分布式水文模型理論與方法

前言
第1章 緒論
1.1 流域水文模型
1.2 分布式水文模型
1.3 全球變化與分布式水文模型
1.3.1 氣候變化與分布式水文模型
1.3.2 LUCC研究與分布式水文模型
1.3.3 PUB研究與分布式水文模型
1.4 關(guān)鍵技術(shù)和科學(xué)問題
1.4.1 數(shù)字流域的構(gòu)建
1.4.2 物理過程的描述
1.4.3 水文要素時空變化的精確描述
1.4.4 水量、能量耦合計算
1.4.5 空間尺度問題
1.4.6 降尺度分析技術(shù)
1.5 本書研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 空間數(shù)據(jù)分析方法
2.1 空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征描述
2.1.1 空間數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)特征
2.1.2 數(shù)據(jù)的空間統(tǒng)計學(xué)特征
2.1.3 精度統(tǒng)計
2.2 空間數(shù)據(jù)插值技術(shù)
2.2.1 插值方法
2.2.2 由插值技術(shù)帶來的不確定性及評價方法
2.3 空間數(shù)據(jù)的聚合方法
2.4 實例研究
2.4.1 DEM的聚合
2.4.2 DEM插值
2.4.3 降雨插值
第3章 基于DEM的流域特征提取
3.1 數(shù)字高程模型
3.1.1 數(shù)字高程模型的定義
3.1.2 DEM數(shù)據(jù)源及格式
3.2 基本地形因子的數(shù)學(xué)計算方法
3.2.1 坡度和坡向
3.2.2 地形起伏特征
3.2.3 地形曲面
3.3 數(shù)字流域地形特征提取
3.3.1 水流流向判斷
3.3.2 數(shù)字水系提取
3.3.3 分布式子流域統(tǒng)計特征
3.4 基于ArcHydro的數(shù)字河網(wǎng)提取
3.4.1 ArcHydro模塊及工具集
3.4.2 ArcHydro水文模塊命令
3.4.3 ArcHydro數(shù)字流域信息提取實例
第4章 多源信息提取流域特征方法研究
4.1 標(biāo)量河道法理論
4.2 標(biāo)量河道矢量化方法研究
4.2.1 源頭追索模型
4.2.2 深泓演進模型
4.2.3 兩種方法比較
4.3 標(biāo)量河道法的應(yīng)用與比較
4.3.1 引入自然水系前后比較
4.3.2 同類方法比較
4.4 小結(jié)
第5章 集水面積閾值研究
5.1 流域匯流對閾值的敏感性
5.1.1 匯流時間對閾值的敏感性
5.1.2 流域坦化作用對閾值的敏感性
5.2 常用閾值確定方法分析
5.3 根據(jù)數(shù)字化的實際水系確定閾值
5.3.1 河網(wǎng)密度和河源密度
5.3.2 水系分形和分維數(shù)
5.3.3 實際水系處理
5.3.4 閾值選取
5.4 閾值空間分布規(guī)律的初步分析
5.5 小結(jié)
第6章 空間分辨率與取樣方式對DEM流域特征提取的影響
6.1 流域特征的提取
6.2 空間分辨率對DEM流域特征提取的影響
6.2.1 平均取樣的空間分辨率分析
6.2.2 中心取樣的空間分辨率分析
6.3 取樣方式對DEM流域特征提取的影響
6.4 DEM的信息熵評價
6.5 分辨率改變與信息損失
6.6 小結(jié)
第7章 DEM分辨率的變化對徑流模擬的影響
7.1 研究進展
7.2 不同分辨率DEM對提取的流域水文特征的影響
7.3 基于DEM的分布式水文模型
7.3.1 模型結(jié)構(gòu)
7.3.2 分布式水文模型中網(wǎng)格劃分和數(shù)據(jù)資料、參數(shù)的處理
7.3.3 模型參數(shù)的率定和驗證
7.4 DEM分辨率對徑流模擬的影響
7.4.1 水文參數(shù)相同時DEM分辨率變化對徑流模擬的影響
7.4.2 水文參數(shù)變化時DEM分辨率變化對徑流模擬的影響
7.5 小結(jié)
第8章 降雨的時間和空間變化對徑流模擬的影響
8.1 相關(guān)研究
8.1.1 降雨的空間變化
8.1.2 雷達應(yīng)用
8.2 水文模型
8.3 數(shù)據(jù)資料和研究方法
8.3.1 流域和輸人數(shù)據(jù)
8.3.2 降雨特征分析
8.3.3 降雨資料處理
8.4 降雨空間變化對模擬結(jié)果的影響
8.4.1 雨量計密度變化的影響
8.4.2 雷達測雨空間變化的影響
8.5 降雨時間分辨率變化對徑流模擬的影響
8.6 小結(jié)
第9章 考慮土壤水再分布的混合產(chǎn)流模型
9.1 產(chǎn)流模型
9.1.1 入滲研究概述
9.1.2 土壤水及其數(shù)學(xué)描述
9.1.3 模型設(shè)計方案
9.2 土壤水垂向運動數(shù)學(xué)模型
9.2.1 差分方案
9.2.2 三對角方程組的自動求解
9.2.3 土壤特性
9.2.4 四種邊界條件
9.3 蓄滿／超滲混合產(chǎn)流模型
9.3.1 冠層截留計算
9.3.2 產(chǎn)流計算
9.3.3 敏感土層厚度與空間步長
9.3.4 模型產(chǎn)流特性分析
9.4 模型檢驗
9.4.1 數(shù)學(xué)模型的定性檢驗
9.4.2 數(shù)學(xué)模型的定量檢驗
9.5 小結(jié)
第10章 土壤熱傳導(dǎo)模型
10.1 土壤熱特性描述
10.1.1 比熱容
10.1.2 熱導(dǎo)率
10.1.3 導(dǎo)溫率
10.2 土壤熱流及求解
10.2.1 解析解與土壤溫度變化特性
10.2.2 數(shù)值解概述
10.2.3 求解方法的選擇
10.2.4 上邊界條件
10.2.5 模型驗證
10.3 關(guān)于水熱耦合的討論
10.3.1 溫度對土壤水的影響
10.3.2 土壤水對溫度的影響
……
第11章 流域蒸散發(fā)分布式計算
第12章 概念性逐網(wǎng)格匯流模型
第13章 基于圣維南方程組的逐網(wǎng)格匯流演算
參考文獻