本书共十三章。除了绪论部分，全书共分为三部分：第一部分主要介绍基于DEM的流域特征提取研究，涉及单一信息和复合信息的流域特征提取、集水面积阈值确定等内容；第二部分针对分布式水文模型中的尺度问题和资料空间分布情况对水文过程的影响进行了初步的研究；第三部分介绍分布式模型的建构及部分细节研究。

本书内容丰富，研究深入，描述细致，可供水文学、水资源、气象、水利工程等学科的科研人员、从事水资源管理的技术人员以及高等院校相关专业的师生参考。

本书为作者多年从事水文规律模拟及分布式水文模型研究过程中所积累的一些研究成果总结，研究内容涉及分布式水文模拟的空间信息提取、尺度、资料时空分布的影响等问题，以及产汇流过程自身的一些理论研究。全书共十三章，可分为三大部分，第一部分主要介绍基于DEM的流域特征提取研究，涉及单一信息和复合信息的流域特征提取、集水面积阈值确定等内容；第二部分针对分布式水文模型中的尺度问题和资料空间分布情况对水文过程的影响进行了初步的研究；第三部分主要介绍了分布式模型的结构，针对土壤水再分布、土壤热传导、蒸发、产流、汇流等分布式水文模拟中的细节进行了描述和研究。

