水文過程周期分析方法及其應用

前言

　　水文循環(huán)是指地球上各種形態(tài)的水，在太陽輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結降水、下滲以及徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉換和周而復始的運動過程。水文循環(huán)是地球上最重要的物質循環(huán)之一，為人類提供不斷可再生的淡水資源?！　∷难h(huán)過程非常復雜，它受自然變化和人類活動的影響，決定著水資源的形成與演化規(guī)律。研究地球上的水循環(huán)變化周期及其水文循環(huán)速率、水資源可再生性調控，是認識和掌握自然界錯綜復雜的水文現(xiàn)象的途徑，是把握自然界各種水體的性質、運動變化及其相互關系的有效方法和手段?！　∷倪^程既受確定性因素的影響，又受到隨機性因素的影響，時程變化錯綜復雜，水文過程周期問題的研究，對于水循環(huán)時空分布的認識是十分有價值的工作。水體交換周期則是水文循環(huán)與水量平衡研究的深化與延伸，它可以從不同時間尺度上把握水資源的可更新能力，開展對水體交換周期和傳輸速率的研究對于水資源中長期的規(guī)劃和管理、水資源可再生規(guī)律的研究、水庫調度、水資源調蓄、地下水和地表水的聯(lián)合調度都是很有意義的?！　”緯饕芯績热萑缦拢骸　。?）分析了水文循環(huán)與水資源的基本關系，對水文循環(huán)的國內外研究進展進行了綜述，特別是對黃河流域的水循環(huán)研究進展和流域水循環(huán)的基本特征和問題進行總結、歸納和分析。

內容概要

本書全面總結了各類周期分析方法在水科學中的應用，針對水文過程周期分析中存在的問題，開展了深入的研究。本書主要內容包括：水文循環(huán)國內外研究進展綜述，黃河流域上游主河道和水庫的水體交換周期分析研究，水文過程隱含周期分析研究等?！　”緯晒┧?、水資源、環(huán)境科學等專業(yè)的廣大師生及從事科研、教學、管理及相關工作的人員參考使用。

