容概要：本书旨在深入探讨陆地表面的物质循环与形态演变，聚焦于沉积物在流域尺度上的动态过程、驱动机制及其对水文和地貌系统的复杂反馈。全书从基础的河流地貌学原理出发，逐步深入到跨尺度的物质循环、侵蚀-沉积平衡、以及人类活动对流域系统的长期影响。本书强调从系统科学的视角理解河流与流域的耦合关系，而非仅仅关注单一过程的描述。第一部分：流域系统的基础与物质循环第一章：流域的界定与物质平衡本章首先明确了流域（Catchment/Watershed）作为水文与地质过程集成单元的定义，区分了水文边界与地貌边界的差异。重点阐述了流域尺度的物质平衡方程，即输入、输出、储存与转化之间的动态关系。探讨了流域作为一个开放系统，如何通过大气降水、化学风化和构造抬升等外部驱动力维持其内部的物质流动。分析了不同时间尺度下（从季节性到地质构造期）物质平衡的权重变化，强调了基岩的侵蚀速率对长期物质输出的控制作用。第二章：土壤侵蚀的机制与模型本章详细解析了陆地表面土壤侵蚀的主要类型，包括水力侵蚀（片蚀、细沟侵蚀、冲沟侵蚀）和风力侵蚀。重点剖析了影响土壤侵蚀强度的关键因素：气候（降雨强度与时程）、坡度、坡长、植被覆盖度（LAI）和土壤可蚀性（K因子）。引入了经典的水力侵蚀模型，如通用土壤流失方程（USLE）及其修正版（RUSLE），并讨论了其在不同地貌背景下的适用性和局限性。随后，系统介绍了基于过程的侵蚀模型，如碎裂-输移模型（SPLASH），用于模拟土壤颗粒从产生到最终被水流捕获的微观过程。第三章：地貌过程与水土耦合本章将目光聚焦于坡面地貌的演化。探讨了重力作用下的质量运动（如滑坡、泥石流）与水流侵蚀的协同作用。深入分析了土壤水动力学在稳定边坡和诱发侵蚀中的作用，特别是孔隙水压力和土壤剪切强度的变化规律。提出了“地貌敏感性”的概念，用以量化不同地貌单元对气候或土地利用变化的响应程度，为理解流域尺度的侵蚀响应提供了理论框架。第二部分：河流系统中的沉积物动力学第四章：水流与颗粒的相互作用本章是理解河流输沙的关键。详细阐述了水流对颗粒的起动、悬移和卧底输移（爬行、滚动）。引入了关键的起动判据，如希尔兹应力（Shields Criterion）及其修正形式，并讨论了在复杂水流结构（如湍流脉动）下颗粒起动的概率性。区分并量化了悬移负荷（Suspended Load）和床沙负荷（Bed Load）的测量方法和贡献比例。探讨了床沙的往复运动（回馈效应）及其对河床形态的影响。第五章：河流的输移能力与局域平衡本章探讨了河流输沙的宏观控制因素。引入了恒定输沙理论，即河流在特定水文条件下所能承载的最大沉积物负荷。重点分析了著名的河床冲淤理论，如海辛-威斯克勒公式（Hjulström Curve）和范迪克公式（Van Dijk Formula），并讨论了这些公式在描述河流在不同粒径沉积物上的响应行为。引入了河流的平衡剖面概念，解释了河流如何通过调整坡度与弯曲度来适应其水沙负荷的变化，实现“自适应性”。第六章：河道形态与沉积构造本章侧重于河流形态的长期演化。系统梳理了河流的主导形态类型，包括顺直河道、弯曲河道（Meandering）和辫状河道（Braided River），并建立了形态选择的判据，主要基于气候的供沙量与水流能量的比值。详细分析了河流弯道的迁移机制，包括冲刷侧和堆积侧的流速差异与横向环流。此外，探讨了河流沉积物的叠置构造，如交错层理（Cross-bedding）、层状沉积（Laminations）的形成过程，并阐述了如何利用这些沉积构造来反演古代河流的环境条件。第三部分：跨尺度耦合与现代挑战第七章：河流网络中的空间异质性本章将研究尺度从单条河段拓展至整个河流网络。探讨了河流网络的拓扑结构（如斯特勒定律，Strahler Order）与物质传输效率之间的关系。引入了“空间异质性”的概念，分析了河流网络中支流汇入点、坡度突变带等关键节点的物质传输放大效应。讨论了水文连通性（Hydrological Connectivity）的重要性，即河流与泛洪平原、湿地之间的物质交换如何影响总体的沉积物预算。第八章：沉积物示踪技术与长期记录本章介绍了现代地球科学中用于量化沉积物来源和年龄的先进技术。详细阐述了放射性核素示踪法，如铍-7和铅-210的在岸/河道模型（CRS/滨岸模型），用于重建近百年来的侵蚀和沉积速率。讨论了同位素地球化学（如锶、氧同位素）在区分不同岩石风化贡献中的应用。此外，阐述了利用湖泊或海洋沉积物岩芯，通过古气候代用指标（如粒度、磁化率）重建全新世乃至更新世的流域侵蚀历史的方法。第九章：人类活动对沉积物循环的扰动本章聚焦于当前水沙循环面临的主要挑战。量化了大规模土地利用变化（如森林砍伐、集约化农业）对流域产沙量的影响，并讨论了水库修建和梯级工程对河流的“饥饿效应”（Sediment Starvation）和下游河床的冲刷反馈。探讨了气候变化背景下，降水强度极端化对侵蚀和洪水风险的叠加效应。最后，讨论了可持续流域管理框架下，如何平衡水资源利用、生态健康与河流形态稳定的复杂目标。结论：综合流域管理与地貌未来本章总结了全书的核心观点：沉积物是联系地质历史、水文过程和生态系统的关键媒介。未来的研究需要更加强调跨学科的集成，利用遥感、机器学习和高分辨率模型来预测复杂流域在快速环境变化下的响应路径，并为制定适应性流域治理策略提供坚实的科学基础。