陆面水文耦合模型与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余钟波 著

图书标签:

• 水文模型
• 陆面过程
• 耦合模型
• 水循环
• 气候变化
• 模拟
• 应用
• 流域水文
• 水资源
• 数值计算

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030561114

版次：01

商品编码：12331912

包装：平装

丛书名： 水科学前沿丛书

开本：16开

出版时间：2018-03-01

页数：200

正文语种：中文

内容简介

本书首先论述了分布式水文模型和陆面模式的基本原理和模型架构，提出了二者的耦合方法，构建了流域陆面水文耦合模型，系统分析了耦合模型的各类不确定性因素；然后以耦合模型为研究工具，探讨了气候变化和人类活动对流域水文过程的影响，并评估了卫星雷达降雨的精度及其在流域水文模拟中的适用性；最后对陆面水文未来研究方向进行了归纳和论述。

目录

《水科学前沿丛书》出版说明
前言

第1章 绪论
1.1 水循环与水问题
1.2 水文学进展
1.2.1 现代水文学起源
1.2.2 现代水文学的发展
1.3 水文模型研究进展
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.3.3 大尺度水文研究
1.3.4 面临的问题
1.4 陆面模式研究进展
1.4.1 陆面模式及其研究意义
1.4.2 国内外研究进展
1.4.3 国际陆面过程参数化方案比较计划
1.5 大气-陆面水文耦合研究评述
1.5.1 利用大气模式输出驱动水文模型
1.5.2 加强陆面模式对水文过程的描述
1.5.3 构建陆面水文耦合模型
1.5.4 双向耦合研究
1.6 小结

第2章 数字流域构建与模型参数
2.1 模型多源资料
2.2 数字流域构建
2.2.1 数字高程模型
2.2.2 数字流域信息提取
2.2.3 填洼与子流域划分
2.2.4 升尺度方法
2.2.5 升尺度方法检验
2.2.6 大陆区域数字流域构建
2.3 水文地质参数
2.4 植被与土壤
2.4.1 植被
2.4.2 土壤
2.5 数据投影与坐标变换
2.5.1 数据投影
2.5.2 坐标变换
2.5.3 坐标转换计算个例
2.6 小结

第3章 多源水文气象数据库
3.1 概述
3.2 常规气象数据及其插值
3.2.1 气象站网
3.2.2 数据插值
3.2.3 插值方法分析
3.2.4 地形对降雨的影响分析
3.2.5 地形校正方案
3.2.6 时间解集方案
3.3 其他气象数据
3.3.1 气象模式的再分析资料
3.3.2 雷达降雨
3.3.3 TRMM卫星雷达降雨
3.4 水文数据
3.4.1 水位与流量
3.4.2 泥沙
3.4.3 蒸发量
3.4.4 土壤含水量
3.4.5 地下水水位
3.5 小结

第4章 多尺度分布式水文模型
4.1 概述
4.2 HMS的发展
4.3 HMS的构建
4.3.1 HMS的主要结构
4.3.2 陆地水文模型
4.3.3 土壤水模型
4.3.4 地下水模型
4.3.5 地表水与地下水相互作用模型
4.4 多尺度分布式水文模型构建
4.4.1 尺度与模型
4.4.2 地表水文过程
4.4.3 地下水文过程
4.4.4 河流/湖泊与地下水相互作用
4.5 小结

第5章 陆面水文耦合模型构建
5.1 陆面水文耦合模型结构
5.2 陆面过程模式
5.2.1 降水截留
5.2.2 蒸散发
5.2.3 积雪融雪
5.2.4 土壤水分
5.2.5 地表产流
5.3 耦合方法
5.3.1 基于“土壤含水量”的耦合方法
5.3.2 双向耦合方法
5.4 流域应用实例
5.4.1 研究流域
5.4.2 能量平衡过程
5.4.3 水量平衡过程
5.4.4 流量模拟
5.4.5 地下水模拟
5.4.6 湖泊过程模拟
5.4.7 空间分布分析
5.5 小结

