流域分布式水文学原理及应用

前言

第1章水文学及水循环

1.1概述

1.2水文学与水资源

1.3水文循环

1.4水量平衡

第2章水文模型

2.1水文模型发展概况

2.2水文模型分类

2.2.1系统模型

2.2.2概念性模型

2.2.3物理模型

2.3集总式水文模型与分布式水文模型

2.3.1集总式水文模型概述

2.3.2分布式水文模型概述及分类

2.4分布式水文模型的应用领域

2.4.1径流模拟

2.4.2土地利用/覆被变化对流域水循环的影响

2.4.3气候变化对流域水循环的影响

第3章分布式水文模型的构建

3.1分布式产流模型

3.2土壤水文模型

3.3流域蒸散发计算

3.4地表水地下水耦合模型

3.5分布式汇流模型

3.6地下水水文模型

第4章多源数据信息利用

4.1水文模型信息源

4.2降水和气温资料

4.2.1数据来源

4.2.2数据处理方法

4.2.3雷达降水在水文模型中的应用

4.3全球1km数字高程模型及精度分析

4.3.1全球1km数字高程模型介绍

4.3.2DEM精度评定

4.4土地利用遥感信息提取

4.4.1土地利用对水文模拟的重要性

4.4.2遥感监测数据处理

4.4.3土地利用变化信息发现与提取

4.5全球土壤与植被

4.5.1植被与土壤类型的组成和分布

4.5.2全球土壤数据

4.5.3全球植被数据

4.6地下水文参数的提取

4.6.1地下水文参数的确定

4.6.2大尺度地下水文参数的获取

4.6.3基流量分割

第5章基于DEM的流域特征提取

5.1概述

5.2流域特征提取流程和方法

5.2.1流域特征提取流程

5.2.2流域特征提取方法

5.3复合信息提取流域特征方法

5.3.1复合信息的利用

5.3.2应用示例

5.4大尺度分布式数字流域构建

第6章分布式水文模型参数率定及其应用

6.1概述

6.2模型误差来源

6.2.1水头误差

6.2.2流量误差

6.3模型参数率定方法

6.3.1目标函数

6.3.2试错率定法

6.3.3自动率定法

6.4模型参数率定评价

6.4.1率定级别

6.4.2参数敏感性分析和验证

6.5模型预测

6.6自动率定法在分布式水文模型中的应用

6.6.1研究区域

6.6.2模型参数率定方法

6.6.3模型参数率定过程

6.6.4参数敏感性分析

第7章暴雨洪水预报

7.1概述

7.2暴雨洪水预报

7.2.1模型数据来源

7.2.2地形描述

7.2.3水文模拟结果

7.3两种产流模式的次洪预报

7.3.1研究区域

7.3.2数据处理

7.3.3模拟结果

7.4地表水与地下水耦合的流域暴雨洪水预报模型

7.4.1流域水文模型

7.4.2耦合模型在流域中的应用

第8章土壤含水量变化规律研究

8.1概述

8.2土壤水力参数模型

8.3干旱区土壤水多样性研究

8.3.1大孔隙流

8.3.2区域概况

8.3.3模型率定

8.3.4模拟结果

8.4湿润区土壤含水量时空分布评价

8.4.1HMS数据和参数

8.4.2模型率定

8.4.3模拟结果

第9章气象-水文耦合模式研究

9.1概述

9.2气象-水文模型耦合方法

9.3气象-水文耦合模型在单场暴雨中的应用

9.3.1研究区域

9.3.2模型数据准备

9.3.3降雨事件描述

9.3.4模拟结果

9.4气象-水文耦合模型对嵌套区域连续多场暴雨的应用

9.4.1区域气象模型简介

9.4.2网格单元空间变异性

9.4.3研究区域与数据准备

9.4.4模拟结果

第10章水文-气象双向耦合模型在大尺度与中尺度区域的应用

10.1概述

10.2耦合方法

10.3研究区域与数据采集

10.4模拟结果

第11章水文尺度问题研究

11.1水文尺度与水文模拟

11.2降雨和土壤水力参数的解集方法

11.3降雨和土壤水力参数的次网格空间变化对流域水文过程响应的影响

11.3.1数据和方法

11.3.2模型率定

11.3.3模拟结果

11.4降雨的时间尺度效应和水力参数的空间尺度效应对水文过程的影响

11.4.1引言

11.4.2降雨时间尺度效应

11.4.3水力参数空间变动性的影响

11.5中尺度气象模型分辨率对地表径流模拟的敏感性分析

11.5.1研究区域

11.5.2不同分辨率下次降雨事件的模拟

11.5.3不同分辨率降雨的水文响应

11.5.4模拟降雨和产流的时空特性

第12章流域分布式水文模型的应用前景

参考文献

　　本书共有12章。第1章介绍了水文学与水循环的一些基本概念；第2章主要对水文学及水文模型的发展做了概述，并详细介绍了分布式水文模型的特点与应用领域；在第3章中，根据作者创建的水文模型系统详细说明了分布式水文模型中不同水文过程模块的原理与构建；第4章的内容着重描述在分布式水文模型中常用的信息源与参数提取方法，如降水与气温、土地利用、土壤数据等；第5章则结合实例详述如何基于数字高程模型提取流域特征变量；第6章主要介绍分布式模型的参数率定方法；第7章基于算例说明如何通过分布式水文模型进行暴雨洪水的每次与每日洪水预报；第8章主要介绍了通过水文模型综合考虑植被、土壤结构以及大孔隙流来模拟土壤含水量变化的方法；第9章与第10章是作者近十年来在大气过程与水文过程相互影响研究方面的成果总结，详细介绍了大气模型与水文模型耦合的方法，以及针对不同的研究目的构建不同结构耦合模型进行模拟的方法；第11章对水文尺度如何影响水文模拟做了阐述；第12章介绍了降雨与土壤水力参数的次网格变异性，提高模拟精度的研究成果。　　本书首先介绍了水文模型的发展概况、分类，集总式和分布式水文模型的优劣以及分布式水文模型的主要应用领域。其次重点阐述了分布式水文模型的构建及组成，其中包括土壤水文模型、陆地水文模型、地下水水文模型和地表水、地下水耦合模型四个部分。再次讨论了分布式水文模型结合DEM模型的流域特征提取、模型参数的率定方法及分布式水文模型在洪水预报和土壤大孔隙流中的应用。接着又探讨了大气模型和分布式水文模型的耦合，并将耦合模型应用于单场暴雨、多场暴雨的洪水预报以及大中尺度区域。最后指出了水文模型存在的尺度问题以及水文参数和网格的空间变异性等问题。　　本书可供水文学、水资源、水文地质、气象、水利工程等学科的科研人员、大学教师、高年级本科生和研究生，以及从事水资源管理工作的技术人员参考和使用。