目錄 
序 
前言 
第1章 關鍵帶科學概述 1 
1.1 關鍵帶研究的背景與內涵 2 
1.2 關鍵帶觀測計劃 4 
1.3 關鍵帶科學研究 5 
1.3.1 關鍵帶結構本身的認識 5 
1.3.2 基巖風化帶的水文效應 7 
1.3.3 關鍵帶結構與過程的協(xié)同演化 9 
參考文獻 10 
第2章 山坡表層關鍵帶結構與水文連通性研究進展 15 
2.1 研究進展述評 16 
2.1.1 水文連通性的內涵 16 
2.1.2 研究的手段方法和重要發(fā)現(xiàn) 16 
2.1.3 山坡水文連通的機制和產流理論 18 
2.2 存在的問題剖析 20 
2.3 未來研究的展望 21 
2.3.1 山坡表層關鍵帶宏觀表象連通及動力機制研究 22 
2.3.2 水文連通機制與水文模型理論展望 23 
2.4 小結 25 
參考文獻 25 
第3章 山坡關鍵帶地球物理探測 30 
3.1 無人機地形獲取技術 31 
3.1.1 簡介 31 
3.1.2 應用實例 32 
3.1.3 成果精度評價 33 
3.2 LiDAR地形測量技術 37 
3.2.1 簡介 37 
3.2.2 應用實例 38 
3.3 基于探地雷達技術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數據采集與結果分析 45 
3.3.3 GPR探測H1山坡 49 
參考文獻 57 
第4章 山坡表層關鍵帶水文觀測 60 
4.1 流域水文實驗概述 60 
4.2 和睦橋實驗站水文過程觀測 61 
4.2.1 姜灣流域概況 63 
4.2.2 和睦橋實驗站概況 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 81 
第5章 山坡土壤理化性質的空間分布規(guī)律研究 84 
5.1 山坡土壤孔隙、容重、質地和導水性分析 84 
5.1.1 采樣及實驗方法 85 
5.1.2 實驗結果 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 結果與討論 99 
5.2.3 小結 103 
5.3 土壤厚度空間分布的統(tǒng)計預測 104 
5.3.1 材料與方法 105 
5.3.2 模擬結果 119 
5.3.3 土壤厚度預測結果討論 129 
5.4 土壤化學性質空間分布研究 130 
5.4.1 研究方法 130 
5.4.2 研究結果與分析 132 
5.4.3 土壤化學性質空間分布研究小結 135 
參考文獻 136 
第6章 山坡土壤厚度演化預測的理論及方法 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 土壤厚度的預測方法 141 
6.1.3 土壤厚度預測模型的參數確定 142 
6.2 土壤厚度演化預測的模型理論基礎 143 
6.3 非穩(wěn)態(tài)解析解的推導及應用 146 
6.3.1 理論推導 146 
6.3.2 理想山坡的應用評價 148 
6.3.3 實際流域應用 152 
6.3.4 討論 157 
6.3.5 小結 163 
6.4 土壤厚度預測模型的參數估算方法 165 
6.4.1 理論背景 165 
6.4.2 參數估算的方法 166 
6.4.3 方法在源頭型山坡上的應用 171 
6.4.4 討論 180 
6.4.5 小結 184 
參考文獻 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 土壤性質調查 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 山坡結構（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 215 
參考文獻 216 
第8章 山坡關鍵帶地貌特征函數的構建 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 山坡寬度函數提取算法 225 
8.5 算法在理想山坡上的應用評價 228 
8.5.1 理想山坡 228 
8.5.2 應用評價 229 
8.6 實際流域的應用研究 234 
8.6.1 研究流域及材料 234 
8.6.2 寬度提取結果 234 
8.6.3 山坡尺度對提取結果的影響分析 243 
8.7 小結 247 
參考文獻 248 
第9章 山坡地形結構及其水文相似性分析 250 
9.1 水文相似理論與研究進展 250 
9.1.1 水文相似概念的引出 250 
9.1.2 研究進展述評 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分析 258 
9.2.1 材料與方法 258 
9.2.2 結果與討論 260 
9.2.3 小結 265 
9.3 應用Peclet數解析山坡結構特征的水文效應 265 
9.3.1 研究區(qū)及研究方法 266 
9.3.2 結果與討論 267 
9.3.3 小結 272 
參考文獻 272 
第10章 山坡關鍵帶結構特征與壤中流蓄泄關系的理論解析 276 
10.1 山坡蓄量動力學理論 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 281 
10.2.3 含水層蓄量、徑流響應函數 283 
10.2.4 山坡蓄泄關系的解析 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定 287 
10.3.2 理想山坡退水過程分析 288 
10.4 實際山坡蓄泄過程分析 292 
10.4.1 研究區(qū) 292 
10.4.2 模擬結果的對比 296 
10.5 小結 299 
參考文獻 299