本书针对渭河流域水资源供需矛盾日益加剧的现象，开展变化环境下流域水资源演变与配置研究。首先分析径流对气候和土地利用变化的响应,通过评价流域健康状况重构流域健康需水量，在此基础上构建基于“三条红线”最严格水资源管理制度的水资源合理配置模型，通过求解获得不同水平年的配置方案。本书对气候变化和人类活动影响下流域水资源管理具有重要的理论和实践意义。
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总序一
总序二
总序三
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 国内外研究进展 3
1.2.1 气候变化对水资源的影响 3
1.2.2 人类活动对流域水资源的影响 9
1.2.3 水资源配置研究进展 10
1.2.4 河流健康评价研究进展 12
1.3 研究内容 16
第2章 渭河流域概况及基本资料 18
2.1 自然地理概况 18
2.1.1 地理位置 18
2.1.2 地形地貌 18
2.1.3 河流水系 18
2.1.4 植被土壤 20
2.2 水文气象特征 20
2.3 社会经济及水资源概况 21
2.3.1 社会经济情况 21
2.3.2 水资源分区及水资源量 22
2.3.3 水资源开发利用情况 24
2.4 基本资料 27
2.4.1 气象及水文资料 27
2.4.2 土地利用及土壤数据 28
2.4.3 主要水利工程 28
2.4.4 陕西省引汉济渭工程 31
第3章 渭河流域气象水文要素及土地利用变化分析 32
3.1 渭河流域水文气象要素演变规律 32
3.1.1 降水演变规律 32
3.1.2 蒸发演变规律 36
3.1.3 气温演变规律 37
3.1.4 径流演变规律 39
3.2 渭河流域未来降水、气温变化研究 44
3.2.1 CMIP5模式数据处理及排放情景简介 44
3.2.2 统计降尺度研究 45
3.2.3 降水模拟结果分析 49
3.2.4 气温模拟结果分析 51
3.2.5 渭河流域未来降水、气温变化 52
3.3 渭河流域土地利用变化特征分析 61
3.3.1 不同时期土地利用类型构成 61
3.3.2 土地利用变化率 62
3.3.3 土地利用转移矩阵 63
3.3.4 渭河流域土地利用变化驱动力分析 66
第4章 气候变化和人类活动对径流影响的研究 68
4.1 研究方法 68
4.2 TOPMODEL分布式水文模型 69
4.2.1 TOPMODEL模型的原理 70
4.2.2 TOPMODEL模型的结构 74
4.3 VIC分布式水文模型 75
4.4 SWAT分布式水文模型 81
4.4.1 水文循环的陆地过程 82
4.4.2 水文循环的水面过程 85
第5 章渭河流域气候变化和人类活动对径流的影响研究 87
5.1 基于水文统计法的气候变化和人类活动对径流的影响 87
5.1.1 累积径流量变化曲线 87
5.1.2 累积降水量、累积蒸发量变化曲线 89
5.1.3 气候变化和人类活动对径流量的影响 89
5.2 基于TOPMODEL模型的泾河流域气候变化和人类活动对径流的影响 90
5.2.1 TOPMODEL模型数据库的建立 90
5.2.2 基于DEM的水文参数提取 92
5.2.3 气候变化和人类活动对径流影响的定量分析 96
5.3 基于SWAT模型的渭河流域气候变化和人类活动对径流的影响 98
5.3.1 SWAT分布式水文模型的本地化构建 98
5.3.2 气候变化和人类活动对径流影响的定量分析 112
5.3.3 流域径流量演变的归因分析 117
5.3.4 径流对气候和土地利用变化的响应过程 119
5.4 渭河流域未来径流变化 128
5.4.1 植被参数 132
5.4.2 土壤参数 134
5.4.3 模型输入汇流文件 135
5.4.4 基准期模型参数率定 136
5.4.5 渭河流域未来径流变化 140
第6章 渭河流域系统健康评价 144
6.1 概述 144
6.2 渭河流域主要生态环境问题 144
6.3 渭河流域系统健康的概念和标志 149
6.3.1 渭河流域系统健康的概念 149
6.3.2 渭河流域系统健康的标志 151
