流域水循環(huán)及其伴生過程綜合模擬（第二版）內容簡介

《流域水循環(huán)及其伴生過程綜合模擬（第二版）》針對高強度人類活動和氣候變化影響下海河流域存在的突出水問題，介紹了國家重點基礎研究發(fā)展（973）計劃課題“海河流域水循環(huán)及其伴生過程的綜合模擬與預測”（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和多目標決策分析模型DAMOS三個模型耦合而成，同時納入了對流域水化學過程、水生態(tài)過程的模擬，形成對流域“自然－社會”二元水循環(huán)的綜合模擬與應用分析。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)境綜合管理項目的核心模型，并對戰(zhàn)略研究、戰(zhàn)略行動計劃與知識管理（KM）平臺建設發(fā)揮了重要支撐作用。

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”二元特征及其效應

1.1.2 研究意義

1.1.3 關鍵科學問題

1.2 國內外研究動態(tài)與趨勢

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

1.2.2 基于物理機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 社會水循環(huán)研究

1.3 研究目標

第2章 流域二元水循環(huán)模型總體結構

2.1 模型總體結構及功能

2.1.1 模型總體結構

2.1.2 模型功能

2.2 各模型簡介

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 地下水運動、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 空氣動力學阻抗與植被群落阻抗

3.2.9 土壤水分吸力關系與非飽和導水系數(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)地下水數(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 流域水資源調控與多目標決策

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 海河流域應用

第8章 海河流域概況

第9章 基礎信息采集與時空展布

第10章 水循環(huán)模擬與驗證

第11章 水環(huán)境模擬與驗證

第12章 水生態(tài)模擬與驗證

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 總結與展望

參考文獻

索引2100433B

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)學模擬

第三節(jié) 分布式水文模型研究進展

第二章 流域分布式水文模型理論基礎

第一節(jié) 水文模擬中的尺度問題

第二節(jié) 空間異質性與空間離散

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)的總體設計

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用

第一節(jié) 單元產流模型

第二節(jié) 匯流模型

第三節(jié) 水庫調蓄模型

第四節(jié) 黃河小花間產匯流特性分析

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) 模型原理與主結構

第二節(jié) 單元水文模型

第三節(jié) 河網匯流演算

第四節(jié) 模型的運行控制

第五節(jié) 實例應用研究

第七章 分布式時變增益模型及其應用

第一節(jié) 水文非線性系統(tǒng)模型

第二節(jié) 分布式時變增益模型

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用

第一節(jié) SWAT的基本原理

第二節(jié) SWAT的結構與控制

第三節(jié) SWAT的主要子模型

第四節(jié) SWAT模型的應用研究

第九章 SVAT&HYCY模型的應用

第一節(jié) 大氣一陸面交互作用一維模型

第二節(jié) 流域產匯流模型

第三節(jié) SVAT&HYCY模型的應用

第十章 流域分布式水文模型的發(fā)展趨勢

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

附錄 分布式水文模型：神話還是現(xiàn)實？

參考文獻

附圖

《流域水循環(huán)分布式模擬》是國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目（“973”，G19990436）的研究成果之一，主要內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內外研究進展；第二章探討了分布式水文模型的理論基礎；第三章闡述了分布式水文模型的相關支撐技術；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的結構和功能；第五章至第七章介紹了自主開發(fā)的三種時空民度的分布式水文模型；第八章和第九章介紹了國外分布式水文模型在黃河流域的應用；第十章對分布式水文模型的研究進行了總結，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》重在理論研究與應用實踐的結合，在流域水循環(huán)分布式模擬研究方面，具有很好的指導和示范作用，可供水利工程、環(huán)境工程、地質工程、地球科學等專業(yè)的科技工作者參考，也可作為相關專業(yè)教師、研究生、本科生的輔助教材。

《流域水循環(huán)分布式模擬與調控》基于天然水循環(huán)和人工側支用水過程耦合模擬的思想，利用數(shù)字高程模型和數(shù)字河湖網資料，構建了基于“天然-人工”雙拓撲結構的數(shù)字河網和分布式水資源模擬模型。針對大流域配水供需單元之間往往存在時延性的情況，利用等流時帶概念，通過空間上等流時帶的平移反映調蓄工程放水在時間上的滯后性影響，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)調方法進行求解，實現(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水資源形成轉化的影響，而且可用于模擬人工側支用水對水資源形成轉化與利用的影響，以及大流域水資源的優(yōu)化調控。