流域水文水質(zhì)模擬軟件

前言

為了緩解水資源面臨的壓力，適應(yīng)現(xiàn)代水利發(fā)展的要求，傳統(tǒng)的水管理觀念和方法要轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新。21世紀(jì)水資源管理的目標(biāo)是確保人類系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，因此研究和提出新的高效用水管理模式，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用是擺在我們面前的一項(xiàng)亟需解決的重要課題。流域內(nèi)實(shí)行水質(zhì)與水量的統(tǒng)一管理是流域管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。水量與水質(zhì)的模擬技術(shù)是可持續(xù)水資源管理量化研究的基礎(chǔ)，為流域水資源管理和調(diào)度提供技術(shù)支撐和保障。為解決這一問題，需要一個(gè)界面統(tǒng)一、功能完備、便于操作使用的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)，通過這個(gè)平臺(tái)可以提供水量與水質(zhì)的模擬，從而實(shí)現(xiàn)水資源管理的信息化、現(xiàn)代化和科學(xué)化。水量與水質(zhì)模擬的研究主要是通過兩種途徑：一是自主研發(fā)分布式物理水文模型，實(shí)現(xiàn)河道水質(zhì)模擬計(jì)算；另一種途徑是利用現(xiàn)成的軟件，比如AWMM、HSPF和SWAT等軟件實(shí)現(xiàn)水量和水質(zhì)的模擬。研發(fā)分布式物理水文模型是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜和成本很高的工作，而且目前國(guó)內(nèi)分布式物理水文模型主要針對(duì)研究流域?qū)ο蟮奶攸c(diǎn)自主研發(fā)，通用性較差，這些因素客觀上制約了模型大范圍的推廣應(yīng)用。因此，利用現(xiàn)成的軟件特別是國(guó)外優(yōu)秀的水文水質(zhì)模擬軟件，已經(jīng)越來(lái)越成為流域水資源管理的重要手段和發(fā)展趨勢(shì)。

內(nèi)容概要

本書共14章，第1～6章介紹以HSPF模型為核心的BASINS4．0系統(tǒng)軟件功能使用；第7～9章介紹水文單元?jiǎng)澐帧⑺穆识ㄐ?zhǔn)和雪模塊；第10～14章主要介紹水質(zhì)部分。本書是在水利部948引進(jìn)項(xiàng)目“流域水文水質(zhì)模擬軟件在珠江流域的推廣應(yīng)用”(合同號(hào)：200830)資助下完成的，是目前國(guó)內(nèi)唯一介紹HSPF模型的著作。HSPF模型與SWAT模型一樣，也是模擬流域點(diǎn)源與非點(diǎn)源污染的重要工具，在海外特別是美國(guó)應(yīng)用非常廣泛。本書主要側(cè)重于HSPF的應(yīng)用，同時(shí)也適當(dāng)兼顧HSPF模型的原理介紹。    本書適合于從事點(diǎn)源與非點(diǎn)源污染研究、流域環(huán)境管理和水文水資源研究的科研人員、大學(xué)教師以及相關(guān)專業(yè)的研究生閱讀，也可供水土流失、生態(tài)科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者參考使用。

