变化条件下流域水循环影响机理及其生态响应过程PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 干旱内陆河水循环模拟研究 1

1.1.1 山区模拟 1

1.1.2 包气带模拟 2

1.1.3 地下水模拟 3

1.2 干旱内陆河地表水与地下水转化研究 6

1.2.1 地表水和地下水耦合模拟 6

1.2.2 分布式水文模型模拟 9

1.2.3 地下水数值模型模拟 11

1.3 干旱内陆河生态水文响应研究 14

1.3.1 绿洲生态系统与水资源的关系 14

1.3.2 干旱区荒漠生态系统与地下水的关系 14

1.3.3 玛纳斯河流域生态水文过程 15

1.4 本章小结 17

2 研究区概况 18

2.1 自然地理状况 18

2.1.1 地理位置 18

2.1.2 地形地貌 19

2.1.3 气候特征 20

2.1.4 土壤植被 22

2.1.5 水文地质 22

2.1.6 水资源特征 25

2.2 水循环特征 25

2.2.1 流域水循环特征概化 26

2.2.2 地下水循环及特征 27

2.3 土地利用变化特征 28

2.4 水土资源开发利用特征 30

2.5 本章小结 31

3 流域水资源演变规律分析 32

3.1 研究方法 32

3.1.1 Mann-Kendall非参数检验法 32

3.1.2 集合经验模态分解 33

3.1.3 小波分析 35

3.2 降水变化 36

3.2.1 降水年内变化特征 36

3.2.2 降水年际变化特征 37

3.3 气温变化 39

3.3.1 气温年内变化特征 39

3.3.2 气温年际变化特征 39

3.4 蒸散发变化 42

3.4.1 站点尺度蒸散发量变化 42

3.4.2 区域尺度蒸散发量变化 45

3.4.3 绿洲区蒸散发量变化 51

3.4.4 不同土地类型蒸散发量分析 52

3.5 径流变化 54

3.5.1 径流年内变化特征 54

3.5.2 径流年际变化特征 55

3.6 入渗变化 58

3.6.1 土壤入渗 58

3.6.2 河道入渗 58

3.6.3 渠系入渗 59

3.7 地下水水位变化 60

3.7.1 年内变化 60

3.7.2 年际变化 61

3.8 气候因子预测 61

3.9 本章小结 64

4 流域生态水文景观格局分析 65

4.1 研究方法 65

4.1.1 数据处理 65

4.1.2 土地利用类型信息提取 65

4.1.3 土地利用时空格局分析 66

4.2 流域土地利用／植被覆盖动态演变分析 68

4.2.1 近50年玛纳斯河流域土地利用／土地覆被变化特征 68

4.2.2 土地利用动态度分析 71

4.2.3 土地利用结构变化分析 72

4.2.4 土地利用综合程度分析 74

4.3 景观格局变化及其驱动机制 75

4.3.1 景观格局指数分析 75

4.3.2 驱动机制分析 76

4.4 本章小结 77

5 流域水循环过程模拟研究 78

5.1 流域降雨径流模型建立 78

5.1.1 NAM模型 78

5.1.2 融雪径流模型 83

5.2 平原区包气带水流模拟 83

5.2.1 Hydrus-1D模型 83

5.2.2 模型构建 84

5.2.3 模型验证 90

5.2.4 包气带水流模拟 90

5.3 流域一维水动力模型构建 96

5.3.1 连续方程与动量方程 96

5.3.2 模型初始条件和边界条件 96

5.3.3 河网概化 96

5.3.4 断面文件 97

5.3.5 初始、边界条件 99

5.3.6 模型参数 99

5.4 流域MIKE11/NAM和MIKE11/HD模型计算结果及分析 99

5.5 平原区地下水补排关系模拟 101

5.5.1 模型参数率定 101

5.5.2 数值模型的拟合 102

5.5.3 数值模型的检验 105

5.5.4 模型效果评价 106

5.5.5 地下水补排响应动态模拟 107

5.6 本章小结 116

6 玛纳斯河流域地下水数值模拟及其变化规律分析 118

6.1 地下水系统数值模型 118

6.1.1 Visual-MODFLOW模型 118

6.1.2 数值模型的求解 118

6.2 流域地下水数值模型建立 121

6.2.1 研究区水文地质勘探结果分析 121

6.2.2 研究区含水层系统概化 122

6.2.3 研究区地下水数值模型边界条件设定 124

6.2.4 研究区地下水数学模型 126

6.2.5 抽水井及观测井的设定 126

6.2.6 模型率定与验证 128

6.3 地下水系统数值模型模拟与验证 132

6.3.1 研究区地下水水位动态变化模拟结果及分析 132

6.3.2 研究区地下水水位降深模拟结果及分析 133

6.3.3 气温对研究区地下水埋深影响分析 133

6.3.4 研究区地下水水均衡计算及分析 135

6.4 本章小结 136

7 人类活动对水循环过程的影响研究 137

7.1 上游山区水库的修建对流域地表-地下水转化影响研究 137

7.1.1 基于稳定同位素流域地表-地下水转化过程分析 137

7.1.2 山区水库的兴建对流域地表-地下水转化过程的影响分析 143

7.2 输配水渠道防渗对水循环影响机理研究 147

7.2.1 研究区输配水渠道概况 147

7.2.2 数据与方法 148

7.2.3 灌区地下水均衡计算结果与分析 149

7.3 大面积滴灌措施对绿洲农田水循环的影响机理研究 152

7.3.1 膜下滴灌对农田蒸散发的影响 152

7.3.2 膜下滴灌对农田水分下渗的影响 155

7.4 节水措施对水循环过程的影响研究 161

7.4.1 MIKE SHE模型 161

7.4.2 模型建立 162

7.4.3 模型参数率定及验证 163

7.4.4 节水灌溉情况模拟分析 166

7.5 本章小结 167

8 节水条件下玛纳斯河流域生态水文响应研究 169

8.1 节水条件下绿洲化、盐漠化植被演化对水-盐动态响应 169

8.1.1 蒸腾发与土壤盐分空间分布的动态响应关系 169

8.1.2 土壤-地下水水盐传输过程机理 170

8.1.3 地下水与土壤盐分空间分布的动态关系 176

8.2 节水条件下水-土-植被系统对绿洲化盐漠化动态响应 176

8.2.1 数值模型模拟 177

8.2.2 土壤水盐运移模拟及规律分析 179

8.3 节水条件下植被水分传输过程对潜水埋深的响应 180

8.3.1 研究方法 180

8.3.2 不同潜水埋深下梭梭、柽柳茎流特性和光合蒸腾特性分析 181

8.3.3 不同潜水埋深下梭梭、柽柳生长生理指标分析 195

8.4 本章小结 205

9 节水条件下流域生态适应性调控机制研究 207

9.1 节水措施下流域生态系统适应性分析 207

9.1.1 压力-状态-响应模型 207

9.1.2 生态系统适应性评价标准 209

9.1.3 生态系统适应性评价 210

9.2 节水措施下基于生态安全的水资源合理配置研究 213

9.2.1 灌区水利工程基本概况 213

9.2.2 水库群配水和各灌区规模确定 214

9.2.3 节水条件下玛纳斯河灌区水资源优化配置模型构建 215

9.2.4 地下水及泉水利用方案 218

9.2.5 优化结果分析 219

9.3 本章小结 223

参考文献 224