第6章 模型不确定性分析
6.1 概述
6.1.1 模型不确定性因素
6.1.2 检验指标
6.2 模型参数敏感性分析
6.2.1 试验设计
6.2.2 含水层厚度
6.2.3 水力传导度
6.2.4 孔隙度
6.2.5 参数敏感性比较
6.3 气象要素不确定性
6.3.1 试验设计
6.3.2 降水
6.3.3 气温
6.3.4 比湿
6.4 时空尺度
6.4.1 地形特征与网格尺度
6.4.2 试验设计
6.4.3 不同网格尺度的流量过程模拟
6.4.4 空间分布差异
6.4.5 时空尺度效应
6.5 小结

第7章 流域气候变化及其水文响应
7.1 淮河流域水资源状况
7.2 流域气候变暖事实
7.2.1 增暖趋势
7.2.2 温度周期变化
7.3 长时间连续性陆面水文模拟
7.3.1 模拟试验构建
7.3.2 模拟结果
7.3.3 精度检验
7.3.4 Pearson-Ⅲ型分布
7.3.5 降雨极值频率分析
7.3.6 径流极值频率分析
7.4 洪水和干旱周期分析
7.4.1 降水
7.4.2 地表径流量
7.4.3 极值事件与气候变暖
7.5 小结

第8章 人类活动的水文效应评估
8.1 人类活动的水文效应
8.1.1 研究主题
8.1.2 研究方法
8.2 土地利用变换的水文效应
8.2.1 土地利用数据
8.2.2 植被情景
8.2.3 植被参数对比
8.2.4 能量平衡影响
8.2.5 水分过程影响
8.2.6 径流过程影响
8.3 工程取水措施的水文效应
8.3.1 流域工程措施
8.3.2 工程措施影响分析
8.3.3 观测径流校正
8.3.4 考虑人类工程措施的水文模拟方案
8.3.5 水文模拟方法
8.4 小结

第9章 卫星雷达降雨的应用
9.1 概述
9.2 卫星降雨观测数据
9.2.1 TRMM计划
9.2.2 TRMM数据产品
9.2.3 TRMM3B42数据
9.2.4 降雨事件个例
9.3 卫星数据处理与精度分析
9.3.1 数据处理
9.3.2 时间序列精度
9.3.3 空间精度分析
9.4 TRMM卫星降雨应用
9.4.1 参数与初始化文件
9.4.2 模拟结果
9.4.3 流量空间分布的年际比较
9.4.4 流量空间分布的季节变化
9.5 小结

第10章 陆面水文研究展望
10.1 内容总结
10.1.1 数据与模型
10.1.2 变化环境下的陆面水文模拟
10.1.3 卫星雷达降雨
10.2 主要创新点
10.3 研究展望
参考文献
附录1 耦合模型程序结构图
附录2 耦合模型输入与输出（I/O）

