封面 书名页 版权页 前言 目录页 第1章 现代水文学导论 1.1 水文学的概念及发展阶段 1.1.1 水文学的概念 1.1.2 水文学的发展阶段 1.2 水文学学科体系 1.2.1 水文学学科体系框架 1.2.2 水文学研究对象 1.2.3 水文学理论体系 1.2.4 水文学方法论 1.2.5 水文学应用实践 1.2.6 水文学分支学科 1.3 水文学难点科学问题与发展趋势 1.3.1 水文学发展面临的机遇与挑战 1.3.2 水文学发展面临挑战的原因及难点问题 1.3.2.1 水文不确定性问题 1.3.2.2 水文非线性问题 1.3.2.3 水文尺度问题 1.3.2.4 其他难点科学问题 1.3.3 水文学发展趋势与研究展望 1.4 现代水文学的特点及框架 1.4.1 现代水文学的特点 1.4.2 本书框架及分章安排 参考文献 第1篇 理论基础 第2章 水循环过程与原理 2.1 水循环过程 2.1.1 自然界的水循环 2.1.1.1 海陆间水循环 2.1.1.2 内陆水循环 2.1.1.3 海上内循环 2.1.1.4 水循环周期 2.1.2 人类社会的水循环 2.2 水循环原理 2.2.1 水量平衡原理 2.2.1.1 全球储水量 2.2.1.2 水量变化规律 2.2.2 能量平衡原理 2.2.2.1 地球的辐射平衡 2.2.2.2 热量传送 2.2.2.3 地表能量平衡一般方程 2.2.2.4 土壤-植被-大气界面的水热传输 2.3 水循环研究进展 2.3.1 水循环国际研究计划 2.3.1.1 IGBP的“水循环的生物圈方面”核心计划（BAHC） 2.3.1.2 WCRP的“全球能量与水循环实验”计划（GEWEX） 2.3.2 水循环国际研究进展 2.3.2.1 中小尺度水循环研究 2.3.2.2 中尺度水循环研究 2.3.2.3 大尺度水循环研究 2.3.3 水循环国内研究进展 2.3.3.1 水循环要素研究进展 2.3.3.2 水循环过程研究进展 参考文献 第3章 水文确定性理论 3.1 降水与蒸散发 3.1.1 降水 3.1.1.1 降水的特征 3.1.1.2 降水的形成 3.1.1.3 降水的分类 1.气旋雨 2.地形雨 3.对流雨 4.台风雨 3.1.1.4 降水的观测 1.雨量器 2.雷达测雨 3.卫星测雨 3.1.1.5 降雨的统计模型 1.空间模型 2.时间模型 3.时-空模型 3.1.2 蒸散发 3.1.2.1 蒸散发的物理过程 3.1.2.2 蒸散发的观测与估算 3.1.2.3 流域蒸散发的计算 1.潜在蒸散发的计算 2.实际蒸散发的估算 3.2 下渗与土壤水运动原理 3.2.1 下渗 3.2.1.1 下渗的物理过程 3.2.1.2 下渗的测定 3.2.1.3 影响下渗的因素 3.2.1.4 下渗的模拟计算 3.2.2 土壤水 3.2.2.1 土壤水的基本特性 3.2.2.2 土壤水特性的测定 3.2.2.3 土壤水的运动原理与模型 3.3 地下水运动原理 3.3.1 地下水 3.3.1.1 潜水 3.3.1.2 承压水 3.3.2 地下水的几个特性参数 3.3.2.1 给水度 3.3.2.2 降水入渗补给系数 3.3.2.3 潜水蒸发系数 3.3.2.4 渗透系数 3.3.2.5 弹性释水系数 3.3.2.6 导水系数和压力传导系数 3.3.2.7 越流系数 3.3.2.8 地下水可开采系数 3.3.3 地下水的运动及数学模型 3.3.3.1 地下水流运动规律 3.3.3.2 地下水数学模型 3.4 产汇流原理 3.4.1 产流理论 3.4.1.1 产流机制 3.4.1.2 流域产流分析 3.4.2 汇流理论 3.4.2.1 汇流过程 3.4.2.2 汇流的概化 参考文献 第4章 水文不确定性理论 4.1 水文系统不确定性 4.1.1 客观存在的不确定性及其处理方法 4.1.2 水文系统广泛存在着不确定性 4.1.3 水文系统不确定性研究方法 4.2 随机水文学基础 4.2.1 随机水文过程与随机水文学的概念 4.2.2 随机水文学体系及内容介绍 4.2.2.1 随机水文学体系 4.2.2.2 随机水文学主要内容介绍 1.