書籍目錄

第1章  HSPF模型介紹  1.1  HSPF模型簡(jiǎn)介  1.2  HSPF模型組織結(jié)構(gòu)  1.3  HSPF模型功能特點(diǎn)  1.4  內(nèi)容結(jié)構(gòu)與使用方法第2章  HSPF模型系列軟件安裝過程  2.1  HSPF模型系列軟件安裝條件  2.2  HSPF模型系列軟件安裝準(zhǔn)備  2.3  HSPF模型系列軟件安裝過程第3章  BASINS應(yīng)用基礎(chǔ)  3.1  BASINS4.0用戶界面基本介紹  3.2  創(chuàng)建BASINS工程文件  3.3  加載圖層文件  3.4  在BASINS4.0 GIS環(huán)境下瀏覽圖層文件第4章  BASINS GIS環(huán)境下流域分割  4.1  流域自動(dòng)劃分  4.2  流域手動(dòng)劃分  4.3  編輯子流域邊界  4.4  設(shè)置河網(wǎng)第5章  WDMUtil工具使用介紹  5.1  創(chuàng)建新的WDM文件  5.2  WDMUtil導(dǎo)人氣象數(shù)據(jù)  5.3  創(chuàng)建腳本  5.4  運(yùn)用WDMUtil工具計(jì)算和分解數(shù)據(jù)系列第6章  WinHSPF與GenScn使用介紹  6.1  導(dǎo)入圖層文件  6.2  從BASINS向WinHSPF跳轉(zhuǎn)  6.3  WinHSPF工具使用  6.4  運(yùn)行WinHSPF  6.5  GenScn工具的使用  6.6  瀏覽ECHO文件第7章  空間離散與空間異質(zhì)性  7.1  空間離散與空間異質(zhì)性的含義  7.2  以氣象分布變異劃分水文響應(yīng)單元  7.3  以物理特性變異劃分水文響應(yīng)單元  7.4  流域分割與水文響應(yīng)劃分的關(guān)系  7.5  增加氣象分割單元  7.6  瀏覽氣象響應(yīng)單元  7.7  河段分割第8章  HSPF模型水文率定原理與方法  8.1  WinHSPF工具使用詳解  8.2  率定前的準(zhǔn)備工作  8.3  LZSN和IJZSN調(diào)參  8.4  INFILT和LZETP調(diào)參  8.5  KVARY和AGWRC調(diào)參  8.6  INTFW和IRC調(diào)參  8.7  率定其他注意事項(xiàng)第9章  積雪以及融雪的模擬  9.1  溫度指標(biāo)法  9.2  能量平衡法第10章  泥沙侵蝕與輸移  10.1  水文模型中添加泥沙模塊  10.2  分片決定泥沙輸出量  10.3  泥沙侵蝕率定問題第11章  泥沙的輸移校準(zhǔn)率定  11.1  模擬Reach 5的切應(yīng)力(TAU)  11.2  泥沙輸移率定的步驟  ll.3  增加泥沙點(diǎn)源第12章  細(xì)菌和溫度模擬  12.1  “Bacterial Indicator Tool”的使用  12.2  模擬細(xì)菌  12.3  校準(zhǔn)溫度與大腸桿菌  12.4  其他校準(zhǔn)問題第13章  營(yíng)養(yǎng)物、溶解氧和浮藻的模擬  13.1  增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、浮藻等成分的模擬  13.2  流域營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和BOD有機(jī)負(fù)荷的輸入  13.3  水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、DO和藻類的模擬  13.4  選擇輸出序列  13.5  營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、浮藻的校準(zhǔn)第14章  水質(zhì)模塊的校準(zhǔn)  14.1  檢查模型的最初結(jié)果  14.2  河道外模塊參數(shù)的調(diào)整  14.3  河道內(nèi)模塊參數(shù)的調(diào)整  14.4  整體調(diào)整參數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：水文模型是水文學(xué)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是描述和反映自然界中復(fù)雜水文現(xiàn)象的一種手段，是定量模擬水文現(xiàn)象特征量及其過程變化的一種有效工具。它既是水文科學(xué)研究中的一種比較實(shí)用的方法，又是當(dāng)前水文科學(xué)研究和應(yīng)用的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，不僅豐富了水文學(xué)的研究體系和研究手段，而且隨著水文學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展，促進(jìn)了水文學(xué)的總體發(fā)展。流域水文模型是水文模型的一種類別，它將流域概化為一個(gè)系統(tǒng)，研究流域的輸人因素（降雨、蒸發(fā)、前期含水量等）與徑流輸出因素（洪量、洪峰流量等）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系和邏輯表達(dá)式，使其能夠在一定的目標(biāo)下代替實(shí)際水文系統(tǒng)，對(duì)流域的行為進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。目前，流域水文模型已成為降雨徑流計(jì)算的一種重要途徑，不僅在實(shí)際應(yīng)用中獲得了很大的成績(jī)，還推動(dòng)了水文預(yù)報(bào)和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。按模型構(gòu)建的機(jī)理分類，流域水文模型可分為物理模型、概念型模型和黑箱模型。若一個(gè)模型的每個(gè)關(guān)系式均是嚴(yán)格以物理定律為基礎(chǔ)的，則該模型為物理模型；若一個(gè)模型的結(jié)構(gòu)、參數(shù)都具有物理意義，但其結(jié)構(gòu)不是嚴(yán)格以物理定律為基礎(chǔ)的，則該模型是概念型模型；若一個(gè)模型的關(guān)系式無(wú)任何物理意義，則該模型是黑箱模型。按對(duì)流域水文過程描述的離散程度分類，流域水文模型可分為集總式模型、分布式模型和半分布式模型。集總式模型最基本的特征是將流域作為一個(gè)整體來(lái)描述或模擬降雨徑流形成過程；分布式模型最基本的特征是按流域各處氣候信息（降雨）和下墊面特性（如地形、土壤、植被、土地利用）要素信息的不同將流域劃分成若干小單元，在每一個(gè)小單元上用一組參數(shù)反映其流域特征，具有從物理機(jī)制上考慮降雨和下墊面條件時(shí)空分布不均勻?qū)α饔蚪涤陱搅餍纬捎绊懙墓δ?；半分布式模型也稱松散耦合式分布式模型，其主要特點(diǎn)是在每一個(gè)水文模擬的小單元上應(yīng)用概念性集總式模型來(lái)計(jì)算凈雨，再進(jìn)行匯流演算，計(jì)算出流域出口斷面的流量過程。

編輯推薦

《流域水文水質(zhì)模擬軟件(HSPF)應(yīng)用指南》是由黃河水利出版社出版的。

圖書封面

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