流域水循環(huán)及其伴生過程綜合模擬（第二版）

總序

序

前言

上篇 原理與方法

第1章 概述

1.1 研究背景與意義

1.1.1 流域水循環(huán)的“自然一社會(huì)”二元特征及其效應(yīng)

1.1.2 研究意義

1.1.3 關(guān)鍵科學(xué)問題

1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)

1.2.1 變化環(huán)境下的水循環(huán)機(jī)理和演變規(guī)律研究

1.2.2 基于物理機(jī)制的分布式流域水文模型研究

1.2.3 水循環(huán)過程與水生態(tài)及水環(huán)境演變相互作用機(jī)制研究

1.2.4 大氣過程一陸地水文過程耦合研究

1.2.5 社會(huì)水循環(huán)研究

1.3 研究目標(biāo)

第2章 流域二元水循環(huán)模型總體結(jié)構(gòu)

2.1 模型總體結(jié)構(gòu)及功能

2.1.1 模型總體結(jié)構(gòu)

2.1.2 模型功能

2.2 各模型簡(jiǎn)介

2.2.1 分布式流域水循環(huán)及其伴生過程模擬模型(wEP.L)

2.2.2 多目標(biāo)決策分析模型(DAMOS)

2.2.3 水資源配置模型(ROwAS)

第3章流域水循環(huán)過程模擬方法

3.1 大氣過程模擬

3.1.1 大氣環(huán)流模式(GCM)

3.1.2 海氣耦合模式

3.1.3 陸面過程模式

3.1.4 區(qū)域氣候模式

3.1.5 降尺度方法

3.2 陸地水循環(huán)過程模擬

3.2.1 蒸發(fā)蒸騰

3.2.2 人滲

3.2.3 地表徑流

3.2.4 壤中徑流

3.2.5 地下水運(yùn)動(dòng)、地下水流出和地下水溢出

3.2.6 坡面匯流和河道匯流

3.2.7 積雪融雪過程

3.2.8 空氣動(dòng)力學(xué)阻抗與植被群落阻抗

3.2.9 土壤水分吸力關(guān)系與非飽和導(dǎo)水系數(shù)

3.3 陸地能量循環(huán)過程模擬

3.3.1 地表能量平衡方程

3.3.2 短波放射

3.3.3 長(zhǎng)波放射

3.3.4 潛熱通量

3.3.5 顯熱通量

3.3.6 地中熱通量

3.3.7 人工熱排出量

3.4 平原區(qū)地下水?dāng)?shù)值模擬

3.4.1 潛水

3.4.2 承壓水

3.4.3 模型數(shù)值求解

第4章 流域水環(huán)境過程模擬方法

4.1 污染量的估算

……

第5章 流域水生態(tài)過程模擬方法

第6章 流域水資源調(diào)控與多目標(biāo)決策

第7章 流域水循環(huán)及其伴生過程綜合模擬系統(tǒng)集成

下篇 海河流域應(yīng)用

第8章 海河流域概況

第9章 基礎(chǔ)信息采集與時(shí)空展布

第10章 水循環(huán)模擬與驗(yàn)證

第11章 水環(huán)境模擬與驗(yàn)證

第12章 水生態(tài)模擬與驗(yàn)證

第13章 海河流域水循環(huán)及其伴生過程歷史演變分析

第14章 海河流域水循環(huán)及其伴生過程未來演變情景分析

第15章 海河流域水資源管理戰(zhàn)略討論

第16章 總結(jié)與展望

參考文獻(xiàn)

索引2100433B

《流域水循環(huán)及其伴生過程綜合模擬（第二版）》針對(duì)高強(qiáng)度人類活動(dòng)和氣候變化影響下海河流域存在的突出水問題，介紹了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展（973）計(jì)劃課題“海河流域水循環(huán)及其伴生過程的綜合模擬與預(yù)測(cè)”（2006CB403404）的重要研究成果－海河流域二元水循環(huán)模型。該模型由分布式流域水循環(huán)模型WEP、水資源合理配置模型ROWAS和多目標(biāo)決策分析模型DAMOS三個(gè)模型耦合而成，同時(shí)納入了對(duì)流域水化學(xué)過程、水生態(tài)過程的模擬，形成對(duì)流域“自然－社會(huì)”二元水循環(huán)的綜合模擬與應(yīng)用分析。該模型被定為世界銀行全球環(huán)境基金（GEF）海河水資源水環(huán)境綜合管理項(xiàng)目的核心模型，并對(duì)戰(zhàn)略研究、戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃與知識(shí)管理（KM）平臺(tái)建設(shè)發(fā)揮了重要支撐作用。

前言

第一章 緒論

第一節(jié) 流域水文循環(huán)過程

第二節(jié) 流域水文循環(huán)的數(shù)學(xué)模擬

第三節(jié) 分布式水文模型研究進(jìn)展

第二章 流域分布式水文模型理論基礎(chǔ)