随机水文过程理论 2.水文序列分析方法 3.水文序列随机模型 4.3 模糊水文学基础 4.3.1 模糊性与模糊水文学的概念 4.3.2 模糊水文学体系及内容介绍 4.3.2.1 模糊水文学体系 4.3.2.2 模糊水文学主要内容介绍 1.模糊集理论 2.水文模糊聚类分析 3.水文模糊模式识别 4.水文模糊综合评价 5.水文模糊概率 6.水文模糊控制 7.水文模糊预测与决策 8.水文模糊规划与优化 4.4 灰色系统水文学基础 4.4.1 灰色系统与灰色系统水文学的概念 4.4.2 灰色系统水文学体系及内容介绍 4.4.2.1 灰色系统水文学体系 4.4.2.2 灰色系统水文学主要内容介绍 1.水文系统信息论 2.灰色数学方法 3.水文灰色系统关联分析 4.水文灰色系统模拟 5.水文灰色系统预测、预报 6.水文灰色统计方法 7.水文灰色聚类方法 8.水文灰色系统规划 4.5 水文不确定性研究进展与展望 4.5.1 近几年研究进展 4.5.2 研究展望 参考文献 第2篇 技术方法 第5章 水文监测与实验 5.1 水文监测方法与应用 5.1.1 水文监测概述 5.1.1.1 水文监测发展历程 1.17世纪以前 2.17世纪—19世纪上半叶 3.19世纪下半叶—20世纪上半叶 4.20世纪下半叶至今 5.1.1.2 水文监测分类 5.1.2 水文监测方法与应用 5.1.2.1 水文测站与站网 1.水文测站 2.水文站网 3.中国水文站网建设概况 5.1.2.2 降水观测 1.降水站点观测 2.降水遥感探测 5.1.2.3 蒸散发观测 1.器测法 2.蒸散发遥感估算 5.1.2.4 河湖水位监测 1.河湖水位站点观测 2.河湖水位遥感估算 5.1.2.5 流量监测 1.流量测验 2.流量遥感估算 5.1.2.6 地表水水质监测 1.地表水水质监测常规方法 2.地表水水质遥感监测 5.1.2.7 泥沙监测 1.泥沙测验 2.悬移质泥沙遥感估算 5.1.2.8 地下水监测 1.地下水监测方法 2.国家地下水监测工程简介 5.2 水文实验方法与应用 5.2.1 水文实验概述 5.2.1.1 水文实验发展历程 1.国外水文实验发展历程 2.国内水文实验发展历程 5.2.1.2 水文实验分类 5.2.2 水文实验研究方法 5.2.2.1 室内水文实验 1.室内水文实验系统构成 2.可变坡土槽降雨入渗实验 5.2.2.2 室外水文实验 1.五道沟水文水资源实验站 2.新安江水文实验站 5.3 “五水”转化研究与实验 5.3.1 “五水”转化概述 5.3.2 “五水”转化实验 5.4 同位素技术及其在水文学中的应用 5.4.1 同位素技术概述 5.4.1.1 基本概念 5.4.1.2 同位素技术方法 1.同位素丰度 2.同位素分馏 3.放射性同位素衰变过程 4.