第1章 绪论 1
1.1人类活动和气候变化对水文过程的影响 1
1.1.1人类活动对水文过程的影响 1
1.1.2气候变化对水文过程的影响 3
1.1.3人类活动/气候变化对水文水资源的时空动态影响 4
1.1.4生态水文研究存在的主要问题及发展趋势 6
1.2研究区概况 6
1.2.1半城子流域概况 7
1.2.2红门川流域概况 9
1.2.3土门流域概况 10
1.2.4怀河流域概况 11
1.2.5密云水库流域概况 12
1.3研究方法 14
1.3.1水文气象数据趋势性分析和突变点检验 14
1.3.2土地利用/植被动态变化过程 18
1.3.3模型模拟方法 19
第2章 流域景观格局分析 24
2.1流域土地利用/森林覆被动态演变分析 24
2.1.1流域不同时期土地利用类型构成 24
2.1.2流域土地利用/森林覆被类型的转化 33
2.2流域景观格局分析 54
2.2.1景观指数的选取 54
2.2.2景观级别上的景观格局动态变化分析 55
2.2.3斑块级别上的景观格局动态变化分析 56
2.3流域未来土地利用变化预测 63
2.3.1土地利用变化预测方法 63
2.3.2土地利用变化预测结果 65
第3章 流域气候因子变化分析 67
3.1流域降水趋势性变化及突变点检验 67
3.1.1潮白河流域降水趋势性变化及突变点检验 67
3.1.2半城子流域降水趋势性变化及突变点检验 71
3.1.3红门川流域降水趋势性变化及突变点检验 76
3.2流域气温趋势性变化及突变点检验 81
3.2.1气温年内变化规律 81
3.2.2气温年际变化规律 82
3.2.3气温突变检测 83
3.3流域潜在蒸散发趋势性变化及突变点检验 84
3.3.1潜在蒸散发年内变化规律 85
3.3.2潜在蒸散发年际变化规律 85
3.3.3潜在蒸散发突变检测 86
3.4气候因子预测 86
第4章 气候变化和土地利用/森林覆被变化对水文过程的影响 88
4.1水文过程趋势性变化及突变分析 88
4.1.1潮白河流域水文过程趋势性变化及突变分析 88
4.1.2半城子流域水文过程趋势性变化及突变分析 95
4.1.3红门川流域水文过程趋势性变化及突变分析 100
4.2水文过程对气候变化和土地利用/森林覆被变化的响应 103
4.2.1潮白河流域气候变化和土地利用的水文响应 103
4.2.2半城子流域土地利用/森林覆被变化的水文响应 125
4.2.3红门川流域土地利用/森林覆被变化的水文响应 131
第5章 大尺度流域生态水文过程模拟分析 137
5.1 SWAT数据库的建立 137
5.1.1基于GIS建立流域数字高程模型 138
5.1.2土地利用/覆被变化数据库 138
5.1.3土壤数据库 140
5.1.4属性数据库 142
5.2基于DEM的水文参数的提取 147
5.2.1流域河网生成 147
5.2.2子流域划分 147
5.2.3水文响应单元划分 147
5.3参数灵敏度分析 160
5.3.1方法简介 161
5.3.2结果分析 161
5.4参数率定及校核验证 165
5.4.1参数适用性评价方法 165
5.4.2流域水文校核期参数率定 165
5.4.3应用SWAT进行模型模拟 166
5.5径流泥沙变化成因分析 177
5.5.1沟道库坝工程对潮白河流域径流的影响评价 177
5.5.2沟道库坝工程对潮白河流域泥沙的影响评价 181
5.5.3土地利用对潮白河径流变化的贡献率 185
5.5.4土地利用对潮白河泥沙变化的贡献率 186
5.5.5 20世纪80年代人类活动/气候变化对潮白河流域径流泥沙的贡献率 188
第6章 小尺度流域生态水文过程模拟分析 189
6.1 WetSpa Extension模型数据库的建立 190
6.1.1基于地理信息系统建立的流域DEM 190
6.1.2土壤数据库 192
6.1.3土地利用/覆被变化数据库 193
6.1.4气象和水文数据库 195
6.2空间分布参数的提取 196
6.2.1基于DEM的河网提取及子流域划分 196
6.2.2基于土壤类型的空间分布参数提取 196
6.2.3基于土地利用类型的空间分布参数提取 198
6.2.4产流系数和洼蓄容量的空间分布 199
6.2.5汇流参数的提取 199
6.3 WetSpa Extension模型的参数率定与验证 201
6.3.1 WetSpa Extension模型模拟效果的评价标准 201
6.3.2流域水文参数率定结果 201
6.3.3模型径流模拟与验证的结果分析 203
6.4 WetSpa Extension模型与数字滤波法基流分割结果比较 212
6.4.1数字滤波法的介绍 212
6.4.2数字滤波法进行流域径流分割 213
6.4.3两种径流分割结果对比 214
6.5森林植被变化对径流组分的影响 215
6.5.1流域不同径流组分的变化 215
6.5.2流域森林植被变化对径流组分的影响 216
第7章 流域水文情景模拟 222
7.1潮白河流域水文情景模拟 222
7.1.1景观格局情景建立 222
7.1.2气候情景建立 224
7.2半城子和红门川流域水文情景模拟 227
7.2.1流域土地利用/森林覆被变化的情景设置 227
7.2.2流域不同土地利用结构的水文响应 228
7.2.3流域不同情景森林植被类型的水文响应 232
7.2.4流域不同情景森林覆被率的水文响应 239
参考文献 241