第1章 绪论 1
1.1气候变化背景 1
1.2人类社会发展模式与低碳发展模式的提出 2
1.3全球碳源／汇演变与水资源系统之间的关系 3
1.4研究的必要性与意义 3
1.5关键科学问题 4
上篇 理论与技术 7
第2章 基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础 7
2.1水利水电开发与碳平衡之间的关系 7
2.2区域碳水耦合机制研究现状及发展趋势 9
2.2.1研究现状 9
2.2.2发展趋势 14
2.3水资源合理配置研究现状及发展趋势 14
2.3.1研究现状 14
2.3.2发展趋势 17
2.4区域碳水耦合机制的基本认知 17
2.4.1区域碳水耦合的内涵 17
2.4.2水循环 17
2.4.3碳循环 18
2.4.4水循环对碳循环的影响 18
2.4.5碳循环对水循环的影响 19
2.5基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础 19
2.5.1内涵 19
2.5.2总体任务 20
2.5.3基本特征 20
2.5.4配置目标 20
2.5.5配置原则 21
2.6本章小结 21
第3章 基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架及关键技术 22
3.1基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架 22
3.2区域碳水耦合机制识别的关键技术 23
3.2.1区域碳水耦合系统概化 23
3.2.2原型观测与遥感解译 25
3.2.3碳水耦合模型构建 25
3.3基于低碳发展模式的水资源合理配置关键技术 26
3.3.1技术框架 26
3.3.2关键技术 27
3.4本章小结 28
第4章 区域碳水耦合模拟模型 29
4.1模型功能需求分析及建模总体思路 29
4.1.1模型功能需求分析 29
4.1.2建模总体思路 30
4.2区域碳水耦合模型物理概化 31
4.2.1空间结构 31
4.2.2时空尺度嵌套 33
4.3要素过程模拟 34
4.3.1能量流动 35
4.3.2水循环 49
4.3.3碳循环 51
4.4模型校验 55
4.4.1校验策略 55
4.4.2校验准则 55
4.5本章小结 56
第5章 基于低碳发展模式的水资源合理配置模型 57
5.1模型功能需求分析与建模策略 57
5.1.1模型功能需求分析 57
5.1.2建模策略 58
5.2模型结构 58
5.3目标函数与约束条件 58
5.3.1目标函数 58
5.3.2约束条件 59
5.4模型求解 61
5.5本章小结 62
第6章 不同社会经济发展模式下的碳排放与需水预测 63
6.1社会经济发展模式构建 63
6.2碳排放预测方法与基础模型 63
6.2.1 Cobb-Douglas动力学关系模型 64
6.2.2能源强度模型 64
6.2.3马尔科夫链模型 64
6.3需水预测方法 65
6.3.1人口发展与城镇化进程预测 65
6.3.2区域社会经济发展指标预测 66
6.3.3生产需水预测计算 66
6.3.4生活需水预测计算 67
6.3.5生态环境需水预测计算 68
6.4本章小结 68
下篇 实践应用 71
第7章 白洋淀流域概况及主要生态环境问题 71
7.1自然地理概况 71
7.1.1地理位置 71
7.1.2地质地貌 71
7.1.3河流水系 72
7.1.4气候与水文 74
7.1.5土壤与植被 75
7.2社会经济概况 77
7.2.1行政分区与人口 77
7.2.2经济发展与能源利用 77
7.2.3水土资源开发利用 78
7.3主要生态环境问题 81
7.3.1水资源短缺，地下水超采严重 81
7.3.2生态用水与用地被挤占，加剧湿地萎缩 81
7.3.3面源污染加剧，水质不断恶化 81
7.4本章小结 82
第8章 白洋淀流域碳水耦合机制识别及演变规律 83
8.1流域碳水耦合系统概化 83
8.2模型数据来源与处理 85
8.2.1气象参数 86
8.2.2数字高程数据 87
8.2.3水文地质参数 87
8.2.4土地利用参数 89
8.2.5土壤特征参数 89
8.2.6植被特征参数 89
8.3模型校验 92
8.3.1水循环要素校验 92
8.3.2碳循环要素校验 95
8.4流域碳水耦合作用机制识别 97
8.4.1碳循环要素演变规律 97
8.4.2水循环要素演变规律 100
8.4.3碳水耦合定量化关系 101
8.5本章小结 106
第9章 不同经济发展模式下的白洋淀流域碳排放与需水预测 107
9.1白洋淀流域碳排放预测与分析 107
9.1.1数据来源 107
9.1.2参数估计与模型修正 107
9.1.3预测结果与分析 108
9.2白洋淀流域需水预测与分析 110
9.2.1社会经济发展指标 110
9.2.2生产需水 111
9.2.3生活需水 115
9.2.4生态需水 116
9.2.5流域总需水 117
9.3本章小结 118
第10章 基于低碳发展模式的白洋淀流域水资源合理配置 119
10.1配置方案集设置 119
10.1.1方案集设置依据 119
10.1.2不同水平年的配置方案 120
10.2配置结果与分析 124
10.2.1基准年 124
10.2.2 2015水平年 130
10.2.3 2020水平年 136
10.2.4 2030水平年 141
10.3方案比选 147
10.3.1基准年 147
10.3.2 2015水平年 147
10.3.3 2020水平年 148
10.3.4 2030水平年 148
10.4推荐方案下的保障措施 149
10.5本章小结 151
第11章 结论与展望 153
11.1结论 153
11.2展望 155
参考文献 157