同位素技术方法的一般程序 5.4.2 同位素技术在水文学中的应用 5.4.2.1 利用放射性同位素技术测定地下水的年龄 5.4.2.2 利用放射性同位素示踪技术研究地下水的运动规律，确定水文地质参数 5.4.2.3 利用稳定同位素技术研究地下水的起源和形成过程 5.4.2.4 利用稳定同位素技术研究水中化学组分的来源 5.4.2.5 利用稳定同位素或放射性同位素技术确定不同含水层之间的水力联系 5.4.2.6 利用同位素技术研究堤防渗漏问题 5.4.2.7 同位素技术的其他应用举例 参考文献 第6章 现代水文信息技术 6.1 水文学中信息技术应用概述 6.1.1 基本概念 6.1.2 关键信息技术的应用 6.1.2.1 RS技术 6.1.2.2 GIS技术 6.1.2.3 GPS技术 6.1.2.4 物联网技术 6.1.2.5 云计算技术 6.1.2.6 人工智能技术 6.2 水文信息采集与传输技术 6.2.1 水文信息采集 6.2.1.1 水文信息采集项目 6.2.1.2 水文信息采集方式 6.2.1.3 水文采集常用仪器 6.2.2 水文信息传输 6.2.2.1 基于超短波通信的无线传输方式 6.2.2.2 基于公用电话网络通信的有线传输方式 6.2.2.3 基于GSM/GPRS通信的无线传输方式 6.2.2.4 基于卫星通信等其他无线传输方式 6.2.3 水文自动测报 6.3 水文信息集成与数据挖掘技术 6.3.1 水文信息集成 6.3.1.1 数据集成有关概念 6.3.1.2 多源异构数据集成方法 6.3.1.3 水文信息集成系统平台 6.3.2 水文数据挖掘 6.3.2.1 数据挖掘有关概念 6.3.2.2 数据挖掘主要过程 6.3.2.3 数据挖掘常用方法 6.3.2.4 数据挖掘主要功能 6.3.2.5 水文数据挖掘系统 6.4 DEM技术在水文模拟中的应用 6.4.1 关于DEM的概述 6.4.1.1 DEM的基本知识 1.地形的数字描述 2.DEM的含义与特点 3.DEM的分类 4.DEM数据生成 5.DEM的数据格式 6.4.1.2 流域地形因子的计算 6.4.2 流域河网水系提取 6.4.2.1 3个基本水文因子数字矩阵的生成 1.无洼地DEM的生成 2.水流方向矩阵的计算 3.水流累积矩阵的计算 6.4.2.2 流域边界、子流域划分和河网生成 1.流域边界的确定 2.子流域的划分 3.河网的生成 6.4.3 数字流域的发展 6.4.3.1 基本概念 6.4.3.2 系统构成 6.4.3.3 关键技术 6.5 智慧水利研究进展 6.5.1 基本概念 6.5.2 总体框架 6.5.3 关键环节 6.5.3.1 以先进感知技术为核心的天地空一体化信息采集与传输系统 6.5.3.2 以大数据管理、云计算技术为支撑的大数据存储与处理系统 6.5.3.3 基于资源共享与业务协同的智慧水利业务应用体系 6.5.3.4 面向全方位全过程的水利信息化安全保障体系 参考文献 第7章 水文数学分析方法 7.1 概述 7.2 水文模型常用的数学方法 7.2.1 水文模型中的数学方程 7.2.2 水文模型求解常用的数值方法 7.2.2.1 有限差分法 1.概述 2.差分的基本概念 3.有限差分法的求解过程 7.2.2.2 有限单元法 7.2.2.3 有限体积法 7.2.2.4 边界单元法 7.2.3 水文模型参数率定常用的数学方法 7.2.3.1 最小二乘法 7.2.3.2 遗传算法 7.2.3.3 贝叶斯方法 1.贝叶斯方法的原理 2.贝叶斯方法的特点 7.2.4 水文模型参数灵敏度分析的数学方法 7.2.4.1 扰动分析法 7.2.4.2 RSA方法 7.2.4.3 GLUE方法 7.3 水文时间序列常用的数学方法 7.4 水文统计常用的数学方法 7.4.1 水文分布曲线线型 7.4.2 参数估计中的数学方法 7.5 水文系统分析常用的数学方法 7.5.1 水文系统的概念 7.5.1.1 系统的含义 7.5.1.2 水文系统的概念及分类 7.5.1.3 水文非线性系统 7.5.2 系统分析方法及其在水文学中的应用 7.5.3 水文系统识别方法 7.5.3.1 水文系统识别的概念与数学描述 7.5.3.2 水文系统识别的一般程序 7.5.3.3 水文模型类 7.5.3.4 水文系统识别的分类 7.5.3.5 水文系统识别的误差准则 7.5.3.6 水文系统识别的基本原则 7.5.3.7 水文系统识别最优估计方法 7.5.3.8 水文系统识别应用——干旱区灌溉蒸发量计算 1.