書籍目錄

前言 第1章 緒論 　1.1 水文循環(huán)過程與水資源 　　1.1.1 水文循環(huán)過程 　　　1.1.2 水文循環(huán)與水資源 　1.2 水文循環(huán)的研究進展 　　1.2.1 國外研究的主要進展 　　1.2.2 國內研究的主要進展 　　1.2.3 黃河流域水文循環(huán)研究進展 　　1.2.4 水文循環(huán)的前沿科學問題 　1.3 流域水文循環(huán)的基本特征與問題 　　1.3.1 流域水文循環(huán)的基本特征 　　1.3.2 流域水文循環(huán)與水資源的可再生性 　　1.3.3 流域水文循環(huán)與經(jīng)濟開發(fā) 第2章 周期分析方法及其在水科學領域應用的評述 　2.1 波譜分析及其應用 　　2.1.1 波譜分析方法評述 　　2.1.2 波譜分析在水文、氣象中的應用 　2.2 周期圖分析 　　2.2.1 周期圖方法評述 　　2.2.2 周期圖在水文中的應用 　2.3 小波分析 　　2.3.1 小波分析方法評述 　　2.3.2 小波分析在水文氣象中的應用 　2.4 灰色系統(tǒng)理論應用于周期分析的方法 　　2.4.1 灰色周期分析方法評述 　　2.4.2 灰色理論周期分析在水文中的應用 　2.5 方差分析與多元回歸分析 　　2.5.1 方差分析與回歸分析應用在周期分析中的評述 　　2.5.2 方差分析與回歸分析在水文氣象周期分析中的應用 　2.6 其他周期分析方法 　2.7 水體交換周期研究進展與分析 第3章 水體交換周期計算與分析 　3.1 水體交換周期模型 　　3.1.1 水體交換周期模型的分析與修正 　　3.1.2 水體交換周期模型的數(shù)值算法 　3.2 研究區(qū)概況 　　3.2.1 位置和范圍 　　3.2.2 地勢與地形 　　3.2.3 土壤與植被 　　3.2.4 氣候 　　3.2.5 水系 　　3.2.6 黃河上游地區(qū)土地資源 　　3.2.7 水文地質特征 　3.3 上游河段交換周期的計算結果與分析 　　3.3.1 天然徑流狀態(tài)下各河段歷時交換周期的初步分析 　　3.3.2 水庫調節(jié)作用下各河段歷時交換周期的初步分析 　　3.3.3 各河段歷時交換周期自相關分析 　　3.3.4 各河段年均交換周期對比分析 　3.4 水庫交換周期計算結果與分析 　　3.4.1 各水庫歷時交換周期的初步分析 　　3.4.2 各水庫歷時交換周期的自相關分析 　3.5 河段水體交換周期的進一步分析 　　3.5.1 天然徑流狀態(tài)下各河段汛期與非汛期的交換周期分析 　　3.5.2 水庫調節(jié)下各河段汛期與非汛期的交換周期分析 　　3.5.3 兩種狀態(tài)下各河段交換周期的對比分析 　　3.5.4 天然徑流下不同更新率對同一河段交換周期的影響 　　3.5.5 水庫調節(jié)下不同更新率對同一河段交換周期的影響 　3.6 水庫水體交換周期的進一步分析 　3.7 小結 第4章 水文時間序列準周期分析模型的建立 　4.1 水文時間數(shù)據(jù)序列的基本特征 　　4.1.1 趨勢項y(t)的基本分析 　　4.1.2 周期項x(t)的基本分析 　4.2 水文數(shù)據(jù)分析中的濾波 　　4.2.1 基本濾波器方法 　　4.2.2 水文數(shù)據(jù)序列函數(shù)濾波器的設計 　4.3 時間序列的準周期分析數(shù)學模型 　　4.3.1 準周期分析數(shù)學模型 　　4.3.2 準周期分析數(shù)學模型的計算步驟 　4.4 二維準周期分析數(shù)學模型 　　4.4.1 二維準周期分析數(shù)學模型的建立 　　4.4.2 二維準周期分析數(shù)學模型的計算步驟 第5章 水體交換周期的時間序列分析 第6章 水文序列小波周期分析中存在的問題及改進方式 第7章 水文過程隱含周期的異方差分析與檢驗 第8章 結論和展望 附表 參考文獻

章節(jié)摘錄

　　20世紀80年代中期，特別是進入90年代以來，在世界面臨資源與環(huán)境等問題的背景下，國際上開展了一系列有關水問題的研究計劃，這些研究計劃大多與水文循環(huán)密切相關。如80年代以來，UNESCO一直執(zhí)行的IHP項目，1985年國際科聯(lián)（ICSU）及其環(huán)境問題科學委員會（SCOPE）提出了氣候影響評價計劃，啟示了氣候對水文影響的研究；1986年I（2SU開始建立了國際地圈、生物圈計劃（IG：BP）；1990年確定6個核心項目，其中包括水文循環(huán)的生物圈方面（BAHC Core Project Office，1993）；1987年WMO提出了“水資源對未來與現(xiàn)在氣候變化的敏感性”，注意到水資源變化和水文循環(huán)過程；1989年美國出版了《氣候變化與氣候變率對水資源影響》的專著；1990年后，世界氣候研究計劃（WCRP）開展“全球能量與水文循環(huán)試驗”計劃（GEWEX）等，這是與BAHC（Biospheric Aspects ofthe Hydrological Cycle，水文循環(huán)的生物圈方面）計劃相對應的國際研究計劃。WCRP與IGBP都是90年代興起具有前沿性水文循環(huán)的研究計劃。GEWX是宏觀尺度的研究，它從全球氣候的角度出發(fā)研究水循環(huán)，在GEWEX計劃中，還專門設立了大氣水研究子計劃（GEWEX Water Vapor Project），該計劃已利用衛(wèi)星和雷達，獲取了最新的全球尺度水汽分布圖和北美大陸尺度的降水量、蒸發(fā)量的地理分布與季節(jié)變化（Roads J.，（2hen S.，et a1.，1992；Roads J.，Shyh C.，1993；ThomasH.Vonder Harr，David L.R.，1994）。

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