第一節(jié) 水文模擬中的尺度問題

第二節(jié) 空間異質(zhì)性與空間離散

第三節(jié) 分布式水文模型建模范式

第四節(jié) 典型的分布式水文模型

第三章 分布式水文模擬的技術(shù)支撐

第一節(jié) GIS與分布式水文模型

第二節(jié) 遙感與分布式水文模擬

第三節(jié) 基于DEM的流域特征信息提取

第四節(jié) 水文信息空間插值

第四章 流域分布式水文模擬系統(tǒng)

第一節(jié) HIMS系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

第二節(jié) 基于組建式GIS的水循環(huán)信息系統(tǒng)

第三節(jié) HIMS水文函數(shù)庫的構(gòu)造

第四節(jié) HIMS水文模型系統(tǒng)的建立

第五章 分布式暴雨洪水模型及其應(yīng)用

第一節(jié) 單元產(chǎn)流模型

第二節(jié) 匯流模型

第三節(jié) 水庫調(diào)蓄模型

第四節(jié) 黃河小花間產(chǎn)匯流特性分析

第五節(jié) 黃河小花間暴雨洪水過程分布式模擬

第六章 流域日水文過程分布式模擬

第一節(jié) 模型原理與主結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 單元水文模型

第三節(jié) 河網(wǎng)匯流演算

第四節(jié) 模型的運(yùn)行控制

第五節(jié) 實(shí)例應(yīng)用研究

第七章 分布式時(shí)變?cè)鲆婺Ｐ图捌鋺?yīng)用

第一節(jié) 水文非線性系統(tǒng)模型

第二節(jié) 分布式時(shí)變?cè)鲆婺Ｐ?

第三節(jié) 黃河流域月水文過程模擬

第八章 SWAT模型在黃河流域的應(yīng)用

第一節(jié) SWAT的基本原理

第二節(jié) SWAT的結(jié)構(gòu)與控制

第三節(jié) SWAT的主要子模型

第四節(jié) SWAT模型的應(yīng)用研究

第九章 SVAT&HYCY模型的應(yīng)用

第一節(jié) 大氣一陸面交互作用一維模型

第二節(jié) 流域產(chǎn)匯流模型

第三節(jié) SVAT&HYCY模型的應(yīng)用

第十章 流域分布式水文模型的發(fā)展趨勢(shì)

第一節(jié) 分布式水文模擬的難題與局限

第二節(jié) 分布式水文模型發(fā)展趨勢(shì)

附錄 分布式水文模型：神話還是現(xiàn)實(shí)？

參考文獻(xiàn)

附圖

《流域水循環(huán)分布式模擬》是國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目（“973”，G19990436）的研究成果之一，主要內(nèi)容是分布式水文模型系統(tǒng)的研發(fā)與集成。全書共分10章。第一章介紹了分布式水文模型的基本概念和國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展；第二章探討了分布式水文模型的理論基礎(chǔ)；第三章闡述了分布式水文模型的相關(guān)支撐技術(shù)；第四章介紹了自主開發(fā)的流域分布式水文模擬系統(tǒng)HIMS的結(jié)構(gòu)和功能；第五章至第七章介紹了自主開發(fā)的三種時(shí)空民度的分布式水文模型；第八章和第九章介紹了國(guó)外分布式水文模型在黃河流域的應(yīng)用；第十章對(duì)分布式水文模型的研究進(jìn)行了總結(jié)，分析子分布式水文模型存在的問題及其發(fā)展前景。

《流域水循環(huán)分布式模擬》重在理論研究與應(yīng)用實(shí)踐的結(jié)合，在流域水循環(huán)分布式模擬研究方面，具有很好的指導(dǎo)和示范作用，可供水利工程、環(huán)境工程、地質(zhì)工程、地球科學(xué)等專業(yè)的科技工作者參考，也可作為相關(guān)專業(yè)教師、研究生、本科生的輔助教材。

《流域水循環(huán)分布式模擬與調(diào)控》基于天然水循環(huán)和人工側(cè)支用水過程耦合模擬的思想，利用數(shù)字高程模型和數(shù)字河湖網(wǎng)資料，構(gòu)建了基于“天然-人工”雙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)字河網(wǎng)和分布式水資源模擬模型。針對(duì)大流域配水供需單元之間往往存在時(shí)延性的情況，利用等流時(shí)帶概念，通過空間上等流時(shí)帶的平移反映調(diào)蓄工程放水在時(shí)間上的滯后性影響，建立流域水資源優(yōu)化配置模型。利用大系統(tǒng)優(yōu)化的分解協(xié)調(diào)方法進(jìn)行求解，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)不同層次的優(yōu)化。所建模型，不僅可用于模擬土地利用/土地覆被變化等不同下墊面條件對(duì)水資源形成轉(zhuǎn)化的影響，而且可用于模擬人工側(cè)支用水對(duì)水資源形成轉(zhuǎn)化與利用的影響，以及大流域水資源的優(yōu)化調(diào)控。