概念性模型 2.建立水量平衡方程 3.简化模型结构，确定已知项和未知项的函数关系 4.参数识别与模型检验 5.未来变化条件下，模型的使用 6.计算结果举例 7.6 水文数学分析研究进展与展望 7.6.1 近几年研究进展 7.6.2 研究展望 参考文献 第8章 流域分布式水文模型 8.1 水文模型的概念及分类 8.1.1 水文模型的概念 8.1.1.1 原型系统 8.1.1.2 基本概念 8.1.2 水文模型的分类 8.1.2.1 一般分类体系 8.1.2.2 水文数学模型分类 8.1.2.3 确定性水文模型分类 8.2 流域水文模型及其发展 8.2.1 流域水文模型的概念 8.2.2 流域水文模型的分类 8.2.2.1 流域集总式模型 8.2.2.2 流域分布式模型 8.2.2.3 几点讨论 8.2.3 流域水文模型的发展 8.2.3.1 发展历程 8.2.3.2 未来趋势 8.3 基于DEM的流域分布式水文模型 8.3.1 模型构建方法 8.3.1.1 模型的一般框架 8.3.1.2 主要建模方式 8.3.2 模型结构与参数 8.3.2.1 模型结构 8.3.2.2 模型参数 8.3.3 参数率定与敏感性分析 8.3.3.1 参数率定方法 8.3.3.2 参数敏感性方法 8.4 几个典型流域分布式水文模型 8.4.1 MIKE SHE模型 8.4.2 TOPMODEL模型 8.4.2.1 基本假设与模型推导 8.4.2.2 计算框图与模型参数 8.4.3 SWAT模型 8.5 HIMS流域水循环综合模拟系统 8.5.1 HIMS发展过程 8.5.2 HIMS系统结构 8.5.3 HIMS系统功能 参考文献 第9章 水文系统与其他系统耦合模拟 9.1 概述 9.2 水文-生态耦合系统模拟方法及应用 9.2.1 建模原理与思路 9.2.2 建模方法与步骤 9.2.2.1 划分箱体 9.2.2.2 建立各箱体水量、水质、生态系统模型 1.水量模型 2.水质模型 3.生态系统模型 9.2.2.3 耦合计算方法 9.2.2.4 模型效果检验 9.2.3 模型应用与说明 9.3 经济社会-水资源-生态耦合系统模拟方法及应用 9.3.1 经济社会-水资源-生态耦合系统 9.3.2 耦合系统模型构建方法 9.3.2.1 水文-生态耦合系统模型与经济社会系统模型的耦合建模方法 9.3.2.2 耦合系统动力学模型（SEWED） 1.经济社会指标作为因变量的动力学方程 2.经济社会活动对生态系统影响的中间变量 3.水资源-生态系统模型以及与经济社会系统模型的耦合 9.3.2.3 耦合计算与说明 9.4 人水系统的嵌入式系统动力学模型及应用 9.4.1 人水系统模拟难点问题 9.4.2 嵌入式系统动力学（ESD）的提出 9.4.3 嵌入式系统动力学（ESD）模型介绍 9.4.4 人水系统模拟的嵌入式系统动力学模型框架 9.4.5 人水系统ESD模型应用实例 1.实例区概况 2.系统动力学模型计算结果 3.嵌入式系统动力学模型计算结果 9.5 水文系统与其他系统耦合模拟研究进展与展望 9.5.1 近几年研究进展 1.水文系统与生态系统耦合模拟研究进展 2.水文系统与气象系统耦合模拟研究进展 3.