水文過程周期分析方法及其應(yīng)用

前言

　　水文循環(huán)是指地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周而復(fù)始的運(yùn)動過程。水文循環(huán)是地球上最重要的物質(zhì)循環(huán)之一，為人類提供不斷可再生的淡水資源?！　∷难h(huán)過程非常復(fù)雜，它受自然變化和人類活動的影響，決定著水資源的形成與演化規(guī)律。研究地球上的水循環(huán)變化周期及其水文循環(huán)速率、水資源可再生性調(diào)控，是認(rèn)識和掌握自然界錯(cuò)綜復(fù)雜的水文現(xiàn)象的途徑，是把握自然界各種水體的性質(zhì)、運(yùn)動變化及其相互關(guān)系的有效方法和手段?！　∷倪^程既受確定性因素的影響，又受到隨機(jī)性因素的影響，時(shí)程變化錯(cuò)綜復(fù)雜，水文過程周期問題的研究，對于水循環(huán)時(shí)空分布的認(rèn)識是十分有價(jià)值的工作。水體交換周期則是水文循環(huán)與水量平衡研究的深化與延伸，它可以從不同時(shí)間尺度上把握水資源的可更新能力，開展對水體交換周期和傳輸速率的研究對于水資源中長期的規(guī)劃和管理、水資源可再生規(guī)律的研究、水庫調(diào)度、水資源調(diào)蓄、地下水和地表水的聯(lián)合調(diào)度都是很有意義的。　　本書主要研究內(nèi)容如下：　?。?）分析了水文循環(huán)與水資源的基本關(guān)系，對水文循環(huán)的國內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，特別是對黃河流域的水循環(huán)研究進(jìn)展和流域水循環(huán)的基本特征和問題進(jìn)行總結(jié)、歸納和分析。

內(nèi)容概要

本書全面總結(jié)了各類周期分析方法在水科學(xué)中的應(yīng)用，針對水文過程周期分析中存在的問題，開展了深入的研究。本書主要內(nèi)容包括：水文循環(huán)國內(nèi)外研究進(jìn)展綜述，黃河流域上游主河道和水庫的水體交換周期分析研究，水文過程隱含周期分析研究等?！　”緯晒┧摹⑺Y源、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的廣大師生及從事科研、教學(xué)、管理及相關(guān)工作的人員參考使用。

