前言

启示作者撰写本书的动因来自三个方面。一是作者在教学工作中的思考。流水和风力侵蚀是《水土保持与生态恢复》课程的重要教学内容,但已有的教材不仅对流水和风力侵蚀力学机理的阐述不够充分,也未能对流水和风力侵蚀模拟计算等方面的研究进行详细地归纳和分析,而这方面的内容对开阔学生的学术视野、提高学生的逻辑思维能力和模拟计算能力、拓展学生的就业领域有着重要的意义。在过去15年的教学实践中,作者加强了这部分内容,并为本专著的撰写积累了大量的素材,这些素材大部分成为教学讲义或学生课外阅读的内容。二是科研工作的思考。在多年从事风沙物理学研究的过程中,作者试图通过跨越学科界限的方法来寻找土壤侵蚀的普适性规律和有价值的科学问题。水力侵蚀和风力侵蚀具有相似的力学机理,雨滴溅蚀和风沙粒-床碰撞过程有相似的原理,因而透视两个领域共性和差异可能帮助研究者找到新的问题和研究思路,因而本书以雨滴溅蚀作为水蚀和风蚀研究的窗口和切入点。三是学科发展趋势的动因。和地球科学很多分支一样,土壤侵蚀领域也进入了交叉融合发展的阶段,融通土壤水蚀和风蚀领域的方法和成果是有意义的尝试。现今已经进入了科学计算的黄金时代,定量化模拟计算已经成为各个学科的重要研究手段,其不但有助于提高研究水平,也有助于培养学生的逻辑思维能力、建模能力和编程能力,这对提升学生的培养质量、就业质量和拓宽学生就业渠道有着重要的意义。

本书内容既是对前人和作者相关研究工作的总结和回顾,也补充了作者近年来的研究成果,包括模拟计算的案例和对相关问题的思考和分析,希望本书能为土壤侵蚀、大气颗粒物污染等领域有兴趣的读者提供有价值的信息和启示。

本书共分5章,主要内容如下:(1)雨滴溅蚀机理及模拟计算;(2)土壤风蚀机理总论;(3)风沙颗粒跃移起动机理及模拟计算;(4)风沙跃移输送机理及模拟计算;(5)风蚀粉尘释放模拟计算。

在书稿的撰写过程中,作者参考了大量的国内外文献,由于篇幅所限,书中提到的部分文献未有列出,特此说明。

本书的很多工作还处于探索阶段,加之作者认识能力有限,错误疏漏在所难免,敬请读者批评指正。

本专著有关的研究内容,得到了兰州大学土木工程与力学学院黄宁教授、陕西师范大学地理科学与旅游学院董治宝教授、西安工程大学计算机科学学院陈金广教授、西安工程大学理学院苏进博士、西安工程大学环化学院梁晓强博士等专家的指导、帮助和鼓励。在此成书之际,谨向各位专家深表谢忱。

专著出版之际,向指导作者进入风蚀研究领域的恩师、中国气象科学研究院张小曳院士表示衷心的感谢。

本书得到兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室开放基金、西安工程大学学科建设经费和国家自然科学基金面上项目(41340043)等的资助,在此致谢。

西安工程大学环化学院

梅凡民于西安

2020年11月