目錄
總序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 水文科學研究的發(fā)展前沿 1
1.2 人類活動對水循環(huán)的影響 4
1.2.1 溫室氣體排放對氣候和大氣環(huán)流過程產(chǎn)生影響 4
1.2.2 改造下墊面性狀對水循環(huán)的陸面過程產(chǎn)生影響 5
1.2.3 人工大規(guī)模取用水直接干預(yù)水循環(huán)路徑 5
1.3 變化環(huán)境下的水循環(huán)研究挑戰(zhàn) 6
1.4 流域水文模型研究進展概述 7
1.4.1 水文研究與水文模型 8
1.4.2 水文模型的分類及特點 11
1.4.3 分布式水文模型與GIS 12
1.4.4 分布式水文模型與DEM 13
1.4.5 分布式水文模型與遙感技術(shù) 15
1.4.6 國內(nèi)外主要分布式水文模型簡介 16
1.5 目前水文模型熱點問題和進展方向 19
1.5.1 水文尺度效應(yīng) 19
1.5.2 不確定性研究 21
1.5.3 不同系統(tǒng)的耦合 22
1.5.4 缺資料地區(qū)水文模擬 30
1.5.5 并行運算研究 31
1.5.6 城市區(qū)水文模擬 33
1.6 發(fā)展趨勢總結(jié) 35
第2章 MODCYCLE開發(fā)設(shè)計與模型原理 37
2.1 MODCYCLE模型的總體設(shè)計 37
2.1.1 流域離散方式 37
2.1.2 模擬結(jié)構(gòu)與水循環(huán)路徑 39
2.1.3 面向?qū)ο蟮哪�塊化 41
2.1.4 數(shù)據(jù)庫支持 43
2.1.5 層次化的水量平衡校驗機制 44
2.1.6 并行運算支持 45
2.1.7 模型的概念性和物理性 47
2.1.8 模型的天然-人工二元特色 47
2.2 MODCYCLE的水循環(huán)模擬原理 48
2.2.1 基礎(chǔ)模擬單元水循環(huán) 48
2.2.2 淺層地下水循環(huán) 66
2.2.3 深層地下水循環(huán) 69
2.2.4 河道水循環(huán) 69
2.2.5 水庫水循環(huán) 72
2.2.6 池塘/濕地水循環(huán) 74
2.2.7 植物生長模擬 77
2.2.8 人工過程模擬 83
2.2.9 地表/地下水耦合模擬 89
2.3 本章小結(jié) 94
第3章 MODCYCLE模型農(nóng)田單元尺度研究應(yīng)用 96
3.1 研究目的 96
3.2 試驗設(shè)置與思路 97
3.2.1 試驗區(qū)情況 97
3.2.2 試驗觀測項目 97
3.3 試驗數(shù)據(jù)分析 100
3.3.1 土壤參數(shù)實測數(shù)據(jù) 100
3.3.2 生育期內(nèi)氣象情況 101
3.3.3 生育期分層土壤含水率變化 102
3.3.4 降雨前后土壤水分運移變化 103
3.3.5 土壤含水率隨土壤深度變化 104
3.4 田間尺度水循環(huán)模擬驗證 104
3.4.1 埋深2m以上土壤含水量對比驗證 105
3.4.2 土壤剖面分層含水率對比驗證 105
3.4.3 葉面積指數(shù)和株高對比驗證 106
3.5 田間水循環(huán)規(guī)律分析 107
3.5.1 土壤水循環(huán)通量分析 107
3.5.2 降雨/灌溉量與土壤含水率響應(yīng)定量分析 108
3.5.3 生育期蒸散發(fā)定量分析 109
3.6 本章小結(jié) 110
第4章 MODCYCLE模型區(qū)域尺度研究應(yīng)用一 111
4.1 區(qū)域自然及社會概況 111
4.1.1 自然地理 112
4.1.2 氣象水文 112
4.1.3 水利工程 115
4.1.4 社會經(jīng)濟 115
4.2 區(qū)域水資源狀況 117
4.2.1 地表水資源量 117
4.2.2 出入境水量 117
4.2.3 地下水資源量 118
4.2.4 東部平原地下水動態(tài)及漏斗分布 119
4.3 區(qū)域水循環(huán)模擬構(gòu)建 120
4.3.1 空間數(shù)據(jù)及其處理 121
4.3.2 主要水循環(huán)驅(qū)動數(shù)據(jù) 126
4.4 模型率定與驗證 138
4.4.1 匡門口斷面徑流量驗證 138
4.4.2 出境水量驗證 139
4.4.3 淺層地下水位變化過程驗證 139
4.4.4 關(guān)鍵水資源特征量對比 141
4.4.5 水量平衡檢驗 143
4.5 基于水循環(huán)模擬的邯鄲市水循環(huán)規(guī)律分析 144
4.5.1 降水量年際變化 144
4.5.2 ET 量空間分布 145
4.5.3 地表產(chǎn)流量空間分布 146
4.5.4 土壤蓄變與地下水埋深變化 147
4.5.5 山區(qū)平原水循環(huán)通量規(guī)律分析 149
4.6 變化環(huán)境下邯鄲市水循環(huán)響應(yīng)預(yù)測 151
4.6.1 變化環(huán)境因子識別 151
4.6.2 預(yù)測方案設(shè)置 153
4.6.3 區(qū)域總水量平衡特征 154
4.6.4 水循環(huán)要素變化特征 155
4.6.5 平原區(qū)地下水補排分析 157
4.6.6 地下水位響應(yīng) 158
4.6.7 地表徑流量響應(yīng) 159
4.7 本章小結(jié) 160
第5章 MODCYCLE模型區(qū)域尺度研究應(yīng)用二 162
5.1 區(qū)域概況及現(xiàn)狀分析 162
5.1.1 區(qū)域概況 162
5.1.2 區(qū)域水資源情況 170
5.2 區(qū)域水循環(huán)模擬構(gòu)建 175
5.2.1 空間數(shù)據(jù)及其處理 175
5.2.2 主要水循環(huán)驅(qū)動 183
5.3 模型率定與驗證 196
5.3.1 水量平衡檢驗 197
5.3.2 關(guān)鍵水資源量對比 198
5.3.3 出境流量驗證 198
5.3.4 ET 量對比 199
5.3.5 產(chǎn)量對比 200
5.3.6 淺層地下水位驗證 202
5.4 基于水循環(huán)模擬的天津市水循環(huán)規(guī)律分析 203
5.4.1 降水量年際年內(nèi)變化規(guī)律 203
5.4.2 區(qū)域蒸散發(fā)分析 204
5.4.3 地表產(chǎn)流量空間分布 210
5.4.4 蓄變量年際分布 211
5.5 本章小結(jié) 211
第6章 主要結(jié)論與展望 214
6.1 研究工作總結(jié) 214
6.2 存在的問題和研究展望 214
參考文獻 216
索引 230