書籍目錄

前言 第1章 緒論 　1.1 水文循環(huán)過程與水資源 　　1.1.1 水文循環(huán)過程 　　　1.1.2 水文循環(huán)與水資源 　1.2 水文循環(huán)的研究進(jìn)展 　　1.2.1 國外研究的主要進(jìn)展 　　1.2.2 國內(nèi)研究的主要進(jìn)展 　　1.2.3 黃河流域水文循環(huán)研究進(jìn)展 　　1.2.4 水文循環(huán)的前沿科學(xué)問題 　1.3 流域水文循環(huán)的基本特征與問題 　　1.3.1 流域水文循環(huán)的基本特征 　　1.3.2 流域水文循環(huán)與水資源的可再生性 　　1.3.3 流域水文循環(huán)與經(jīng)濟(jì)開發(fā) 第2章 周期分析方法及其在水科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的評述 　2.1 波譜分析及其應(yīng)用 　　2.1.1 波譜分析方法評述 　　2.1.2 波譜分析在水文、氣象中的應(yīng)用 　2.2 周期圖分析 　　2.2.1 周期圖方法評述 　　2.2.2 周期圖在水文中的應(yīng)用 　2.3 小波分析 　　2.3.1 小波分析方法評述 　　2.3.2 小波分析在水文氣象中的應(yīng)用 　2.4 灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于周期分析的方法 　　2.4.1 灰色周期分析方法評述 　　2.4.2 灰色理論周期分析在水文中的應(yīng)用 　2.5 方差分析與多元回歸分析 　　2.5.1 方差分析與回歸分析應(yīng)用在周期分析中的評述 　　2.5.2 方差分析與回歸分析在水文氣象周期分析中的應(yīng)用 　2.6 其他周期分析方法 　2.7 水體交換周期研究進(jìn)展與分析 第3章 水體交換周期計(jì)算與分析 　3.1 水體交換周期模型 　　3.1.1 水體交換周期模型的分析與修正 　　3.1.2 水體交換周期模型的數(shù)值算法 　3.2 研究區(qū)概況 　　3.2.1 位置和范圍 　　3.2.2 地勢與地形 　　3.2.3 土壤與植被 　　3.2.4 氣候 　　3.2.5 水系 　　3.2.6 黃河上游地區(qū)土地資源 　　3.2.7 水文地質(zhì)特征 　3.3 上游河段交換周期的計(jì)算結(jié)果與分析 　　3.3.1 天然徑流狀態(tài)下各河段歷時(shí)交換周期的初步分析 　　3.3.2 水庫調(diào)節(jié)作用下各河段歷時(shí)交換周期的初步分析 　　3.3.3 各河段歷時(shí)交換周期自相關(guān)分析 　　3.3.4 各河段年均交換周期對比分析 　3.4 水庫交換周期計(jì)算結(jié)果與分析 　　3.4.1 各水庫歷時(shí)交換周期的初步分析 　　3.4.2 各水庫歷時(shí)交換周期的自相關(guān)分析 　3.5 河段水體交換周期的進(jìn)一步分析 　　3.5.1 天然徑流狀態(tài)下各河段汛期與非汛期的交換周期分析 　　3.5.2 水庫調(diào)節(jié)下各河段汛期與非汛期的交換周期分析 　　3.5.3 兩種狀態(tài)下各河段交換周期的對比分析 　　3.5.4 天然徑流下不同更新率對同一河段交換周期的影響 　　3.5.5 水庫調(diào)節(jié)下不同更新率對同一河段交換周期的影響 　3.6 水庫水體交換周期的進(jìn)一步分析 　3.7 小結(jié) 第4章 水文時(shí)間序列準(zhǔn)周期分析模型的建立 　4.1 水文時(shí)間數(shù)據(jù)序列的基本特征 　　4.1.1 趨勢項(xiàng)y(t)的基本分析 　　4.1.2 周期項(xiàng)x(t)的基本分析 　4.2 水文數(shù)據(jù)分析中的濾波 　　4.2.1 基本濾波器方法 　　4.2.2 水文數(shù)據(jù)序列函數(shù)濾波器的設(shè)計(jì) 　4.3 時(shí)間序列的準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型 　　4.3.1 準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型 　　4.3.2 準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型的計(jì)算步驟 　4.4 二維準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型 　　4.4.1 二維準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型的建立 　　4.4.2 二維準(zhǔn)周期分析數(shù)學(xué)模型的計(jì)算步驟 第5章 水體交換周期的時(shí)間序列分析 第6章 水文序列小波周期分析中存在的問題及改進(jìn)方式 第7章 水文過程隱含周期的異方差分析與檢驗(yàn) 第8章 結(jié)論和展望 附表 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　20世紀(jì)80年代中期，特別是進(jìn)入90年代以來，在世界面臨資源與環(huán)境等問題的背景下，國際上開展了一系列有關(guān)水問題的研究計(jì)劃，這些研究計(jì)劃大多與水文循環(huán)密切相關(guān)。如80年代以來，UNESCO一直執(zhí)行的IHP項(xiàng)目，1985年國際科聯(lián)（ICSU）及其環(huán)境問題科學(xué)委員會（SCOPE）提出了氣候影響評價(jià)計(jì)劃，啟示了氣候?qū)λ挠绊懙难芯浚?986年I（2SU開始建立了國際地圈、生物圈計(jì)劃（IG：BP）；1990年確定6個(gè)核心項(xiàng)目，其中包括水文循環(huán)的生物圈方面（BAHC Core Project Office，1993）；1987年WMO提出了“水資源對未來與現(xiàn)在氣候變化的敏感性”，注意到水資源變化和水文循環(huán)過程；1989年美國出版了《氣候變化與氣候變率對水資源影響》的專著；1990年后，世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）開展“全球能量與水文循環(huán)試驗(yàn)”計(jì)劃（GEWEX）等，這是與BAHC（Biospheric Aspects ofthe Hydrological Cycle，水文循環(huán)的生物圈方面）計(jì)劃相對應(yīng)的國際研究計(jì)劃。WCRP與IGBP都是90年代興起具有前沿性水文循環(huán)的研究計(jì)劃。GEWX是宏觀尺度的研究，它從全球氣候的角度出發(fā)研究水循環(huán)，在GEWEX計(jì)劃中，還專門設(shè)立了大氣水研究子計(jì)劃（GEWEX Water Vapor Project），該計(jì)劃已利用衛(wèi)星和雷達(dá)，獲取了最新的全球尺度水汽分布圖和北美大陸尺度的降水量、蒸發(fā)量的地理分布與季節(jié)變化（Roads J.，（2hen S.，et a1.，1992；Roads J.，Shyh C.，1993；ThomasH.Vonder Harr，David L.R.，1994）。

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