无资料流域径流预测 集成过程、地域与尺度PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 进行径流预测的原因 1

1.2 无资料流域径流预测的难点 3

1.3 水文学研究的“碎片化” 4

1.4 无资料流域的径流预测：应对水文学研究的碎片化 5

1.5 本书的目标：集成不同过程、地域和尺度 6

1.5.1 过程的集成 7

1.5.2 地域的集成 8

1.5.3 尺度的集成 9

1.6 阅读此书的方式和收获 10

第2章 无资料流域径流预测的集成框架 11

2.1 流域是复杂系统 11

2.1.1 流域特性的协同进化 11

2.1.2 外征：协同进化的表现 13

2.2 比较水文学和达尔文方法 15

2.2.1 通过比较进行外推 15

2.2.2 水文相似性 17

2.2.3 流域分组：利用流域相似性概念开展无资料流域径流预测 20

2.3 从比较水文学到无资料流域径流预测 21

2.3.1 无资料流域径流预测的统计方法 21

2.3.2 无资料流域径流预测的过程方法 22

2.4 无资料流域径流预测的评估 23

2.4.1 作为集成手段的比较评估 23

2.4.2 预测性能的评估指标 24

2.4.3 水平一和水平二评估 26

第3章 无资料流域径流预测的数据采集方案 27

3.1 需要数据的原因 27

3.2 层次化数据获取 28

3.2.1 基于全球数据集的评价 29

3.2.2 基于国家水文站网和国家级调查的评价 30

3.2.3 基于实地调查（包括景观解读）数据的评价 30

3.2.4 基于专门测量数据的评价 31

3.3 径流数据 32

3.3.1 PUB需要的径流数据 32

3.3.2 径流数据的类型 33

3.3.3 径流数据对PUB的价值 33

3.4 气象数据和水平衡分量 34

3.4.1 PUB需要的气象数据和水平衡分量 34

3.4.2 降雨 34

3.4.3 积雪数据 36

3.4.4 潜在蒸发 37

3.4.5 用于计算实际蒸发的遥感数据 37

3.4.6 土壤水分和流域储水量的遥感测量 38

3.5 流域特性 38

3.5.1 地形 38

3.5.2 土地覆盖和土地利用 39

3.5.3 土壤和地质情况 40

3.6 人类影响的数据 41

3.7 层次化数据采集的例证 43

3.7.1 理解径流的过程控制机理（美国蒙大那州，Tenderfoot Creek） 43

3.7.2 使用降雨-径流模型进行径流预测（德国，Chicken Creek） 45

3.7.3 一场洪水量级和原因的取证分析（斯洛文尼亚，Selska Sora） 47

3.8 要点总结 49

第4章 过程写实：水分流路与储存 50

4.1 预测：出于正确原因而有效 50

4.2 水分流路和储存的过程控制 52

4.3 根据响应特性推断水分流路和储存 54

4.3.1 根据径流进行推断 54

4.3.2 根据示踪剂进行推断 56

4.4 无资料流域水分流路和储存的估计 60

4.4.1 基于过程的分布式模型 60

4.4.2 指标方法 61

4.4.3 基于代理数据的方法 62

4.5 在无资料流域水文预测中应用水分流路和储存信息 63

4.5.1 基于过程的（降雨-径流）方法 63

4.5.2 统计方法 64

4.5.3 实地考察、景观解读、照片和其他代理数据的作用 64

4.5.4 区域性和相似性 64

4.6 要点总结 65

第5章 无资料流域年径流量预测 66

5.1 我们拥有的水量 66

5.2 年径流：过程和相似性 67

5.2.1 过程 67

5.2.2 流域相似性指标 73

5.2.3 流域分组 75

5.3 无资料流域年径流预测的统计方法 77

5.3.1 回归法 78

5.3.2 指标法 79

5.3.3 地统计法和邻近法 82

5.3.4 用短系列数据进行预测 83

5.4 基于过程方法预测无资料流域的年径流 84

5.4.1 推导分布法 84

5.4.2 连续模型 85

5.4.3 年径流过程的代理数据 86

5.5 比较评估 87

5.5.1 水平一评估 87

5.5.2 水平二评估 90

5.6 要点总结 94

第6章 无资料流域季节性径流预测 95

6.1 我们能够拥有水的时间 95

6.2 季节性径流：过程和相似性 97

6.2.1 过程 97

6.2.2 流域相似性指标 103

6.2.3 流域分组 105

6.3 无资料流域季节性径流预测的统计方法 109

6.3.1 回归法 109

6.3.2 指标法 109

6.3.3 地统计法和邻近法 111

6.3.4 基于短系列数据的径流估计 112

6.4 基于过程方法预测无资料流域的季节性径流 113

6.4.1 推导分布法 113

6.4.2 连续模型 114

6.5 比较评估 116

6.5.1 水平一评估 116

6.5.2 水平二评估 118

6.6 要点总结 123

第7章 无资料流域流量历时曲线预测 124

7.1 我们拥有水的时间有多长？ 124

7.2 流量历时曲线：过程及相似性 125

7.2.1 过程 126

7.2.2 相似性指标 130

7.2.3 流域分组 133

7.3 无资料流域流量历时曲线预测的统计方法 134

7.3.1 回归法 134

7.3.2 指标流量法 135

7.3.3 地统计法 137

7.3.4 用短系列数据进行预测 138

