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出版者:Wiley

作者:David Keith Todd

出品人:

页数:656

译者:

出版时间:2004-8-6

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780471059370

丛书系列:

图书标签:

• 地下水水文学权威之作
• 地下水文理学
• 水文地质学
• 地下水
• 水资源
• 环境科学
• 地球科学
• 水文学
• 渗透性
• 含水层
• 水文模型

好的，这是一本关于水文学的专著的详细图书简介，专注于地表水和大气水过程，完全不涉及地下水： --- 《地表水文与大气过程：河流动力学、径流形成与水文循环的现代解析》 图书简介 本书深入探讨了水文循环中至关重要的地表水和大气水环节，为读者提供了一个全面、现代的视角来理解降水、蒸散、地表径流、河道输沙及流域尺度水文响应的复杂机制。本书严格聚焦于地表水动力学、水气界面交换以及人类活动对地表水资源管理的影响，旨在为水文学、环境科学、土木工程及相关领域的学者、工程师和高级学生提供一个坚实而深入的理论与实践基础。我们特意将论述范围限定于地表过程，避免了地下水力学内容的介入，确保了主题的纯粹性和深度。 第一部分：水文循环的驱动力——大气水过程 本部分奠定理解地表水文的基础，详细剖析大气中水汽的产生、传输与降落过程。 第一章：大气水汽的物理基础与能量平衡 本章首先回顾了热力学在水文中的应用，包括水汽压、相对湿度及露点温度的计算。重点阐述了水文循环的驱动力——太阳辐射在水循环中的能量分配机制，特别是潜热和显热在蒸发和地表加热中的作用。引入了水汽的质量守恒方程，并探讨了边界层中水汽扩散的微观机制。 第二章：降水过程的形成与空间变异性 本章详细剖析了降水的物理形成过程，从云的凝结核作用到冰晶和水滴的碰撞增长。详尽描述了不同类型的降水系统（如对流雨、锋面雨和地形雨）的形成机制及其水文学意义。内容涵盖了雷达气象学在降水测量中的应用，以及降雨强度、历时和空间分布的统计特性分析。特别强调了极端降水事件的频率分析与强度-持续时间-频率（IDF）曲线的构建，这对防洪设计至关重要。 第三章：蒸散发的量化与模型 蒸散发是地表水损失的主要途径，本章对其进行了系统的量化研究。从基础的能量平衡法、空气动力学法（如Penman-Monteith方程）到综合考虑能量、质量和动量传输的组合方法，本书均进行了详尽的推导和应用案例分析。对于植被冠层的截留、蒸腾作用，以及地表土壤水分的蒸发过程，我们运用了最新的遥感数据和混合模型进行评估，重点讨论了在不同气候条件下地表能量限制对实际蒸散发的影响。 第二部分：地表水文响应——径流的形成与传输 本部分聚焦于降水转化为地表径流、并最终汇入河网的整个过程，这是地表水文的核心。 第四章：土壤水分动态与入渗过程 深入探讨了土壤作为地表水储存和传输介质的角色。本章详细介绍了土壤水势、土壤含水量的概念，以及水分在土壤孔隙中的运动规律（达西定律在非饱和带的应用）。重点分析了降雨入渗过程，包括Green-Ampt模型和Richards方程在描述入渗速率随时间变化中的应用，以及地表饱和与非饱和蓄水在控制初期径流中的作用。 第五章：地表径流的形成机制与分类 本章清晰界定了地表径流的几种基本生成机制：超渗产流（Hortonian Overland Flow）、饱和产流（Saturation Excess Overland Flow）和河道汇流。通过对不同地貌、土壤和降雨条件下的现场观测案例分析，阐明了这三种机制在实际流域中的主导性变化。这为准确预测洪水峰值和水量提供了关键的理论框架。 第六章：流域水文响应与汇流理论 本章将分散的过程整合到整个流域尺度。详述了单位线理论（Unit Hydrograph）的经典构建与现代修正，包括SCS单位线及其参数的确定。引入了更先进的线性储库模型和非线性水文模型（如TOPMODEL的原理），用以描述流域内水文过程的空间异质性。重点研究了时间分布函数（Time Distribution Functions）如何描述降水在流域内的时间延迟和分散效应。 第七章：河道水流动力学与洪水传播 本部分转向河道系统，研究径流在河流网络中的传输。详细阐述了明渠水流的基本方程——圣维南方程组（Saint-Venant Equations），包括连续性方程和动量方程。本书重点讨论了浅水波理论在洪水传播模拟中的应用，并对一维、二维洪水淹没模型的数值解法（如有限差分法）进行了清晰的阐述，为洪水预报和防洪规划提供技术支撑。 第三部分：地表水资源管理与工程应用 本部分将理论模型应用于实际的水文工程和资源管理问题，特别是关注地表水的收集、利用和控制。 第八章：水文统计与风险评估 水文工程设计依赖于对极端事件的统计预测。本章详细介绍了频率分析的方法论，包括最大似然估计法、参数估计与拟合优度检验。对水文极值分布（如Gumbel, Log-Pearson Type III）的选择与应用进行了深入的比较。内容涵盖了设计洪水、设计水位以及水文安全标准在水利基础设施设计中的具体应用。 第九章：地表水资源可持续管理 本章探讨了地表水资源的量化评估与有效管理策略。分析了地表水资源量的季节性变化、气候变化对区域水平衡的影响，以及地表水系统的承载能力。讨论了水库运行规则（如调蓄曲线）的设计，以及如何通过优化地表水库的蓄水和放水策略，平衡供水、防洪和生态用水需求。 第十章：水沙运动与河道演变 水文过程与泥沙输运紧密相关。本章专论水流携带泥沙的能力、过程和形态。详细介绍了泥沙输运模式（如冲淤理论），包括推移质和悬移质的计算方法（如Meyer-Peter Müller公式）。探讨了水流对河床和河岸的冲刷与沉积过程，这对河流的形态稳定性和河道治理工程具有直接指导意义。 总结 本书以严格的物理过程为导向，辅以成熟的数学模型和工程应用案例，构建了一个完整、自洽的地表水文知识体系。它清晰地区分了大气与地表之间的水气交换，地表水在土壤介质中的运动，以及在河道网络中的汇流与传输。全书内容聚焦于水循环的“可见”和“可测”部分，为读者提供了理解和管理河流、洪涝、干旱等关键地表水问题的必要工具和深刻洞察。 ---

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