流域分布式水文學(xué)原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

本書首先介紹了水文模型的發(fā)展概況、分類，集總式和分布式水文模型的優(yōu)劣以及分布式水文模型的主要應(yīng)用領(lǐng)域。其次重點(diǎn)闡述了分布式水文模型的構(gòu)建及組成，其中包括土壤水文模型、陸地水文模型、地下水水文模型和地表水、地下水耦合模型四個(gè)部分。再次討論了分布式水文模型結(jié)合DEM模型的流域特征提取、模型參數(shù)的率定方法及分布式水文模型在洪水預(yù)報(bào)和土壤大孔隙流中的應(yīng)用。接著又探討了大氣模型和分布式水文模型的耦合，并將耦合模型應(yīng)用于單場暴雨、多場暴雨的洪水預(yù)報(bào)以及大中尺度區(qū)域。最后指出了水文模型存在的尺度問題以及水文參數(shù)和網(wǎng)格的空間變異性等問題。　　本書可供水文學(xué)、水資源、水文地質(zhì)、氣象、水利工程等學(xué)科的科研人員、大學(xué)教師、高年級本科生和研究生，以及從事水資源管理工作的技術(shù)人員參考和使用。

書籍目錄

前言第1章　水文學(xué)及水循環(huán)　1.1　概述　1.2　水文學(xué)與水資源　1.3　水文循環(huán)　1.4　水量平衡第2章　水文模型　2.1　水文模型發(fā)展概況　2.2　水文模型分類　　2.2.1　系統(tǒng)模型　　2.2.2　概念性模型　　2.2.3　物理模型　2.3　集總式水文模型與分布式水文模型　　2.3.1　集總式水文模型概述　　2.3.2　分布式水文模型概述及分類　2.4　分布式水文模型的應(yīng)用領(lǐng)域　　2.4.1　徑流模擬　　2.4.2　土地利用／覆被變化對流域水循環(huán)的影響　　2.4.3　氣候變化對流域水循環(huán)的影響第3章　分布式水文模型的構(gòu)建　3.1　分布式產(chǎn)流模型　3.2　土壤水文模型　3.3　流域蒸散發(fā)計(jì)算　3.4　地表水—地下水耦合模型　3.5　分布式匯流模型　3.6　地下水水文模型第4章　多源數(shù)據(jù)信息利用　4.1　水文模型信息源　4.2　降水和氣溫資料　　4.2.1　數(shù)據(jù)來源　　4.2.2　數(shù)據(jù)處理方法　　4.2.3　雷達(dá)降水在水文模型中的應(yīng)用　4.3　全球1km數(shù)字高程模型及精度分析　　4.3.1　全球1km數(shù)字高程模型介紹　　4.3.2　DEM精度評定　4.4　土地利用遙感信息提取　　4.4.1　土地利用對水文模擬的重要性　　4.4.2　遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)處理　　4.4.3　土地利用變化信息發(fā)現(xiàn)與提取　4.5　全球土壤與植被　　4.5.1　植被與土壤類型的組成和分布　　4.5.2　全球土壤數(shù)據(jù)　　4.5.3　全球植被數(shù)據(jù)　4.6　地下水文參數(shù)的提取　　4.6.1　地下水文參數(shù)的確定　　4.6.2　大尺度地下水文參數(shù)的獲取　　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　復(fù)合信息提取流域特征方法　　5.3.1　復(fù)合信息的利用　　5.3.2　應(yīng)用示例　5.4　大尺度分布式數(shù)字流域構(gòu)建第6章　分布式水文模型參數(shù)率定及其應(yīng)用　6.1　概述　6.2　模型誤差來源　　6.2.1　水頭誤差　　6.2.2　流量誤差　6.3　模型參數(shù)率定方法　　6.3.1　目標(biāo)函數(shù)　　6.3.2　試錯(cuò)率定法　　6.3.3　自動(dòng)率定法　6.4　模型參數(shù)率定評價(jià)　　6.4.1　率定級別　　6.4.2　參數(shù)敏感性分析和驗(yàn)證　6.5　模型預(yù)測　6.6　自動(dòng)率定法在分布式水文模型中的應(yīng)用　　6.6.1　研究區(qū)域　　6.6.2　模型參數(shù)率定方法　　6.6.3　模型參數(shù)率定過程　　6.6.4　參數(shù)敏感性分析第7章　暴雨洪水預(yù)報(bào)　7.1　概述　7.2　暴雨洪水預(yù)報(bào)　　7.2.1　模型數(shù)據(jù)來源　　7.2.2　地形描述　　7.2.3　水文模擬結(jié)果　7.3　兩種產(chǎn)流模式的次洪預(yù)報(bào)　　7.3.1　研究區(qū)域　　7.3.2　數(shù)據(jù)處理　　7.3.3　模擬結(jié)果　7.4　地表水與地下水耦合的流域暴雨洪水預(yù)報(bào)模型　　7.4.1　流域水文模型　　7.4.2　耦合模型在流域中的應(yīng)用第8章　土壤含水量變化規(guī)律研究　8.1　概述　8.2　土壤水力參數(shù)模型　8.3　干旱區(qū)土壤水多樣性研究　　