Estuarine and Coastal Modeling pdf epub mobi txt 電子書 下載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:

頁數:870

译者:

出版時間:1998-05

價格:USD 105.00

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780784403501

叢書系列:

圖書標籤:

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

海岸與河口動力過程：理論、觀測與預測 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入的視角，探討地球科學領域中至關重要的海岸與河口（Estuarine and Coastal）動力過程。本書不涉及任何關於“Estuarine and Coastal Modeling”的特定建模方法論或軟件應用，而是聚焦於支撐這些過程理解的物理基礎、關鍵的觀測技術，以及驅動這些復雜係統的自然力學原理。 第一部分：海岸帶的物理基礎與環境背景 第一章：海岸帶的定義與地質背景 本章首先界定海岸帶的科學範疇，區分河口、近岸帶、大陸架和海灣的地理特徵及其相互作用。深入探討海岸地貌的演化曆史，包括構造運動、海平麵變化（全新世和更新世的基準麵波動）對現代海岸綫形態的塑造作用。詳細闡述不同類型的沉積物（沙、泥、礫石）的來源、輸運機製及其在海岸動力學中的角色。著重介紹岩石海岸與沉積海岸的差異，以及潟湖（Lagoon）係統的獨特水文特徵。 第二章：控製海岸與河口的水動力學基礎 本章迴歸流體力學的基礎原理，構建理解海岸現象的數學框架。詳細迴顧牛頓流體運動方程在淺水、鏇轉地球參考係下的簡化形式，特彆是淺水波方程（Linear Wave Theory, Stokes Waves, Cnoidal Waves）的推導及其在近岸區的適用性。對潮汐動力學進行詳盡的分析，從全球尺度的拉普拉斯潮汐方程到局地海域的諧波分析（如岸坡效應、河口地形對潮差的放大或衰減作用）。討論風應力驅動的錶層環流、密度流（鹽度和溫度梯度驅動）在河口和海灣中的作用機製，為後續的物質輸運和沉積過程奠定基礎。 第三章：波浪的生成、傳播與破碎 波浪是驅動海岸形變和物質交換的核心能量載體。本章係統介紹風場、氣壓擾動如何生成和維持海洋波浪場（JONSWAP 譜、Pierson-Moskowitz 譜）。深入探討波浪在傳播過程中的非綫性效應（如波群速度、色散關係）以及淺水效應（波浪沿深水區嚮淺水區傳播時，波高和周期如何變化）。重點剖析波浪破碎（Wave Breaking）的物理機製，包括斜坡破碎、撲擊破碎和氣穴破碎，及其對近岸能量耗散和波浪驅動流（如沿岸流、爬升流）的貢獻。 第二部分：關鍵動力過程的深入解析 第四章：潮汐動力學與河口環流 本章將潮汐現象與河口物理環境相結閤。詳細分析潮汐流速在河口不同剖麵上的分布特徵（如鹽楔效應下的流速差異）。闡述密度驅動的河口環流模式，包括正鹽度梯度下的分層流動（Estuarine Circulation）和混閤機製，如潮汐拌和（Tidal Mixing）對鹽度垂直梯度和垂嚮輸運的影響。探討河口灣內波和非綫性潮汐分潮的相互作用，以及它們如何影響泥沙的再懸浮和輸運。 第五章：沉積物的輸運與海岸侵蝕動力學 沉積物是海岸地貌物質平衡的關鍵要素。本章側重於沉積物的起動、輸運和沉積過程的力學原理。討論顆粒的臨界起動應力（Shields Diagram的應用），以及在不同水流條件下的床麵起伏（Bedforms）的形成和遷移，如沙波（Ripples）和沙丘（Dunes）的幾何形態與水流速度的關係。詳細分析懸移質（Suspended Load）和推移質（Bed Load）的定量描述，並探討由波浪和流體共同作用下，沉積物在近岸和河口底床的復雜輸運模式，特彆是泥質海岸的粘性床麵動力學。 第六章：汙染物與物質的輸運與轉化 本章關注海岸和河口係統作為地球係統“匯”的角色，探討溶解物質、懸浮顆粒和汙染物的時空分布。分析對流（Advection）、擴散（Dispersion）和反應（Reaction）在物質平衡中的相對重要性。具體討論河流徑流、風驅動混閤和潮汐再懸浮對汙染物在水柱中垂直分布和水平輸運的影響。探討沉積物-水界麵的交換過程（如營養鹽的釋放與吸收），以及生物地球化學過程（如氧化還原反應）對汙染物形態轉化的作用。 第三部分：觀測、測量與過程驗證 第七章：海岸與河口環境的現場觀測技術 本部分強調數據在理解和驗證物理過程中的不可替代性。詳細介紹用於測量水流、波浪和沉積物輸運的關鍵現場儀器。包括聲學多普勒流速剖麵儀（ADCP）在三維流速測量中的應用、超聲波測高儀在波高和潮位記錄中的精度。重點闡述用於監測床麵形變和懸浮泥沙濃度的儀器，如測深聲納和濁度傳感器。討論遙感技術（衛星和航空影像）在監測大尺度海岸帶變化（如海岸綫後退、泥沙羽流擴散）中的優勢與局限。 第八章：水文和氣象驅動力的不確定性 本章探討驅動海岸係統的外部強迫因子——水文和氣象條件的變率。分析極端事件（如風暴潮、颶風、強降雨導緻的洪水）對海岸動力係統的瞬時衝擊和長期影響。討論河口係統的水文輸入（流量、懸沙負荷）的時間變異性（季節性、年際變化）如何調製內部環流和沉積平衡。強調在進行長期環境評估時，必須對氣候變化背景下的海平麵上升和極端天氣頻率增加帶來的不確定性進行量化和處理。 第九章：跨尺度的耦閤與係統行為 本書的最後部分將前述各個獨立過程整閤為一個統一的海岸-河口係統。討論時間尺度上的耦閤：從秒級的波浪破碎到小時級的潮汐周期，再到年際的海平麵變化。探討空間尺度上的相互作用：河流輸沙在河口區的消散與近岸波浪對沉積物的重新分配。闡述海岸係統自身的反饋機製，例如：地形的變化（如沙壩的形成或侵蝕）如何反過來影響局地的水流和波浪條件，從而維持或打破係統的動態平衡（如穩定狀態或混沌狀態的邊界）。 本書旨在為海洋學傢、水文學傢、海岸工程師以及環境科學傢提供堅實的理論基礎和深刻的物理洞察力，以應對復雜的海岸環境挑戰，並建立對地球錶麵這一關鍵交匯區域的全麵理解。

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