目錄 
序 
前言 
第1章 關(guān)鍵帶科學(xué)概述 1 
1.1 關(guān)鍵帶研究的背景與內(nèi)涵 2 
1.2 關(guān)鍵帶觀測計劃 4 
1.3 關(guān)鍵帶科學(xué)研究 5 
1.3.1 關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)本身的認(rèn)識 5 
1.3.2 基巖風(fēng)化帶的水文效應(yīng) 7 
1.3.3 關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)與過程的協(xié)同演化 9 
參考文獻(xiàn) 10 
第2章 山坡表層關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)與水文連通性研究進(jìn)展 15 
2.1 研究進(jìn)展述評 16 
2.1.1 水文連通性的內(nèi)涵 16 
2.1.2 研究的手段方法和重要發(fā)現(xiàn) 16 
2.1.3 山坡水文連通的機(jī)制和產(chǎn)流理論 18 
2.2 存在的問題剖析 20 
2.3 未來研究的展望 21 
2.3.1 山坡表層關(guān)鍵帶宏觀表象連通及動力機(jī)制研究 22 
2.3.2 水文連通機(jī)制與水文模型理論展望 23 
2.4 小結(jié) 25 
參考文獻(xiàn) 25 
第3章 山坡關(guān)鍵帶地球物理探測 30 
3.1 無人機(jī)地形獲取技術(shù) 31 
3.1.1 簡介 31 
3.1.2 應(yīng)用實(shí)例 32 
3.1.3 成果精度評價 33 
3.2 LiDAR地形測量技術(shù) 37 
3.2.1 簡介 37 
3.2.2 應(yīng)用實(shí)例 38 
3.3 基于探地雷達(dá)技術(shù)探測山坡土壤厚度和層次 42 
3.3.1 材料與方法 43 
3.3.2 GPR數(shù)據(jù)采集與結(jié)果分析 45 
3.3.3 GPR探測H1山坡 49 
參考文獻(xiàn) 57 
第4章 山坡表層關(guān)鍵帶水文觀測 60 
4.1 流域水文實(shí)驗(yàn)概述 60 
4.2 和睦橋?qū)嶒?yàn)站水文過程觀測 61 
4.2.1 姜灣流域概況 63 
4.2.2 和睦橋?qū)嶒?yàn)站概況 64 
4.3 山坡徑流場水文過程監(jiān)測 66 
4.3.1 土壤水 66 
4.3.2 地下水 70 
4.3.3 山坡地表徑流及壤中流觀測 73 
4.4 河流水系的徑流監(jiān)測 79 
參考文獻(xiàn) 81 
第5章 山坡土壤理化性質(zhì)的空間分布規(guī)律研究 84 
5.1 山坡土壤孔隙、容重、質(zhì)地和導(dǎo)水性分析 84 
5.1.1 采樣及實(shí)驗(yàn)方法 85 
5.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 88 
5.2 山坡土壤入滲速率及優(yōu)勢路徑的染色示蹤 95 
5.2.1 材料與方法 98 
5.2.2 結(jié)果與討論 99 
5.2.3 小結(jié) 103 
5.3 土壤厚度空間分布的統(tǒng)計預(yù)測 104 
5.3.1 材料與方法 105 
5.3.2 模擬結(jié)果 119 
5.3.3 土壤厚度預(yù)測結(jié)果討論 129 
5.4 土壤化學(xué)性質(zhì)空間分布研究 130 
5.4.1 研究方法 130 
5.4.2 研究結(jié)果與分析 132 
5.4.3 土壤化學(xué)性質(zhì)空間分布研究小結(jié) 135 
參考文獻(xiàn) 136 
第6章 山坡土壤厚度演化預(yù)測的理論及方法 140 
6.1 研究背景和意義 140 
6.1.1 土壤厚度在水文研究中的作用 140 
6.1.2 土壤厚度的預(yù)測方法 141 
6.1.3 土壤厚度預(yù)測模型的參數(shù)確定 142 
6.2 土壤厚度演化預(yù)測的模型理論基礎(chǔ) 143 