本书可供水文学、水资源、气象、水利工程等学科的科研人员、从事水资源管理的技术人员以及高等院校相关专业的师生参考。

前言

第1章 绪论

 1.1 流域水文模型

 1.2 分布式水文模型

 1.3 全球变化与分布式水文模型

1.3.1 气候变化与分布式水文模型

1.3.2 LUCC研究与分布式水文模型

1.3.3 PUB研究与分布式水文模型

 1.4 关键技术和科学问题

1.4.1 数字流域的构建

1.4.2 物理过程的描述

1.4.3 水文要素时空变化的精确描述

1.4.4 水量、能量耦合计算

1.4.5 空间尺度问题

1.4.6 降尺度分析技术

 1.5 本书研究内容和结构

第2章 空间数据分析方法

 2.1 空间数据的统计特征描述

2.1.1 空间数据的传统统计学特征

2.1.2 数据的空间统计学特征

2.1.3 精度统计

 2.2 空间数据插值技术

2.2.1 插值方法

2.2.2 由插值技术带来的不确定性及评价方法

 2.3 空间数据的聚合方法

 2.4 实例研究

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 数字高程模型

3.1.1 数字高程模型的定义

3.1.2 DEM数据源及格式

 3.2 基本地形因子的数学计算方法

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 数字流域地形特征提取

3.3.1 水流流向判断

3.3.2 数字水系提取

3.3.3 分布式子流域统计特征

 3.4 基于ArcHydro的数字河网提取

3.4.1 ArcHydro模块及工具集

3.4.2 ArcHydro水文模块命令

3.4.3 Arct-Iydro数字流域信息提取实例

第4章 多源信息提取流域特征方法研究

 4.1 标量河道法理论

 4.2 标量河道矢量化方法研究

4.2.1 源头追索模型

4.2.2 深泓演进模型

4.2.3 两种方法比较

 4.3 标量河道法的应用与比较

4.3.1 引入自然水系前后比较

4.3.2 同类方法比较

 4.4 小结

第5章 集水面积阈值研究

 5.1 流域汇流对阈值的敏感性

5.1.1 汇流时间对阈值的敏感性

5.1.2 流域坦化作用对阈值的敏感性

 5.2 常用阈值确定方法分析

 5.3 根据数字化的实际水系确定阈值

5.3.1 河网密度和河源密度

5.3.2 水系分形和分维数

5.3.3 实际水系处理

5.3.4 阈值选取

 5.4 阈值空间分布规律的初步分析

 5.5 小结

第6章 空间分辨率与取样方式对DEM流域特征提取的影响

 6.1 流域特征的提取

 6.2 空间分辨率对DEM流域特征提取的影响

6.2.1 平均取样的空间分辨率分析

6.2.2 中心取样的空间分辨率分析

 6.3 取样方式对DEM流域特征提取的影响

 6.4 DEM的信息熵评价

 6.5 分辨率改变与信息损失

 6.6 小结

第7章 DEM分辨率的变化对径流模拟的影响

 7.1 研究进展

 7.2 不同分辨率DEM对提取的流域水文特征的影响

 7.3 基于DEM的分布式水文模型

7.3.1 模型结构

7.3.2 分布式水文模型中网格划分和数据资料、参数的处理

7.3.3 模型参数的率定和验证

 7.4 DEM分辨率对径流模拟的影响

7.4.1 水文参数相同时DEM分辨率变化对径流模拟的影响

7.4.2 水文参数变化时DEM分辨率变化对径流模拟的影响

 7.5 小结

第8章 降雨的时间和空间变化对径流模拟的影响

 8.1 相关研究

8.1.1 降雨的空间变化

8.1.2 雷达应用

 8.2 水文模型

 8.3 数据资料和研究方法

8.3.1 流域和输入数据

8.3.2 降雨特征分析

8.3.3 降雨资料处理

 8.4 降雨空间变化对模拟结果的影响

8.4.1 雨量计密度变化的影响

8.4.2 雷达测雨空间变化的影响

 8.5 降雨时间分辨率变化对径流模拟的影响

 8.6 小结

第9章 考虑土壤水再分布的混合产流模型

 9.1 产流模型

9.1.1 入渗研究概述

9.1.2 土壤水及其数学描述

9.1.3 模型设计方案

 9.2 土壤水垂向运动数学模型

9.2.1 差分方案

9.2.2 三对角方程组的自动求解

9.2.3 土壤特性

9.2.4 四种边界条件

 9.3 蓄满／超渗混合产流模型

9.3.1 冠层截留计算

9.3.2 产流计算

9.3.3 敏感土层厚度与空间步长

9.3.4 模型产流特性分析

 9.4 模型检验

9.4.1 数学模型的定性检验

9.4.2 数学模型的定量检验

 9.5 小结

第10章 土壤热传导模型

 10.1 土壤热特性描述

10.1.1 比热容

10.1.2 热导率

10.1.3 导温率

 10.2 土壤热流及求解

10.2.1 解析解与土壤温度变化特性

10.2.2 数值解概述

10.2.3 求解方法的选择

10.2.4 上边界条件

10.2.5 模型验证

 10.3 关于水热耦合的讨论

10.3.1 温度对土壤水的影响

10.3.2 土壤水对温度的影响

 10.4 地表热通量对蒸发能力的影响

 10.5 小结

第1l章 流域蒸散发分布式计算

 11.1 蒸发模型

11.1.1 概述

11.1.2 陆面蒸发的直接计算

11.1.3 陆面蒸发的间接计算

 11.2 参照蒸散发量计算方法

11.2.1 FAO的ETo计算方法

11.2.2 在中国的适应性分析

11.2.3 参照蒸散发计算的检验

 11.3 实际蒸散发计算

11.3.1 植被系数校正

11.3.2 土壤系数校正

 11.4 蒸发的空间分布研究

11.4.1 算法

11.4.2 单元辐射量校正

11.4.3 校正公式的敏感性分析

11.4.4 实用性检验

 11.5 模型的下渗一蒸发机理检验

 11.6 小结

第12章 概念性逐网格汇流模型

 12.1 空间描述与汇流架构

12.1.1 地表水汇流

12.1.2 壤中流汇流

12.1.3 地下水汇流

 12.2 逐单元概念性地表水汇流模型

12.2.1 逐单元水流描述

12.2.2 过境水的概化处理

12.2.3 汇流框架

12.2.4 尺度与单元滞蓄作用

 12.3 模型的检验与讨论

12.3.1 模型特性分析

12.3.2 次洪模拟应用分析

12.3.3 拓展前景

12.3.4 逐网格的慢速径流汇流模型

 12.4 小结

第13章 基于圣维南方程组的逐网格汇流演算

 13.1 圣维南方程组及其求解

13.1.1 圣维南方程组

13.1.2 圣维南方程组的简化

13.1.3 圣维南方程组求解

 13.2 数字流域上的坡面汇流

13.2.1 坡面汇流的数学描述

13.2.2 单坡面汇流

13.2.3 串联坡面汇流

 13.3 数字流域上的河道汇流

13.3.1 Muskingurn-Cunge法

13.3.2 数字水系中的汇流演算

 13.4 逐网格流域汇流

13.4.1 数字流域中汇流网络的概化

13.4.2 流域栅格计算排序

13.4.3 全流域逐网格汇流

 13.5 次尺度的时空迭代步长选择

13.5.1 坡面汇流的次尺度迭代步长选择

13.5.2 河道汇流的次尺度迭代步长选择

 13.6 小结

参考文献