氣候和人類活動對水循環(huán)的影響機理

目錄
前言
第1章　全球變化與水循環(huán)　1　
1.1　全球氣候變化　1　
1.1.1　氣溫上升　1　
1.1.2　降水變化　2　
1.2　人類活動　3　
1.2.1　人口增加　3　
1.2.2　土地利用/土地覆蓋變化　4　
1.2.3　水利工程　5　
1.3　全球變化下水文學面臨的問題與挑戰(zhàn)　6　
1.3.1　水文過程由穩(wěn)態(tài)向非穩(wěn)態(tài)轉變　6　
1.3.2　水文演變的多過程、多要素互饋關系　9　
1.3.3　水文過程非線性和尺度效應　10　
1.4　全球變化下水文學發(fā)展趨勢　12　
1.4.1　現(xiàn)代水文觀測的多維視角　12　
1.4.2　流域多過程協(xié)同演變及水文模型發(fā)展方向　13　
1.4.3　非一致性水文頻率計算　16　
參考文獻　17　
第2章　極端降水及旱澇演變分析　20　
2.1　中國20世紀50年代以來旱澇演變特征　21　
2.1.1　研究區(qū)和數(shù)據(jù)　21　
2.1.2　中國極端旱澇時空分布特征　22　
2.1.3　中國旱澇分布與水汽循環(huán)的關系　25　
2.1.4　中國極端旱澇與大氣環(huán)流的關系　29　
2.1.5　小結　30　
2.2　江淮地區(qū)降水特征及其成因分析　31　
2.2.1　江淮梅雨時空變化特征及其可能影響機制　31　
2.2.2　江淮梅雨降水空間變化及其可能影響機制　37　
2.2.3　未來江淮梅雨降水可能變化　41　
2.3　淮河流域和涇河流域近500年以來降水及旱澇災害演變特征　48　
2.3.1　多源歷史降水和旱澇數(shù)據(jù)　48　
2.3.2　淮河流域近500年降水及旱澇災害演變特征　49　
2.3.3　涇河流域近500年降水及旱澇災害演變特征　56　
2.3.4　小結　61　
參考文獻　61　
第3章　河川徑流變化及其影響要素　63　
3.1　中國主要流域河川徑流變化　63　
3.1.1　數(shù)據(jù)和研究方法　65　
3.1.2　中國九大流域徑流長期演變規(guī)律　68　
3.1.3　中國九大流域年徑流與年降水關系　71　
3.1.4　人類活動對中國九大流域降水-徑流關系影響　78　
3.1.5　小結　80　
3.2　黃土高原溝壑區(qū)植被變化對徑流的影響　80　
3.2.1　研究流域概況　81　
3.2.2　植被變化對流域徑流影響分析　83　
3.2.3　植被變化對土壤含水量的影響　88　
3.2.4　小結　93　
3.3　水庫攔蓄對河川徑流及水文干旱的影響　94　
3.3.1　水庫調蓄作用下流域徑流及水文干旱特征解析　95　
3.3.2　水文干旱事件識別及評價　97　
3.3.3　水庫調度對月平均流量變化的影響　99　
3.3.4　水文異常對氣象變化的響應　100　
3.3.5　水庫調控對徑流及水文干旱的影響　102　
3.3.6　水庫調節(jié)對干旱持續(xù)時間和程度的影響　104　
3.3.7　小結　106　
3.4　地下水位變化對河川徑流的影響　106　
3.4.1　研究區(qū)概況及資料條件　106　
3.4.2　河川徑流與降水、地下水動態(tài)相關分析　109　
3.4.3　河川基流與地下水埋深關系　116　
3.4.4　小結　123　
參考文獻　123　
第4章　流域水文要素時空異質性及變化趨勢辨識　126　
4.1　降水集中度時空變化特征及趨勢分析　127　
4.1.1　區(qū)域概況　127　
4.1.2　研究方法　129　
4.1.3　結果與分析　131　
4.1.4　小結　138　
4.2　降水空間異質性對區(qū)域降水集中度趨勢檢驗的影響　139　
4.2.1　研究區(qū)概況　139　
4.2.2　研究方法　140　
4.2.3　結果與分析　147　
4.2.4　小結　153　
4.3　不同氣候區(qū)潛在蒸散發(fā)影響要素辨識　154　
4.3.1　研究區(qū)站點及資料選擇　155　
4.3.2　研究方法　156　
4.3.3　結果與分析　160　
4.3.4　局部敏感性分析方法局限性分析　169　
4.3.5　小結　171　
4.4　水文序列變異特征識別——以氣溫為例　171　
4.4.1　研究區(qū)站點及資料選擇　172　
4.4.2　突變分析方法　172　
4.4.3　結果與分析　177　
4.4.4　小結　180　
參考文獻　180　
第5章　變化環(huán)境下流域水文模擬與不確定性分析　184　
5.1　流域水文模型進展概述　184　
5.2　土地利用變化對徑流影響模擬　186　
5.2.1　土地利用變化分析　188　
5.2.2　徑流模擬結果對比　188　
5.2.3　參數(shù)變化檢測　190　
5.2.4　交叉模擬結果對比　191　
5.3　氣候和土地利用變化對水文影響的模擬辨識　191　
5.3.1　SWAT模型簡介　192　
5.3.2　研究區(qū)土地利用變化　195　
5.3.3　氣溫、降水量和河川徑流量變化196　
5.3.4　氣候和土地利用變化對水文過程影響分段情景分析　199　
5.4　地下水灌溉對水文過程影響模擬　202　
5.4.1　灌溉需水量計算模型　202　
5.4.2　基于地下水數(shù)值模型的地表水與地下水轉化模擬　220　
5.4.3　地表水-地下水耦合模型及水資源轉化模擬　232　
5.4.4　不同開采條件下多年平均水資源量變化　242　
5.5　流域水文模型不確定性分析　244　
5.5.1　流域水文模型不確定性概述　244　
5.5.2　水文模型預測、預報的不確定性　247　
5.5.3　流域水文模型參數(shù)時變特征　247　
5.5.4　模擬精度的時變特征分析　264　
參考文獻　273　
第6章　氣候-景觀-水文演變互饋機制及定量識別　277　
6.1　流域徑流特征影響因素及區(qū)域差異　278　
6.1.1　流域徑流/基流影響因素　278　
6.1.2　不同氣候區(qū)徑流/基流影響的控制因素　281　
6.2　涇河流域氣候-景觀-水文關聯(lián)性分析　283　
6.2.1　研究區(qū)概況及資料　283　
6.2.2　徑流-氣候-景觀因子　284　
6.2.3　分析方法　288　
6.2.4　氣候、景觀要素及徑流/基流特征因子空間分布　292　
6.2.5　水文分區(qū)特征　299　
6.2.6　氣候、景觀要素及徑流/基流特征因子相關性分析　302　
6.2.7　徑流/基流特征因子控制要素識別及區(qū)域化方程　307　
6.2.8　不同區(qū)域徑流/基流演變的特征及其驅動機制對比分析　310　
6.3　大氣CO2濃度升高對流域植被和地表水量平衡的影響　312　
6.3.1　研究區(qū)和數(shù)據(jù)　313　
6.3.2　LPJ模型　314　
6.3.3　參數(shù)率定及模擬結果驗證　322　
6.3.4　大氣CO2升高對植被和水文要素的影響　325　
6.3.5　不同氣候區(qū)大氣CO2濃度升高對植被和水文要素的影響　330　
6.3.6　大氣CO2濃度升高對植被水分利用效率的影響　335　
6.3.7　討論與結論　336　
參考文獻　337　
彩圖