流域水资源演变的生态水文响应机制PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 变化条件下水资源演变趋势影响研究 1

1.2 基于生态水文响应的流域径流演变分析 3

1.3 流域极端水文气象特征分析 4

1.4 流域洪旱时空特征及风险分析 7

第2章 流域水资源演变规律分析 10

2.1 理论与方法 10

2.1.1 时间序列特征识别方法 10

2.1.2 Mann-Kendall非参数检验法 11

2.1.3 滑动t检验法 13

2.1.4 有序聚类分析法 13

2.2 洞庭湖流域概况 14

2.2.1 地理位置 14

2.2.2 气象特征 15

2.2.3 水文特征 17

2.2.4 洞庭湖区水位特征 21

2.3 洞庭湖流域水资源演变特征 22

2.3.1 气象变化特征分析 22

2.3.2 径流演变规律分析 26

2.3.3 突变分析 26

第3章 流域洪旱指标体系建立及评价 29

3.1 洪旱指标的建立 29

3.1.1 SPI指标 29

3.1.2 Z指标的建立 30

3.1.3 传统的CI指标 31

3.1.4 NCC2CI指标 32

3.1.5 CInew指标 32

3.1.6 TCI指标的建立 32

3.2 基于SPI的洪旱评价 33

3.2.1 洞庭湖流域洪旱评价 33

3.2.2 不同时间尺度的SPI空间分布 33

3.2.3 季节性洪旱评估分析 35

3.2.4 流域洪旱变化特征分析 36

3.2.5 季节性洪旱变化趋势 38

3.3 基于CI,NCC2CI和CInew的洪旱特征分析 42

3.4 洞庭湖流域水文气象相关性研究 45

第4章 洞庭湖流域极端洪旱识别 47

4.1 极端洪旱识别方法 47

4.1.1 阈值法 47

4.1.2 极端指数法 47

4.2 流域极端洪旱识别 49

4.2.1 阈值法识别极端洪旱 49

4.2.2 极端指数识别洪旱 51

第5章 流域洪旱风险识别方法 56

5.1 洪旱风险识别方法 56

5.2 洪旱频率空间分布 56

5.3 洪旱风险识别 58

5.4 流域干旱识别 59

5.4.1 干旱覆盖范围的年际变化 59

5.4.2 干旱发生频率和日数的空间分布 61

5.4.3 干旱诱因分析 64

第6章 洞庭湖流域水资源演变规律与机制研究 65

6.1 洞庭湖径流演变趋势研究 65

6.1.1 长江中游干流径流演变趋势 65

6.1.2 四口河系径流衰减特性 66

6.1.3 四水径流演变趋势分析 67

6.1.4 区间径流变化规律 68

6.1.5 洞庭湖出流演变趋势分析 68

6.2 洞庭湖径流序列变异点及小波特征研究 69

6.2.1 基于Mann-Kendall非参数统计方法对径流序列变异点的分析研究 69

6.2.2 洞庭湖区降水径流的小波分析 73

6.2.3 基于M-K和小波分析的系列特征 77

6.3 四口河系演变趋势研究 77

6.3.1 2008年对四口河系的现状调查 77

6.3.2 河道分流与区域水文条件分析 78

6.3.3 四口河道径流演变趋势研究 80

6.4 三峡工程对洞庭湖水资源影响程度 82

6.5 湖泊围垦对城陵矶水位抬升作用模拟分析 83

6.5.1 基本概况 83

6.5.2 基本原理与模拟 83

6.5.3 典型洪水情景模拟 85

6.5.4 洞庭湖围垦作用分析 86

第7章 流域洪水演进及生态调蓄模拟研究 88

7.1 长江中游洪水演进水文学模拟及蓄洪模拟 89

7.2 洞庭湖水力学模型 92

7.2.1 一维河网模拟简述 93

7.2.2 二维湖泊水力模型简述 94

7.2.3 一二维耦合与边界条件 95

7.2.4 模型率定 95

7.2.5 实测模拟验证 96

7.3 城陵矶附近蓄洪区布局调整研究 101

7.3.1 蓄洪区基本情况 101

7.3.2 城陵矶附近超额洪量布局调整研究 103

7.3.3 蓄洪模拟与布局调整 104

7.4 抬高洞庭湖控制水位研究 108

7.4.1 现状控制水位问题 108

7.4.2 抬高控制水位的影响研究 109

7.5 分洪口空间分布影响研究 112

7.5.1 分洪口空间布置与调整 112

7.5.2 效果模拟 113

7.6 控制水位浅析 115

第8章 洞庭湖流域水安全情景模拟研究 116

8.1 情景模拟平台 116

8.2 洞庭湖流域生态水文情景模拟基本原理 117

8.2.1 设计思路 117

8.2.2 水动力学模型基本控制方程 117

8.2.3 水动力学模型数值方法 118

8.2.4 水文模型降雨产流模拟 120

8.2.5 水文模型汇流模块 120

8.2.6 耦合设计 122

8.3 系统建立 122

8.3.1 空间地形数据合成 122

8.3.2 计算区域 122

8.3.3 边界条件 123

8.3.4 蓄洪垸的处理 123

8.4 参数选取及率定 127

8.4.1 SCE自动优选算法 127

8.4.2 三口分流参数优选 128

8.4.3 区间产汇流参数优选 132

8.4.4 枯水年径流计算参数优选 134

8.4.5 洪水年径流计算参数优选 136

8.5 系统检验 138

8.5.1 贯通测试 138

8.5.2 无分洪稳定性检验 139

8.5.3 分洪模拟能力检验 140

8.5.4 分洪流场定性检验 140

第9章 基于二维水流泥沙模拟的虚拟工程研究 142

9.1 泥沙数值模拟方法 142

9.2 正交曲线网格的实时生成 145

9.2.1 边界处理 145

9.2.2 边界拟合坐标原理 146

9.2.3 调节因子P,Q的选择 148

9.2.4 坐标变换方程的求解 151

9.2.5 人机交互定制正交网格 152

9.3 二维紊流工程泥沙数学模型的建立 156

9.3.1 平面直角坐标系下水流基本方程 156

9.3.2 拟合坐标系下水流泥沙方程 157

9.3.3 二维水沙通用微分方程的数值离散 159

9.3.4 基本问题处理 162

9.4 管理系统的构建 170

9.4.1 构建管理系统 170

9.4.2 系统结构 175

9.4.3 系统对工程的适时响应 177

9.4.4 系统整体性能的验证 178

9.5 流场仿真研究 183

9.5.1 水流泥沙动态演示现状 183

9.5.2 跟踪质点的运动轨迹 183

9.5.3 质点运动轨迹的动态表达 186

第10章 洪旱灾害防治及流域水资源保护布局 188

10.1 基于层次蓄洪的洞庭湖防洪布局 188

10.1.1 防洪蓄洪与区域经济发展 188

10.1.2 三峡工程运行后的江湖关系 188

10.1.3 多层次蓄洪布局与重点保护区域 189

10.2 基于调水蓄水的湖区水资源保护布局 191

10.2.1 三口分流格局与河流保护 191

10.2.2 松滋河新江口分流长期维持的可能性分析 192

10.2.3 四口河系调水方案与布局 193

10.2.4 洞庭湖出口控制的可能性分析 194

10.3 洞庭湖流域水资源保护复合布局研究 195

10.3.1 防洪分析 195

10.3.2 径流及河道冲淤影响分析 197

参考文献 200