水文系统与人文系统耦合模拟研究进展 9.5.2 研究展望 参考文献 第3篇 应用实践 第10章 水文学与水资源 10.1 水资源学概论 10.1.1 水资源与水资源学的概念 10.1.2 水资源学的研究内容 10.1.3 水资源学的主要进展与展望 10.2 水文学与水资源学的联系 10.2.1 水文学是水资源学的基础 10.2.2 水资源学是水文学服务于人类社会的重要应用 10.3 基于水文模拟的水资源承载能力计算 10.3.1 水资源承载能力的概念及内涵 10.3.2 水资源承载能力计算方法总结 10.3.3 水资源承载能力COIM计算方法框架 10.3.4 水资源承载能力COIM模型 10.3.4.1 表征经济社会-水资源-生态耦合系统的基础模型 10.3.4.2 水资源承载程度指标 10.3.4.3 水资源承载能力COIM模型 10.3.4.4 COIM模型计算 10.4 基于水循环过程的水资源优化配置 10.4.1 水资源配置系统与水资源循环系统的关系 10.4.2 基于水循环过程的水资源优化配置模型 10.4.2.1 目标函数 10.4.2.2 约束条件 参考文献 第11章 水文学与环境保护 11.1 环境与水的联系 11.2 人类活动的水文水环境效应 11.2.1 人类活动的水文效应 11.2.2 人类活动的水环境效应 11.3 水文学在环境管理实践中的应用 11.3.1 环境管理的内涵 11.3.2 环境规划与水文学 11.3.3 环境影响评价与水文学 11.3.4 排污许可、监管与水文学 11.4 环境水文学主要内容及研究进展 11.4.1 环境水文学主要内容 11.4.1.1 环境水文过程变化规律及其影响 11.4.1.2 人类活动的水文环境效应 11.4.1.3 环境水文过程模拟 11.4.2 环境水文学主要研究进展 11.4.2.1 环境水文过程变化规律及其影响 11.4.2.2 人类活动的水文环境效应 11.4.2.3 环境水文过程模拟 参考文献 第12章 水文学与生态系统 12.1 生态与水的联系 12.1.1 生态及生态系统 12.1.2 生态和环境的差异 12.1.3 生态与水的联系 12.1.3.1 水是生态系统存在的基础 12.1.3.2 人类过度掠夺水资源，使生态系统遭受严重破坏 12.1.3.3 生态系统的破坏又会影响到人类的生存和发展 12.1.3.4 对经济社会发展的宏观调控，是实现人类与生态系统和谐共存的途径 12.2 生态需水量计算及应用 12.2.1 生态需水的概念 12.2.2 生态需水的特性和分类 12.2.2.1 生态需水的特性 12.2.2.2 生态需水的分类 12.2.3 生态需水量计算方法 12.2.3.1 河流生态需水量计算方法 12.2.3.2 植被生态需水量计算方法 12.2.3.3 湖泊、湿地生态需水量计算方法 12.2.3.4 城市生态需水量计算方法 12.2.4 生态需水量计算的应用案例 12.2.4.1 襄阳市代表河流生态需水量计算 12.2.4.2 新疆哈密地区植被生态需水量计算 12.2.5 存在问题和发展前景 12.3 生态文明建设中的水文学 12.3.1 生态文明与水的关系 12.3.2 生态文明建设中的水文学 12.4 生态水文学主要内容及学科展望 12.4.1 概念和发展简介 12.4.2 主要研究内容 12.4.2.1 核心内容 12.4.2.2 主要研究的生态类型 12.4.3 学科战略展望 12.4.3.1 科学研究计划 12.4.3.2 重点研究项目 12.4.3.3 国家重大需求 12.4.3.4 学科建设 12.4.3.5 国际合作 参考文献 第13章 水文学与人水和谐 13.1 水与经济社会发展 13.2 人水系统与人水关系 13.2.1 人水系统的概念 13.2.2 人水关系的概念与内涵 13.3 人水和谐论及其应用 13.3.1 人水和谐论的提出背景及意义 1.从对人水关系的认识阶段，来看人水和谐概念和理论的提出 2.