7.4 基于过程方法预测无资料流域的流量历时曲线 138

7.4.1 推导分布法 139

7.4.2 连续模型 140

7.5 比较评估 141

7.5.1 水平一评估 141

7.5.2 水平二评估 143

7.6 要点总结 147

第8章 无资料流域低流量的预测 149

8.1 流域的干旱程度 149

8.2 低流量：过程和相似性 150

8.2.1 过程 151

8.2.2 相似性指标 153

8.2.3 流域分组 155

8.3 无资料流域低流量预测的统计方法 156

8.3.1 回归法 157

8.3.2 低流量指标法 159

8.3.3 地统计法 160

8.3.4 用短系列数据进行预测 161

8.4 基于过程方法预测无资料流域的低流量 163

8.4.1 推导分布方法 163

8.4.2 连续模型 163

8.4.3 低流量过程的代理数据 164

8.5 比较评估 165

8.5.1 水平一评估 165

8.5.2 水平二评估 167

8.6 要点总结 171

第9章 无资料流域的洪水预测 172

9.1 洪水有多大？ 172

9.2 洪水：过程和相似性 173

9.2.1 过程 173

9.2.2 相似性指标 177

9.2.3 流域分组 181

9.3 无资料流域洪水预测的统计方法 183

9.3.1 回归法 183

9.3.2 指标洪水法 186

9.3.3 指标洪水法与回归法的比较 187

9.3.4 地统计法 188

9.3.5 用短系列数据进行预测 189

9.4 基于过程方法预测无资料流域的洪水 190

9.4.1 推导分布法 192

9.4.2 连续模型 194

9.4.3 洪水过程的代理数据 195

9.5 比较评估 197

9.5.1 水平一评估 197

9.5.2 水平二评估 200

9.6 要点总结 203

第10章 无资料流域流量过程的预测 205

10.1 径流动态 205

10.2 径流动态：过程和相似性 206

10.2.1 过程 207

10.2.2 相似性指标 210

10.2.3 流域分组 213

10.3 无资料流域流量过程预报的统计方法 215

10.3.1 回归法 215

10.3.2 指标法 216

10.3.3 地统计法 217

10.4 基于过程方法预测无资料流域的流量过程 218

10.4.1 无资料流域降水径流模型的结构 218

10.4.2 无资料流域降雨径流模型的参数：综述 222

10.4.3 模型参数的先验估计 223

10.4.4 从有资料流域中移植率定模型参数 227

10.4.5 通过动态代理数据和径流数据限制模型参数的范围 232

10.5 比较评估 237

10.5.1 水平一评估 237

10.5.2 水平二评估 240

10.6 要点总结 243

第11章 PUB实践：案例研究 245

11.1 考虑实践应用的无资料流域的预测 245

11.1.1 比较评价的范围 245

11.1.2 案例研究的总结 246

11.1.3 比较评估的启示 247

11.2 从印度Krishna流域长期径流模式中得到的水文启示 247

11.2.1 从社会和水文的视角来看待问题 247

11.2.2 研究区域概况 248

11.2.3 研究方法 249

11.2.4 结果 251

11.2.5 讨论 252

11.3 中国湟水流域年平均径流的预测 252

11.3.1 从社会和水文的视角来看待问题 252

11.3.2 研究区域概况 253

11.3.3 研究方法 254

11.3.4 结果 254

11.3.5 讨论 255

11.4 基于指标法绘制俄罗斯西伯利亚流域的年径流深 255

11.4.1 从社会和水文的视角来看待问题 255

11.4.2 研究区域概况 256

11.4.3 研究方法 257

11.4.4 结果 258

11.4.5 讨论 258

11.5 加拿大大草原径流年际变化空间分布的预测 259

11.5.1 从社会和水文的视角来看待问题 259

11.5.2 研究区域概况 260

11.5.3 研究方法 261

11.5.4 结果 262

11.5.5 讨论 263

11.6 南非和莱索托的季节径流预测及其不确定性 263

11.6.1 从社会和水文的视角来看待问题 263

11.6.2 研究区域概况 264

11.6.3 研究方法 264

11.6.4 结果 265

11.6.5 讨论 267

11.7 美国东北地区环境流量的确定 267

11.7.1 从社会和水文的视角来看待问题 267

11.7.2 研究区域概况 267

11.7.3 研究方法 268

11.7.4 结果 269

11.7.5 讨论 270

11.8 加拿大安大略湖水电开发的连续低流量过程模拟 271

11.8.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 271

11.8.2 研究区域概况 271

11.8.3 方法 272

11.8.4 结果 273

11.8.5 讨论 274

11.9 意大利中部水电项目的径流历时曲线估算 274

11.9.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 274

11.9.2 研究区域概况 274

11.9.3 研究方法 276

11.9.4 结果 276

11.9.5 讨论 278

11.10 奥地利实施欧盟防洪法 278