《江河治理与生态修复：古今智慧的融合与创新》 本书深入探讨了中国数千年来的江河治理经验，以及当代社会在生态修复领域所面临的挑战与机遇。它并非仅仅罗列历史事件或技术清单，而是着力于勾勒出人与水、水与生态之间复杂而动态的互动关系，并从中提炼出可供当下借鉴的智慧与方法。 第一部分：千年治水之道——经验与教训的传承 本部分将回溯中国古代波澜壮阔的治水史，重点剖析历代王朝在面对水患、水资源短缺等问题时所采取的策略。我们将从大禹治水“疏导”的理念讲起，探讨历代水利工程的兴衰，如都江堰的科学规划、京杭大运河的宏伟建设，以及黄河泛滥带给文明的深刻烙印。 古代水利工程的智慧： 分析不同时期水利工程的设计理念、建造技术及其对区域社会经济发展的深远影响。例如，为何都江堰能够千古流传，其依山而建、因势利导的设计思想在今天是否仍有参考价值？ 人水关系的历史演变： 审视古代社会如何理解和应对水，从将水视为神灵敬畏，到将其视为可供改造和利用的资源，再到认识到水本身具有的强大力量和生态属性，这一转变过程中的思想根源和文化影响。 从经验中汲取教训： 探讨古代治水实践中存在的不足与失误，如过度干预、忽视生态平衡等，这些教训对于我们避免重蹈覆辙具有重要的警示意义。 第二部分：现代水治理的挑战——复杂性与多维度考量 进入现代社会，水治理面临的挑战变得前所未有的复杂。工业化、城市化进程加速，气候变化加剧，使得水资源供需矛盾更加突出，水体污染日益严峻，洪涝干旱灾害频发，同时，公众对水环境质量和生态健康的关注度也显著提升。 水资源短缺与配置： 分析当前中国水资源分布不均、利用效率不高的问题，探讨如何通过科学的水权分配、节水技术推广、非常规水源利用等手段，实现水资源的优化配置和可持续利用。 水污染防治的困境： 深入剖析工业废水、生活污水、农业面源污染等主要污染源，以及水体自净能力下降的现状。本书将探讨点源治理与非点源治理相结合的策略，以及对新型污染物（如微塑料）的关注。 气候变化下的水安全： 探讨气候变化对水循环、降水格局、冰川融化等带来的影响，以及由此引发的极端天气事件（如特大洪水、持续干旱）对区域水安全造成的威胁。本书将关注适应性管理和韧性水利基础设施的建设。 社会经济发展与水环境的权衡： 审视在追求经济增长的同时，如何平衡工业、农业、城市用水需求与河流、湖泊、湿地的生态功能，以及如何处理因水资源开发利用而引发的社会公平与分配问题。 第三部分：生态修复的实践与前瞻——重塑绿色水生态 面对严峻的水环境问题，生态修复已成为现代水治理不可或缺的关键环节。本书将聚焦于当前中国在河流、湖泊、湿地等水体生态修复领域的实践探索与创新。 河流生态修复的策略： 介绍“生态护岸”、“人工湿地净化”、“底泥清淤与生态恢复”、“生物多样性保护”等多种修复技术，并结合具体案例，分析其适用性、效果与局限性。 湖泊与水库的生态治理： 探讨蓝藻水华的成因与治理，底泥富营养化问题的解决，以及如何通过控源截污、生态调水、增殖放流等措施，重塑湖泊健康生态。 湿地保护与恢复： 强调湿地作为“地球之肾”的重要性，分析围垦、污染等对湿地造成的破坏，并介绍湿地生态修复的原则与方法，如构建多层次植被群落、恢复水文连通性等。 公众参与与环境监测： 强调生态修复的长期性和系统性，需要公众的广泛参与和支持。本书将介绍环境监测技术的发展，以及如何利用科技手段提升修复效果的评估与反馈。 未来展望： 探讨生态修复在未来水治理中的定位，以及与其他新兴技术（如大数据、人工智能）的结合，从而实现更智能、更精细、更可持续的水生态系统管理。 核心观点： 本书认为，有效的江河治理与生态修复，必须超越单一的技术性解决方案，而是要秉持“尊重自然、顺应自然、保护自然”的理念，将古代智慧与现代科学技术相结合，并充分考虑社会、经济、文化等多方面因素。未来的治水之路，在于构建人水和谐共生的生态文明。 本书适合读者： 水利工程技术人员、环境科学与工程专业学生、生态修复从业者、政府决策者、关注水资源与环境保护的社会公众。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇，作者就将我们带入了一个宏大而迷人的科学图景之中。陆面水文耦合模型，这个听起来颇具学术气息的词汇，在作者的笔下却散发出一种直观的生命力。他不仅仅是罗列一堆复杂的数学公式和物理原理，而是如同在描绘一幅动态的地球画卷，从大气中的水汽如何与地表的土壤、植被、河流产生千丝万缕的联系，到这些相互作用又如何反过来影响着气候系统的变化，都描绘得淋漓尽致。