人水系统是人水和谐论的研究对象，具备形成理论体系的基础 3.研究复杂的人水关系及其和谐问题，需要形成一个理论体系 13.3.2 人水和谐论体系框架 13.3.3 人水和谐论的理论体系总结 13.3.3.1 基本原理 13.3.3.2 人水和谐判别准则 13.3.3.3 人水和谐论的数学基础 13.3.3.4 人水和谐平衡理论 13.3.4 人水和谐论的方法论总结 13.3.4.1 人水和谐辨识方法 13.3.4.2 人水和谐评估方法 13.3.4.3 人水和谐调控方法 13.3.5 人水和谐论的应用实践总结 13.3.5.1 人水和谐评估应用实践 13.3.5.2 人水和谐论在水资源短缺、洪涝灾害、水环境污染三大水问题解决中的应用 13.3.5.3 人水和谐论在水资源规划、管理以及水战略中的应用 13.3.5.4 水资源与经济社会和谐发展应用实践 13.4 人水和谐研究中的水文学内容 13.4.1 水循环理论 13.4.2 水文系统理论 13.4.3 水文数据及其研究方法 13.4.4 水文数学分析方法 13.4.5 水文模型 参考文献 第14章 水文学与气候变化 14.1 气候变化与水文水资源 14.1.1 气候变化 14.1.1.1 气候及气候系统 14.1.1.2 气候变化简史 14.1.1.3 气候变化的原因 14.1.2 气候变化与水文循环的关系 14.1.3 气候变化与水资源的关系 14.2 气候变化对水循环影响研究进展 14.2.1 国内外研究发展历程 14.2.2 气候变化对水循环影响的研究方法 14.2.2.1 气候变化情景的生成技术 14.2.2.2 与水文模型接口技术 14.2.2.3 水文模拟技术 14.2.3 气候变化对水循环影响的重点研究领域 14.2.3.1 水循环要素变化规律的识别 14.2.3.2 气候变化与人类活动对水循环影响的定量评估 14.2.3.3 陆-气模型耦合 14.2.3.4 气候变化对极端水文事件的影响研究 14.2.3.5 应对气候变化的水资源适应性管理策略 14.3 应对气候变化的适应性对策与建议 14.3.1 适应性管理的内涵及基本原则 14.3.2 适应性对策的评估分析方法 14.3.3 应对气候变化的水资源适应性对策及建议 1.落实低碳理念，重视生态环境保护 2.加强节水高效利用，提高应对气候变化的能力 3.基于人水和谐原则，防治水旱灾害 4.强化需水管理，控制水资源消费 5.完善政策法规，加强体制改革 14.4 水文气象学主要内容及研究进展 14.4.1 水文气象学的主要内容 1.降水的监测和预报 2.可能最大降水 3.流域总蒸发 4.水文气象基本理论及应用 14.4.2 水文气象学的研究进展 参考文献 第15章 水文学与城市化 15.1 城市与城市化 15.1.1 城市和城市特点 15.1.2 城市化趋势 15.1.3 城市普遍存在的问题 15.2 城市水文效应与水环境 15.2.1 城市水循环 15.2.2 城市气候及降水特征 15.2.2.1 城市对气候的影响作用及机制 15.2.2.2 城市降水特征 15.2.3 城市水文效应 15.2.3.1 城市气候变化引起的水文效应 15.2.3.2 城市下垫面性质变化引起的水文效应 15.2.3.3 城市径流过程变化及雨洪 15.2.4 城市水环境及生态环境 15.3 城市水问题及解决措施 15.3.1 城市水问题 15.3.2 解决城市水问题的具体措施 15.4 城市水文学主要内容及研究进展 15.4.1 城市水文学主要内容介绍 15.4.2 近几年研究进展 1.城市化水文效应 2.城市防洪排涝 3.城市水资源 4.城市水环境 5.城市水生态 15.4.3 研究展望 参考文献 ..更多