11.10.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 278

11.10.2 研究区域概况 279

11.10.3 方法 279

11.10.4 结果 280

11.10.5 讨论 281

11.11 《澳大利亚降雨和径流》指导手册修正以改进洪水预测 282

11.11.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 282

11.11.2 研究区域概况 282

11.11.3 方法 284

11.11.4 结果 284

11.11.5 讨论 286

11.12 通过掌握径流模式来预测一个智利安第斯山脉的流域的水文过程线 286

11.12.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 286

11.12.2 研究区描述 287

11.12.3 方法 288

11.12.4 结果 288

11.12.5 讨论 290

11.12.6 致谢 290

11.13 法国ephemeral流域径流频率 290

11.13.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 290

11.13.2 研究区概述 291

11.13.3 方法 292

11.13.4 结果 293

11.13.5 讨论 294

11.14 水文过程线预测数据缺乏的问题解决，赞比亚Luangwa流域 294

11.14.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 294

11.14.2 研究区域描述 295

11.14.3 方法 297

11.14.4 结果 297

11.14.5 讨论 300

11.15 加纳遥感湖水水位信息对径流模拟的支持 300

11.15.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 300

11.15.2 研究区域描述 300

11.15.3 方法 301

11.15.4 结果 302

11.16 美国西南部城市径流预测模型的改进 304

11.16.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 304

11.16.2 研究区域描述 304

11.16.3 方法 306

11.16.4 结果 306

11.17 预测径流帮助津巴布韦实现千年发展目标 308

11.17.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 308

11.17.2 研究区域描述 309

11.17.3 方法 309

11.17.4 结果 311

11.18 澳大利亚全国用水审计的径流量预测 316

11.18.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 316

11.18.2 研究地区和数据 316

11.18.3 方法 317

11.18.4 结果 318

11.18.5 多贡献平均 318

11.18.6 多模型平均 318

11.19 湄公河平原径流量分布预测 320

11.19.1 从社会学和水文学的视角来看这个问题 320

11.19.2 研究地区描述 320

11.19.3 方法 321

11.19.4 结果 322

11.19.5 讨论 324

11.20 在瑞典执行欧盟水框架指令（EU Water Framework Directive） 324

11.20.1 从社会和水文的视角来看待问题 324

11.20.2 研究区概述 324

11.20.3 方法 326

11.20.4 结论 328

11.20.5 讨论 329

11.21 总结 330

第12章 集成的成果 331

12.1 从集成中学习 331

12.2 集成过程、区域和尺度 333

12.2.1 集成过程 333

12.2.2 集成区域 337

12.2.3 集成尺度 338

12.2.4 不同方法的比较 340

12.3 集成牛顿法和达尔文法 343

12.3.1 协同进化的证据 343

12.3.2 比较水文学和牛顿-达尔文集成法 345

12.3.3 PUB不确定性分析的统一新框架 348

12.4 集成和科学共同体 349

12.4.1 水文科学的知识积累 349

12.4.2 科学共同体的角色 351

第13章 推荐 353

13.1 无资料流域前进的径流预报 353

13.1.1 理解是更好预报的钥匙 353

13.1.2 挖掘径流信号并链接他们 353

13.1.3 过程视觉的解决不确定性 353

13.1.4 数据可获得性和预报 354

13.2 通过PUB促进水文科学的全球化 354

13.2.1 视流域为一个复杂的系统 354

13.2.2 对比水文发现系统演化类型 354

13.2.3 牛顿-达尔文综合 354

13.2.4 地球是我们的实验室 354

13.3 组织水文团体促进科学和预报 354

13.3.1 能力建设 354

13.3.2 协作奋进 355

13.3.3 知识积累 355

13.3.4 水文，全球科学 355

13.4 无资料流域径流预报最好练习推荐 355

附录 比较评估研究总结 357

参考文献 383

检索 424