我尤其对其中关于降雨侵蚀和土壤水分迁移的章节印象深刻。作者通过生动的案例和详细的图示，解释了看似简单的降雨，是如何在不同的地表条件下，引发如此复杂的连锁反应，进而影响到水土流失、地下水补给甚至区域性的洪涝和干旱。他并没有回避模型在实际应用中可能遇到的挑战，比如数据的不确定性、参数化的难度，反而积极探讨了各种先进的观测技术和数据同化方法，为解决这些难题提供了宝贵的思路。阅读的过程，就像是进行一次沉浸式的科研探险，每一次翻页都充满了发现的惊喜，让我对陆面过程的理解上升到了一个全新的高度，也激发了我进一步探索相关领域的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我仿佛完成了一次陆面水文过程的“深度体检”。作者以一种旁征博引、详略得当的方式，将复杂的科学知识娓娓道来。我对于书中关于径流形成机制的阐述尤为着迷。他解释了坡面径流、河道径流以及地下径流是如何在不同的地质、地形和气候条件下形成的，并且如何相互连接，最终汇入江河湖海。作者并没有止步于描述现象，而是深入探讨了这些径流对地表形态、水质以及生态环境的影响。他提到了一些实际案例，比如城市化对径流变化的影响，以及植被恢复如何能够有效地减少水土流失。这让我明白了，模型不仅仅是用来预测的工具，更是帮助我们理解和改善环境的重要手段。书中对于模型验证方法的讨论，也让我觉得非常实用。作者强调了模型结果需要与实际观测数据进行对比，以评估模型的准确性和可靠性，这是一种科学严谨的态度，让我对模型的应用充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的，是一种对地球生命系统的敬畏之情。作者以极其精炼却又不失生动的语言，将陆面水文耦合这一复杂概念呈现在我们面前。我尤其被书中关于“水循环”在不同尺度下的表现形式所吸引。他不仅仅局限于区域性的水文循环，而是将视线投向了全球尺度，探讨了陆面水文过程与全球气候系统之间的相互作用，比如海洋蒸发、季风形成以及冰川融化等等。他对模型在遥感技术中的应用进行了深入的介绍，这让我明白了，现代科技如何为我们提供了更强大的工具来观测和理解地球的“脉搏”。书中对于模型在应对极端天气事件（如干旱、洪涝）中的作用的探讨，也让我对模型的实际应用价值有了更深的认识。这本书让我觉得，我们人类对地球的理解仍然处于不断探索的过程中，而陆面水文模型正是我们探索这个过程中不可或缺的重要助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书带来的不仅是知识的增长，更是一种思维方式的启迪。作者巧妙地将抽象的科学概念与生动的现实场景相结合，让我对陆面水文耦合有了全新的认识。我特别欣赏他对于“水”这个元素的描绘，不仅仅是作为一种物质，更是一种动态的、参与万物生长的生命之源。他详细讲解了降雨如何“滋养”土壤，植物如何通过根系“汲取”水分，又如何通过蒸腾作用将水分“释放”到大气中，形成一个循环往复、生生不息的系统。书中对于模型参数敏感性分析的介绍，也让我明白了模型结果的可靠性是如何建立在对各个参数深入理解的基础之上的。他通过不同的参数组合，展示了模型输出结果的巨大差异，这让我深刻认识到，精准的参数化是模型应用成功的关键。这本书让我感觉到，科学研究的魅力在于不断地提出问题、解决问题，并在解决问题的过程中不断深化对世界的认识。每一次阅读，都像是在与作者进行一场智慧的对话，让我对自然科学的奥秘充满了敬畏和好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了一扇通往“绿色科技”的大门。作者以一种充满诗意却又不失科学严谨的笔触，描绘了陆面水文耦合的奇妙世界。我尤其被书中关于陆面过程对气候反馈的章节所吸引。他解释了，当土壤水分含量发生变化时，会如何影响地表能量平衡，进而影响大气的温度和湿度，甚至可能引发区域性的气候异常。作者还引用了一些真实的气候变化案例，说明了陆面水文过程在其中扮演的重要角色。他对模型在应对气候变化挑战中的应用进行了展望，例如如何利用模型来评估不同减缓气候变化措施的效果，如何预测未来气候变化对水资源的影响等等。这本书让我意识到，陆面水文模型不仅仅是解决水文问题的工具，更是应对全球性环境挑战的关键。它让我们能够更深刻地理解人与自然的关系，并为可持续发展提供科学的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我提供了一个全新的视角来审视我们赖以生存的地球。