Estuarine and Coastal Modeling pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:American Society of Civil Engineers

作者:Va.) International Conference on Estuarine and Coastal Modeling (5th

出品人:

页数:870

译者:

出版时间:1998-05

价格:USD 105.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780784403501

丛书系列:

图书标签:

Estuarine modeling
Coastal modeling
Oceanography
Hydrodynamics
Water quality modeling
Sediment transport
Ecosystem modeling
Numerical methods
Environmental science
Coastal engineering

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具体描述

海岸与河口动力过程：理论、观测与预测本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，探讨地球科学领域中至关重要的海岸与河口（Estuarine and Coastal）动力过程。本书不涉及任何关于“Estuarine and Coastal Modeling”的特定建模方法论或软件应用，而是聚焦于支撑这些过程理解的物理基础、关键的观测技术，以及驱动这些复杂系统的自然力学原理。第一部分：海岸带的物理基础与环境背景第一章：海岸带的定义与地质背景本章首先界定海岸带的科学范畴，区分河口、近岸带、大陆架和海湾的地理特征及其相互作用。深入探讨海岸地貌的演化历史，包括构造运动、海平面变化（全新世和更新世的基准面波动）对现代海岸线形态的塑造作用。详细阐述不同类型的沉积物（沙、泥、砾石）的来源、输运机制及其在海岸动力学中的角色。着重介绍岩石海岸与沉积海岸的差异，以及潟湖（Lagoon）系统的独特水文特征。第二章：控制海岸与河口的水动力学基础本章回归流体力学的基础原理，构建理解海岸现象的数学框架。详细回顾牛顿流体运动方程在浅水、旋转地球参考系下的简化形式，特别是浅水波方程（Linear Wave Theory, Stokes Waves, Cnoidal Waves）的推导及其在近岸区的适用性。对潮汐动力学进行详尽的分析，从全球尺度的拉普拉斯潮汐方程到局地海域的谐波分析（如岸坡效应、河口地形对潮差的放大或衰减作用）。讨论风应力驱动的表层环流、密度流（盐度和温度梯度驱动）在河口和海湾中的作用机制，为后续的物质输运和沉积过程奠定基础。第三章：波浪的生成、传播与破碎波浪是驱动海岸形变和物质交换的核心能量载体。本章系统介绍风场、气压扰动如何生成和维持海洋波浪场（JONSWAP 谱、Pierson-Moskowitz 谱）。深入探讨波浪在传播过程中的非线性效应（如波群速度、色散关系）以及浅水效应（波浪沿深水区向浅水区传播时，波高和周期如何变化）。重点剖析波浪破碎（Wave Breaking）的物理机制，包括斜坡破碎、扑击破碎和气穴破碎，及其对近岸能量耗散和波浪驱动流（如沿岸流、爬升流）的贡献。第二部分：关键动力过程的深入解析第四章：潮汐动力学与河口环流本章将潮汐现象与河口物理环境相结合。详细分析潮汐流速在河口不同剖面上的分布特征（如盐楔效应下的流速差异）。阐述密度驱动的河口环流模式，包括正盐度梯度下的分层流动（Estuarine Circulation）和混合机制，如潮汐拌和（Tidal Mixing）对盐度垂直梯度和垂向输运的影响。探讨河口湾内波和非线性潮汐分潮的相互作用，以及它们如何影响泥沙的再悬浮和输运。第五章：沉积物的输运与海岸侵蚀动力学沉积物是海岸地貌物质平衡的关键要素。本章侧重于沉积物的起动、输运和沉积过程的力学原理。讨论颗粒的临界起动应力（Shields Diagram的应用），以及在不同水流条件下的床面起伏（Bedforms）的形成和迁移，如沙波（Ripples）和沙丘（Dunes）的几何形态与水流速度的关系。详细分析悬移质（Suspended Load）和推移质（Bed Load）的定量描述，并探讨由波浪和流体共同作用下，沉积物在近岸和河口底床的复杂输运模式，特别是泥质海岸的粘性床面动力学。第六章：污染物与物质的输运与转化本章关注海岸和河口系统作为地球系统“汇”的角色，探讨溶解物质、悬浮颗粒和污染物的时空分布。分析对流（Advection）、扩散（Dispersion）和反应（Reaction）在物质平衡中的相对重要性。具体讨论河流径流、风驱动混合和潮汐再悬浮对污染物在水柱中垂直分布和水平输运的影响。探讨沉积物-水界面的交换过程（如营养盐的释放与吸收），以及生物地球化学过程（如氧化还原反应）对污染物形态转化的作用。第三部分：观测、测量与过程验证第七章：海岸与河口环境的现场观测技术本部分强调数据在理解和验证物理过程中的不可替代性。详细介绍用于测量水流、波浪和沉积物输运的关键现场仪器。包括声学多普勒流速剖面仪（ADCP）在三维流速测量中的应用、超声波测高仪在波高和潮位记录中的精度。重点阐述用于监测床面形变和悬浮泥沙浓度的仪器，如测深声纳和浊度传感器。讨论遥感技术（卫星和航空影像）在监测大尺度海岸带变化（如海岸线后退、泥沙羽流扩散）中的优势与局限。第八章：水文和气象驱动力的不确定性本章探讨驱动海岸系统的外部强迫因子——水文和气象条件的变率。分析极端事件（如风暴潮、飓风、强降雨导致的洪水）对海岸动力系统的瞬时冲击和长期影响。讨论河口系统的水文输入（流量、悬沙负荷）的时间变异性（季节性、年际变化）如何调制内部环流和沉积平衡。强调在进行长期环境评估时，必须对气候变化背景下的海平面上升和极端天气频率增加带来的不确定性进行量化和处理。第九章：跨尺度的耦合与系统行为本书的最后部分将前述各个独立过程整合为一个统一的海岸-河口系统。讨论时间尺度上的耦合：从秒级的波浪破碎到小时级的潮汐周期，再到年际的海平面变化。探讨空间尺度上的相互作用：河流输沙在河口区的消散与近岸波浪对沉积物的重新分配。阐述海岸系统自身的反馈机制，例如：地形的变化（如沙坝的形成或侵蚀）如何反过来影响局地的水流和波浪条件，从而维持或打破系统的动态平衡（如稳定状态或混沌状态的边界）。本书旨在为海洋学家、水文学家、海岸工程师以及环境科学家提供坚实的理论基础和深刻的物理洞察力，以应对复杂的海岸环境挑战，并建立对地球表面这一关键交汇区域的全面理解。