8.3.1　大孔隙流　　8.3.2　區(qū)域概況　　8.3.3　模型率定　　8.3.4　模擬結(jié)果　8.4　濕潤區(qū)土壤含水量時(shí)空分布評價(jià)　　8.4.1　HMS數(shù)據(jù)和參數(shù)　　8.4.2　模型率定　　8.4.3　模擬結(jié)果第9章　氣象-水文耦合模式研究　9.1　概述　9.2　氣象-水文模型耦合方法　9.3　氣象-水文耦合模型在單場暴雨中的應(yīng)用　　9.3.1　研究區(qū)域　　9.3.2　模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備　　9.3.3　降雨事件描述　　9.3.4　模擬結(jié)果　9.4　氣象-水文耦合模型對嵌套區(qū)域連續(xù)多場暴雨的應(yīng)用　　9.4.1　區(qū)域氣象模型簡介　　9.4.2　網(wǎng)格單元空間變異性　　9.4.3　研究區(qū)域與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備　　9.4.4　模擬結(jié)果第10章　水文-氣象雙向耦合模型在大尺度與中尺度區(qū)域的應(yīng)用　10.1　概述　10.2　耦合方法　10.3　研究區(qū)域與數(shù)據(jù)采集　10.4　模擬結(jié)果第11章　水文尺度問題研究　11.1　水文尺度與水文模擬　11.2　降雨和土壤水力參數(shù)的解集方法　11.3　降雨和土壤水力參數(shù)的次網(wǎng)格空間變化對流域水文過程響應(yīng)的影響　　11.3.1　數(shù)據(jù)和方法　　11.3.2　模型率定　　11.3.3　模擬結(jié)果　11.4　降雨的時(shí)間尺度效應(yīng)和水力參數(shù)的空間尺度效應(yīng)對水文過程的影響　　11.4.1　引言　　11.4.2　降雨時(shí)間尺度效應(yīng)　　11.4.3　水力參數(shù)空間變動(dòng)性的影響　11.5　中尺度氣象模型分辨率對地表徑流模擬的敏感性分析　　11.5.1　研究區(qū)域　　11.5.2　不同分辨率下次降雨事件的模擬　　11.5.3　不同分辨率降雨的水文響應(yīng)　　11.5.4　模擬降雨和產(chǎn)流的時(shí)空特性第12章　流域分布式水文模型的應(yīng)用前景參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章　水文模型　　2.3　集總式水文模型與分布式水文模型　　2.3.1　集總式水文模型概述　　集總式水文模型普遍將流域作為一個(gè)整體來進(jìn)行研究，忽略了氣候因子和下墊面因子均呈現(xiàn)空間分布不均勻的事實(shí)。根據(jù)這種觀點(diǎn)建立起來的水文模型顯然只能虛擬模擬氣候和下墊面因子空間分布均勻的狀態(tài)，屬于概念性流域水文模型范疇。模型中的一些水文過程通常由一些簡化的水力學(xué)公式或經(jīng)驗(yàn)公式來進(jìn)行描述，使得水文模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的物理意義模糊，在模擬流域降雨徑流形成過程時(shí)存在較大的局限性。常見的這類模型有新安江模型、薩克拉門托模型和水箱模型等[16，75，82]?！　〖偸剿哪Ｐ徒?jīng)過多年的發(fā)展，雖然在實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用，但還是在許多方面表現(xiàn)不足。流域的降水徑流過程十分復(fù)雜，流域的下墊面因素，如土壤結(jié)構(gòu)、地形差異、地表覆蓋等，以及一些人類的活動(dòng)，對徑流的過程都會(huì)產(chǎn)生影響。集總式水文模型采用一些經(jīng)驗(yàn)性和集總概化的方式來描述水文過程，不能較好地反映降雨和下墊面的空間變化，在利用遙感、地理信息系統(tǒng)等空間數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)存在結(jié)構(gòu)不一致的問題。集總式水文模型對徑流形成過程的描述是近似的，不涉及水文現(xiàn)象的本質(zhì)或物理機(jī)制，許多參數(shù)缺乏明確的物理意義，只能通過實(shí)測資料來率定。因此，它對實(shí)測資料的依賴性很大，并且具有統(tǒng)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)的性質(zhì)，不利于參數(shù)的外延。當(dāng)今水資源危機(jī)日益突出，氣候變化和人類活動(dòng)對水文水資源產(chǎn)生了巨大影響，出現(xiàn)了許多新的課題，集總式水文模型由于本身的局限性，很難處理變化環(huán)境下的水文水資源問題?！　　?/pre>








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