面向对象模块化的水文模拟模型 MODCYCLE设计与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 水文科学研究的发展前沿 1

1.2 人类活动对水循环的影响 4

1.2.1 温室气体排放对气候和大气环流过程产生影响 4

1.2.2 改造下垫面性状对水循环的陆面过程产生影响 5

1.2.3 人工大规模取用水直接干预水循环路径 5

1.3 变化环境下的水循环研究挑战 6

1.4 流域水文模型研究进展概述 7

1.4.1 水文研究与水文模型 8

1.4.2 水文模型的分类及特点 11

1.4.3 分布式水文模型与GIS 12

1.4.4 分布式水文模型与DEM 13

1.4.5 分布式水文模型与遥感技术 15

1.4.6 国内外主要分布式水文模型简介 16

1.5 目前水文模型热点问题和进展方向 19

1.5.1 水文尺度效应 19

1.5.2 不确定性研究 21

1.5.3 不同系统的耦合 22

1.5.4 缺资料地区水文模拟 30

1.5.5 并行运算研究 31

1.5.6 城市区水文模拟 33

1.6 发展趋势总结 35

第2章 MODCYCLE开发设计与模型原理 37

2.1 MODCYCLE模型的总体设计 37

2.1.1 流域离散方式 37

2.1.2 模拟结构与水循环路径 39

2.1.3 面向对象的模块化 41

2.1.4 数据库支持 43

2.1.5 层次化的水量平衡校验机制 44

2.1.6 并行运算支持 45

2.1.7 模型的概念性和物理性 47

2.1.8 模型的天然-人工二元特色 47

2.2 MODCYCLE的水循环模拟原理 48

2.2.1 基础模拟单元水循环 48

2.2.2 浅层地下水循环 66

2.2.3 深层地下水循环 69

2.2.4 河道水循环 69

2.2.5 水库水循环 72

2.2.6 池塘/湿地水循环 74

2.2.7 植物生长模拟 77

2.2.8 人工过程模拟 83

2.2.9 地表/地下水耦合模拟 89

2.3 本章小结 94

第3章 MODCYCLE模型农田单元尺度研究应用 96

3.1 研究目的 96

3.2 试验设置与思路 97

3.2.1 试验区情况 97

3.2.2 试验观测项目 97

3.3 试验数据分析 100

3.3.1 土壤参数实测数据 100

3.3.2 生育期内气象情况 101

3.3.3 生育期分层土壤含水率变化 102

3.3.4 降雨前后土壤水分运移变化 103

3.3.5 土壤含水率随土壤深度变化 104

3.4 田间尺度水循环模拟验证 104

3.4.1 埋深2m以上土壤含水量对比验证 105

3.4.2 土壤剖面分层含水率对比验证 105

3.4.3 叶面积指数和株高对比验证 106

3.5 田间水循环规律分析 107

3.5.1 土壤水循环通量分析 107

3.5.2 降雨/灌溉量与土壤含水率响应定量分析 108

3.5.3 生育期蒸散发定量分析 109

3.6 本章小结 110

第4章 MODCYCLE模型区域尺度研究应用一 111

4.1 区域自然及社会概况 111

4.1.1 自然地理 112

4.1.2 气象水文 112

4.1.3 水利工程 115

4.1.4 社会经济 115

4.2 区域水资源状况 117

4.2.1 地表水资源量 117

4.2.2 出入境水量 117

4.2.3 地下水资源量 118

4.2.4 东部平原地下水动态及漏斗分布 119

4.3 区域水循环模拟构建 120

4.3.1 空间数据及其处理 121

4.3.2 主要水循环驱动数据 126

4.4 模型率定与验证 138

4.4.1 匡门口断面径流量验证 138

4.4.2 出境水量验证 139

4.4.3 浅层地下水位变化过程验证 139

4.4.4 关键水资源特征量对比 141

4.4.5 水量平衡检验 143

4.5 基于水循环模拟的邯郸市水循环规律分析 144

4.5.1 降水量年际变化 144

4.5.2 ET量空间分布 145

4.5.3 地表产流量空间分布 146

4.5.4 土壤蓄变与地下水埋深变化 147

4.5.5 山区平原水循环通量规律分析 149

4.6 变化环境下邯郸市水循环响应预测 151

4.6.1 变化环境因子识别 151

4.6.2 预测方案设置 153

4.6.3 区域总水量平衡特征 154

4.6.4 水循环要素变化特征 155

4.6.5 平原区地下水补排分析 157

4.6.6 地下水位响应 158

4.6.7 地表径流量响应 159

4.7 本章小结 160

第5章 MODCYCLE模型区域尺度研究应用二 162

5.1 区域概况及现状分析 162

5.1.1 区域概况 162

5.1.2 区域水资源情况 170

5.2 区域水循环模拟构建 175

5.2.1 空间数据及其处理 175

5.2.2 主要水循环驱动 183

5.3 模型率定与验证 196

5.3.1 水量平衡检验 197

5.3.2 关键水资源量对比 198

5.3.3 出境流量验证 198

5.3.4 ET量对比 199

5.3.5 产量对比 200

5.3.6 浅层地下水位验证 202

5.4 基于水循环模拟的天津市水循环规律分析 203

5.4.1 降水量年际年内变化规律 203

5.4.2 区域蒸散发分析 204

5.4.3 地表产流量空间分布 210

5.4.4 蓄变量年际分布 211

5.5 本章小结 211

第6章 主要结论与展望 214

6.1 研究工作总结 214

6.2 存在的问题和研究展望 214

参考文献 216

索引 230