本书是“十三五”重点研发计划“京津冀水资源安全保障技术研发集成与示范应用”的代表性成果，凝聚了作者近年来围绕海河水资源演变研究的最新进展。本书系统探讨了1956～2016年海河流域水资源衰减现象与变化规律，定量解析了降水、蒸散发、水域面积、植被变化、农田耕作、城镇化、地下水位等要素对水资源衰减的影响及贡献值，系统揭示了平原区深厚包气带和地面沉降影响下的水资源衰减机理与规律，提出了山区岩土二元介质与下垫面变化对水资源衰减的影响机制与规律，模拟预测了气候、植被、土地利用、地下水未来演变趋势，集合预测了海河流域未来30年水资源演变趋势。本书对于深入认识流域水资源演变与衰减归因、平原区深厚包气带水分运动与地下水补给、山区土壤斥水性及其产流机制、山区岩土二元介质产流机理、山区植被耗水机制、流域水资源量模拟评估等具有一定的理论和实践指导意义。
样章试读
目录
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前言
第1章绪论1
1.1研究背景与意义1
1.2国内外研究进展3
1.3研究目标与范围28
1.4研究思路与框架29
第一部分近60年来海河流域水资源演变及其定量归因
第2章海河流域水资源演变规律35
2.1水资源总量演变规律35
2.2地表和地下水资源量演变规律35
2.3山区和平原区水资源量演变规律36
2.4径流系数演变规律38
2.5三级区水资源量演变规律42
2.6典型站实测径流演变规律43
2.7本章小结45
第3章降水变化及其对海河流域水资源量影响46
3.1研究数据和方法46
3.2降水总量时空变化50
3.3降水年内过程变化60
3.4海河流域雨强时空变化67
3.5降水变化对地表水资源量影响分析78
3.6本章小结81
第4章蒸散发变化及其对海河流域水资源量影响83
4.11961～2016年潜在蒸散发时空演变83
4.2蒸散发能力变化多要素归因识别88
4.3不同土地利用对蒸散发能力影响90
4.4实际蒸散发时空演变94
4.5本章小结100
第5章水域面积变化及其对海河流域水资源量影响102
5.1数据收集与处理102
5.2地表水体提取及其分类103
5.3各类型地表水体面积年际变化107
5.4地表水体面积变化对水资源量的影响117
5.5本章小结122
第6章山区植被变化及其对海河流域水资源量影响123
6.1小流域植被冠层截留规律试验研究123
6.2流域植被质量变化对耗水影响模拟研究134
6.3本章小结154
第7章平原区农田耕作及其对海河流域水资源量影响156
7.1平原区农田灌溉面积变化156
7.2基于场次降水的农田产流过程模拟研究157
7.3不同田埂高度对农田产流的影响161
7.4本章小结169
第8章城镇扩张及其对海河流域水资源量影响170
8.1海河流域城镇化发展变化170
8.2海河流域SCS-CN模型构建与验证177
8.3城镇化对地表水资源量影响定量解析183
8.4本章小结184
第9章近60年海河流域地表水资源演变综合归因185
9.1海河流域地表水资源演变归因分析185
9.2海河流域三级区水资源衰减归因187
9.3研究的不确定性及对未来可能影响189
第二部分海河流域山区植被-土壤水分运移机理与规律
第10章太行山区岩土二元介质水分运移机制193
10.1岩土二元介质降水-径流-入渗关系193
10.2不同土地利用类型岩土入渗特性195
10.3不同下垫面对降水-径流-入渗关系的影响198
10.4岩土二元介质坡地岩土水分动态及时空变异特征203
10.5裂隙岩体渗流动态及对生态系统的响应关系208
10.6本章小结216
第11章山区土壤斥水性试验与模拟217
11.1土石山区土壤斥水性影响因素及空间分布217
11.2斥水性土壤入渗机理228
11.3斥水性土壤降水产流水文过程247
11.4本章小结280
第三部分海河流域平原区土壤水与地下水演变机理与规律
第12章深厚包气带土壤水分运移试验研究285
12.1试验概况285
12.2地下水大埋深区土壤水分分布特征288
12.3本章小结296
第13章深厚包气带土壤水分运移模拟与入渗衰减机理297
13.1一维土壤水动力学模型构建297
13.2不同水文年型土壤水循环通量302
13.3最小灌溉条件下土壤水分和入渗通量模拟308
13.4本章小结313
第14章海河流域平原区深厚包气带对地下水补给衰减影响314
14.1海河流域平原地下水补给研究现状314
14.2非饱和带-饱和带地下水流数值模型315
14.3区域地下水补给量空间分布及动态变化320
14.4包气带增厚对地下水补给影响322
14.5地下水补给排泄模式及受地形和含水层结构影响324
14.6气候变化对地下水补给影响及深层承压水补给年代327
14.7地下水储量和水位变化滞后关系331
14.8本章小结334
第15章地面沉降影响深层地下水储量变化模拟与衰减评价336
15.1承压含水层系统压缩释水模型336
15.2沧州沉降中心含水层参数和压缩释水量变化346
15.3海河平原区深层地下水含水层参数变化352
15.4海河平原区深层地下水储量变化356
15.5本章小结358
第四部分海河流域水循环模拟与水资源演变预测
第16章海河流域分布式水循环模型构建361
16.1WACM简介361
16.2模型输入数据及前期处理372
16.3计算单元离散384
16.4模型率定与验证386
16.5本章小结393
第17章海河流域水资源量评价395
17.1现有水资源量评价方法395
17.2基于“物理机制-数值模拟”的水资源量动态评价方法402
17.3降水资源量评价404
17.4地表水资源量评价409
17.5地下水资源量评价420
17.6水资源总量评价429
17.7本章小结434
第18章强人类活动对海河流域水资源量的影响解析436
18.1农业灌溉对水资源量的影响436
18.2地下水埋深变化对水资源量的影响443
18.3土地利用变化对水循环速度和水资源量的影响454
18.4植被覆盖度变化对水资源量的影响466
18.5本章小结471
第19章海河流域水资源演变关键要素预测473
19.1未来气候变化预测473
19.2土地利用分布预测500
19.3植被覆盖度情景预测504
19.4地下水埋深情景预测511
19.5本章小结522
第20章海河流域未来水资源演变预测524
20.1未来情景方案集设置524
20.2现状气候条件下海河流域水资源量预测525
20.3不同地下水埋深情景下海河流域水资源量预测539
20.4未来可能情景研判543
20.5本章小结548
参考文献549
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