6.4 渭河流域系统健康评价对象与评价尺度 151
6.5 渭河流域系统健康评价指标体系构建 153
6.5.1 指标体系构建原则 153
6.5.2 基于“压力状态响应”模型的河流健康评价指标体系框架 154
6.5.3 基于粗糙集和极大不相关法的渭河健康关键影响因子识别方法 162
6.5.4 渭河流域健康评价指标体系建立 168
6.6 渭河流域系统健康评价标准 171
6.7 渭河流域系统健康评价模型 175
6.7.1 权重的确定 175
6.7.2 综合评价模型的选择 177
6.7.3 评价结果 183
第7章 渭河流域系统健康流量重构 191
7.1 概述 191
7.2 河流健康流量重构的基本原理 191
7.2.1 流量与河流健康的关系 191
7.2.2 河流生态水文季节 192
7.2.3 水量平衡原理 192
7.3 渭河流域生态保护目标的识别及与流量的对应关系 192
7.4 不同功能需求流量过程的推求 195
7.4.1 生态基础流量与适宜生态流量 196
7.4.2 自净流量 200
7.4.3 输沙需水量 202
7.4.4 水生生物生存需水流量 203
7.5 渭河流域不同保护目标下健康流量过程重构 207
7.6 计算结果的合理性分析 210
第8章 基于“三条红线”的渭河流域水资源合理配置理论基础 213
8.1 水资源合理配置的目标 213
8.2 “三条红线”概念 213
8.2.1 “三条红线”的提出 213
8.2.2 “三条红线”之间的关系 214
8.2.3 基于“三条红线”的水资源合理配置原则 215
8.3 基于“三条红线”渭河流域水资源配置基本条件 216
8.3.1 水资源开发利用红线控制 216
8.3.2 用水效率红线控制 222
8.3.3 限制纳污控制 223
第9章 基于“用水效率控制红线”的渭河流域需水量预测 226
9.1 渭河流域经济社会发展指标分析 226
9.1.1 陕西省渭河流域经济社会发展总体部署 226
9.1.2 人口与城镇化 226
9.1.3 国民经济各行业发展主要指标 227
9.1.4 农业发展预测 228
9.1.5 生态环境建设目标 230
9.2 渭河流域需水量预测 230
9.2.1 基本需水预测 230
9.2.2 基于用水效率控制红线的需水预测 232
9.2.3 引汉济渭工程受水区主要城市及工业园区需水预测 235
第10章 现状年渭河流域水量水质耦合配置模型及结果 239
10.1 渭河流域水量水质耦合配置模型建立及求解 239
10.1.1 河流概化及节点图 239
10.1.2 渭河流域水质水量耦合配置模型建立 241
10.1.3 约束条件 243
10.2 现状水平年方案设置及配置结果 245
10.2.1 方案设置 245
10.2.2 配置结果 245
第11章 规划水平年渭河流域水资源配置结果 257
11.1 规划水平年渭河流域水量水质耦合配置模型建立 257
11.1.1 水资源配置节点图 257
11.1.2 水资源配置模拟原则 261
11.2 水资源配置方案设置及结果分析 263
11.2.1 方案设置 263
11.2.2 2020水平年配置结果 264
11.2.3 2030水平年配置结果 286
第12章 渭河流域水资源合理配置方案综合评价 308
12.1 评价目的及准则 308
12.1.1 社会合理性准则 308
12.1.2 生态环境合理性准则 309
12.1.3 效率合理性准则 309
12.1.4 经济合理性准则 309
12.1.5 资源合理性准则 309
12.2 评价指标的选取 311
12.2.1 目标层 311
12.2.2 准则层 311
12.2.3 指标层 311
12.3 综合评价模型选取 313
12.3.1 单层次模糊优选模型 313
12.3.2 多层次模糊优选模型 315
12.4 渭河流域水资源合理配置综合评价结果分析 315
12.4.1 指标权重 315
12.4.2 评价模型结果 319
12.4.3 评价结果合理性分析 323
第13章 结论 326
参考文献 329
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