作者以其独到的见解和深入的分析，将陆面水文耦合的复杂图景展现在我们面前。我尤其对书中关于“陆面过程”与“大气过程”之间相互作用的阐述印象深刻。他不仅仅是将两者视为独立的系统，而是将其描绘成一个相互依存、相互影响的有机整体。他详细解释了，地表蒸发、植被蒸腾如何向大气输送水分和能量，而大气中的降雨、风力又如何影响着陆面的水分状况和能量平衡。书中对于模型在城市水文研究中的应用也让我受益匪浅。例如，如何利用模型来模拟城市雨水径流的形成和演变，如何评估城市化对区域水循环的影响等等。这本书让我觉得，科学研究的最终目的在于服务于人类社会，而陆面水文模型正是实现这一目标的重要工具。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，仿佛置身于一个由水滴、土壤颗粒和绿叶编织而成的复杂网络之中。作者以极其细腻的笔触，剖析了陆面水文耦合的每一个环节，从细微到宏观，无所不包。他不仅仅是介绍模型本身，更是深入浅出地阐释了模型背后的科学逻辑和研究方法。我特别着迷于关于地表能量平衡的论述，作者清晰地解释了太阳辐射如何影响地表温度，进而驱动蒸发和蒸腾过程，而这些过程又如何反馈到大气中，影响着区域乃至全球的气候。书中对不同下垫面（森林、农田、城市等）在水文过程中的差异性分析，更是让我大开眼界。原来，不同的地表覆盖，对雨水的截留、渗透和径流产生如此巨大的影响。作者并没有停留在理论层面，而是结合了大量的实际观测数据和案例研究，例如亚马逊雨林的水循环机制，或者干旱区绿洲的水资源管理挑战，将抽象的模型具象化，让我们能够直观地感受到模型在解决现实问题中的巨大潜力。这本书不仅是一部学术专著，更是一本引人入胜的科普读物，它让科学变得触手可及，也让复杂的问题变得易于理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验，如同一次深入地质构造的探险。作者以其渊博的学识和严谨的治学精神，将陆面水文耦合的奥秘层层揭开。我特别被书中关于“土壤”这一关键介质的论述所吸引。他不仅仅是将土壤视为简单的地表覆盖，而是将其描绘成一个充满活力的、能够储存、传输和转化水分的“生命体”。他详细阐述了土壤质地、结构、有机质含量等因素如何影响土壤的持水能力和导水性，以及这些特性又如何影响着降雨的入渗和地下水的补给。书中对于模型在环境污染治理中的应用也让我印象深刻。例如，如何利用模型来模拟污染物在土壤中的迁移转化过程，如何评估不同污染治理措施的效果等等。这本书让我深刻认识到，陆面水文模型不仅仅是研究水文现象的工具，更是理解和解决环境问题的关键。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的字里行间，我感受到了作者对陆面水文过程的深厚情感和严谨态度。他并没有急于给出一个现成的答案，而是引导读者一步步去探索，去思考。我印象最深刻的是关于地下水与地表水相互作用的章节。作者用非常形象的比喻，将地下水描述成一个巨大的“储水库”，而河流和湖泊则是它与外界沟通的“窗口”。他详细阐述了地下水补给、排泄的机制，以及它们如何受到地表径流、降雨入渗等多种因素的影响。更重要的是，他深入分析了这种相互作用对生态系统的重要性，比如湿地的维持、河流流量的稳定等等。书中对于模型不确定性的讨论，也让我受益匪浅。作者诚恳地指出了模型在模拟过程中可能出现的误差来源，并提出了一系列有效的改进策略，这充分体现了他对科学研究的审慎和追求卓越的精神。这本书让我明白了，陆面水文耦合模型并非简单的数学运算，而是一种认识和理解地球系统复杂性的强大工具，它帮助我们更好地预测和应对水资源短缺、洪涝灾害等全球性挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一位经验丰富的老者，用他沉淀多年的智慧，为我们解读陆面水文耦合的奥秘。作者在叙述中，不仅仅是介绍模型，更是将模型置于一个更广阔的视角下进行审视。我特别欣赏他对“水”在生态系统中的“角色”的刻画。他不仅仅是强调水的物理化学性质，更将其视为连接不同生态要素的“纽带”。他详细阐述了土壤水分、植被水分以及大气水分之间的相互转化和传输，以及这种转化对植物生长、生物多样性乃至整个生态系统健康的影响。书中对于模型在农业、林业等领域的应用案例，也让我对模型的实用价值有了更直观的认识。例如，如何利用模型来优化灌溉策略，如何评估不同造林措施对水土保持的效果等等。这本书让我觉得，科学研究的价值在于它能够解决实际问题，并且能够为人类社会的可持续发展做出贡献。