6.3 非穩(wěn)態(tài)解析解的推導(dǎo)及應(yīng)用 146 
6.3.1 理論推導(dǎo) 146 
6.3.2 理想山坡的應(yīng)用評價 148 
6.3.3 實(shí)際流域應(yīng)用 152 
6.3.4 討論 157 
6.3.5 小結(jié) 163 
6.4 土壤厚度預(yù)測模型的參數(shù)估算方法 165 
6.4.1 理論背景 165 
6.4.2 參數(shù)估算的方法 166 
6.4.3 方法在源頭型山坡上的應(yīng)用 171 
6.4.4 討論 180 
6.4.5 小結(jié) 184 
參考文獻(xiàn) 185 
第7章 山坡水文連通性與水文過程 189 
7.1 引言 189 
7.2 材料與方法 190 
7.2.1 研究區(qū) 190 
7.2.2 土壤性質(zhì)調(diào)查 191 
7.2.3 水文連通性及水文過程監(jiān)測 192 
7.2.4 水文連通空間分布及季節(jié)性變化分析方法 196 
7.3 山坡水文過程及水文連通性觀測結(jié)果 198 
7.3.1 山坡降雨徑流過程 198 
7.3.2 水文連通方式及連通過程結(jié)果 200 
7.3.3 水文連通性的季節(jié)性變化規(guī)律 206 
7.4 討論 212 
7.4.1 山坡結(jié)構(gòu)（地形、土壤等）對水文連通性的影響 212 
7.4.2 降雨特征對水文連通性的影響 213 
7.5 小結(jié) 215 
參考文獻(xiàn) 216 
第8章 山坡關(guān)鍵帶地貌特征函數(shù)的構(gòu)建 219 
8.1 研究的背景 220 
8.2 山坡單元自動剖分算法 221 
8.3 水流路徑長度校正算法 223 
8.4 山坡寬度函數(shù)提取算法 225 
8.5 算法在理想山坡上的應(yīng)用評價 228 
8.5.1 理想山坡 228 
8.5.2 應(yīng)用評價 229 
8.6 實(shí)際流域的應(yīng)用研究 234 
8.6.1 研究流域及材料 234 
8.6.2 寬度提取結(jié)果 234 
8.6.3 山坡尺度對提取結(jié)果的影響分析 243 
8.7 小結(jié) 247 
參考文獻(xiàn) 248 
第9章 山坡地形結(jié)構(gòu)及其水文相似性分析 250 
9.1 水文相似理論與研究進(jìn)展 250 
9.1.1 水文相似概念的引出 250 
9.1.2 研究進(jìn)展述評 253 
9.1.3 討論及展望 255 
9.2 山坡地形曲率分布特征及其水文效應(yīng)分析 258 
9.2.1 材料與方法 258 
9.2.2 結(jié)果與討論 260 
9.2.3 小結(jié) 265 
9.3 應(yīng)用Peclet數(shù)解析山坡結(jié)構(gòu)特征的水文效應(yīng) 265 
9.3.1 研究區(qū)及研究方法 266 
9.3.2 結(jié)果與討論 267 
9.3.3 小結(jié) 272 
參考文獻(xiàn) 272 
第10章 山坡關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)特征與壤中流蓄泄關(guān)系的理論解析 276 
10.1 山坡蓄量動力學(xué)理論 277 
10.2 山坡蓄泄過程的理論解析 281 
10.2.1 基本假定 281 
10.2.2 剖面蓄量的演進(jìn) 281 
10.2.3 含水層蓄量、徑流響應(yīng)函數(shù) 283 
10.2.4 山坡蓄泄關(guān)系的解析 286 
10.3 理想山坡的蓄泄過程模擬 287 
10.3.1 理想山坡含水層及模擬情景的設(shè)定 287 
10.3.2 理想山坡退水過程分析 288 
10.4 實(shí)際山坡蓄泄過程分析 292 
10.4.1 研究區(qū) 292 
10.4.2 模擬結(jié)果的對比 296 
10.5 小結(jié) 299 
參考文獻(xiàn) 299