流域分布式水文学原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:余钟波

出品人:

页数:224

译者:

出版时间:2008-6

价格:48.00元

装帧:

isbn号码:9787030215253

丛书系列:

图书标签:

• 水文学
• 流域水文
• 分布式水文
• 水文模型
• 水资源
• 水文原理
• 水文应用
• 流域管理
• 水循环
• 环境科学

好的，这是一份图书简介，内容侧重于水文模型、数据科学与气候变化对水资源管理的影响，不涉及您指定的书名内容： --- 书籍简介：现代水资源管理中的复杂系统建模与决策支持 导论：从传统方法到复杂系统的跨越 随着全球气候变化加剧、社会经济发展对水资源需求日益增长，传统的经验或半经验水文分析方法已难以满足现代水资源管理的需求。本书旨在提供一个全面的框架，聚焦于如何利用先进的计算科学、数据驱动技术以及系统动力学理论，对复杂的水文-社会经济系统进行建模、模拟与优化。 本书的核心目标是填补理论模型与实际工程应用之间的鸿沟，特别是针对那些受极端天气事件（如洪水和干旱）影响显著的区域。我们不仅关注水循环过程的物理模拟，更强调将人类活动（如土地利用变化、灌溉调度、水库群优化）融入到水资源系统的整体评估中，构建出具有韧性和适应性的管理策略。 第一部分：水文过程的数字化表征与多尺度建模 本部分深入探讨如何将自然水文过程转化为可计算的数字模型。重点不再是单一尺度的模拟，而是强调跨尺度和多物理场耦合的能力。 1. 高分辨率水文建模的挑战与机遇： 传统的集总式模型在反映地形、土壤异质性以及局部降水变异性方面存在局限。本部分详细介绍了分布式和半分布式水文模型的构建原理，包括基于单元的参数化技术、空间插值方法以及如何有效利用遥感数据（如降雨、蒸散发和地表储量）来校正和驱动这些模型。特别地，我们将探讨如何处理模型结构的不确定性，并利用贝叶斯方法进行参数校准与筛选。 2. 地下水与地表水相互作用的耦合机制： 水资源系统是一个三维的动态系统，地下水与地表水的交换是影响河流基流和区域可持续供水的关键。本书提供了一套耦合地表水动力学（如浅水方程或更复杂的圣维南方程）与地下水流模型（如MODFLOW的扩展形式）的数值方法。我们将重点分析在快速变化的气候背景下，地下水补给率的动态变化及其对水资源平衡的影响。 3. 气候驱动因子与模型情景分析： 气候变化带来的降雨强度、频率和时空分布的改变，要求水文模型必须具备良好的外推能力。本部分详细阐述了如何将全球气候模型（GCMs）和区域气候模型（RCMs）的输出（特别是降尺度技术）无缝集成到水文模型中，构建一系列面向未来的水资源情景（Scenarios）。我们探讨了情景分析在风险评估中的应用，例如评估在不同排放路径下关键流域的极端径流风险。 第二部分：数据科学与水文信息学的深度融合 现代水文研究的核心驱动力之一是海量数据的获取与智能处理能力。本部分侧重于先进的数据分析技术在水资源管理中的实际应用。 4. 大数据处理与遥感反演技术： 水文过程的观测正从点状采样转向全域、高频度的遥感监测。本书详细介绍了利用合成孔径雷达（SAR）、光学卫星数据（如Landsat, Sentinel）来反演地表蒸散发、土壤湿度、雪水当量和冰川质量平衡的方法。同时，探讨了如何构建高通量的遥感数据预处理流程，以应对数据量爆炸式增长带来的计算挑战。 5. 机器学习在水文预报中的应用： 传统的基于物理方程的预报模型在处理非线性、欠定系统时往往需要复杂的迭代。本部分系统性地介绍了循环神经网络（RNN）、长短期记忆网络（LSTM）以及集成学习模型（如XGBoost）在短期洪水预报、月度径流预测和长期水资源供需平衡预测中的优势与局限。我们着重讨论了如何利用物理约束（Physics-Informed Machine Learning, PINNs）来提升数据驱动模型的可靠性和可解释性。 6. 不确定性量化与同化系统： 任何模型都不是完美的，水资源决策必须建立在对不确定性充分理解的基础之上。本书提供了一套系统的卡尔曼滤波（Kalman Filtering）和集合模拟（Ensemble Modeling）方法，用于实时数据同化，以校正模型状态变量和参数估计。重点讲解了如何根据不确定性范围，而非单一确定性预测值，制定风险规避型的水资源调度策略。 第三部分：水资源系统的韧性、优化与决策支持 水资源管理最终的落脚点在于可持续的、公平的资源配置与风险管理。本部分将模型输出转化为可操作的决策工具。 7. 适应性水资源管理（Adaptive Water Management）： 鉴于未来气候和需求的不可预测性，决策过程必须具备灵活性和可调性。本书介绍了适应性管理框架的构建，包括定义预设的触发机制（Triggers）、制定一系列预先规划的行动方案（Actions），以及在信息更新时进行反馈式调整的流程。我们将探讨如何通过建立决策树或马尔可夫决策过程（MDP）来量化适应性策略的长期效益。 8. 复杂水库群的联合调度优化： 现代流域管理通常涉及多个相互耦合的水库系统，目标函数涉及防洪、发电、供水和生态基流等多个相互冲突的指标。本部分运用多目标优化算法（如NSGA-II）和随机规划方法，构建能够处理系统约束和随机输入（如降雨预报不确定性）的调度模型。核心在于如何平衡短期效益与长期系统韧性。 9. 水-能源-粮食（Water-Energy-Food, WEF）系统交叉耦合分析： 水资源不仅仅是供水问题，它与能源生产（如水电、火电冷却）和粮食安全（灌溉）紧密相连。本书采用投入产出分析（Input-Output Analysis）和系统动力学方法，对WEF系统的相互依赖性进行量化评估。通过识别系统中的关键瓶颈和脆弱环节，为制定跨部门协同的水资源政策提供科学依据。 结论：迈向智慧水治理 本书强调，成功的现代水资源管理依赖于一个整合了物理认知、大数据分析与智能决策支持的“智慧水治理”平台。通过本书所介绍的建模与分析工具，读者将能够超越传统的工程思维，建立起能够应对气候变化不确定性、优化复杂系统运行、并促进社会经济可持续发展的现代化水资源管理能力。本书适合于从事水资源规划、水文科学研究、环境工程以及相关领域的高级学生、科研人员及政策制定者。 ---

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这本书在方法论上的创新性给我留下了非常深刻的印象。它不仅仅是传统水文学的复述，更像是将现代信息技术深度融入水文科学的一次大胆尝试。书中关于遥感数据在水文模型输入中的应用部分写得尤为精彩，它详尽地介绍了如何从卫星影像中提取出植被覆盖度、土壤湿度等关键参数，并讨论了这些数据的时空分辨率对模型模拟精度的制约。更重要的是，作者没有回避不同数据源之间的冲突和偏差如何影响最终的模拟结果，而是提供了一套系统性的数据融合与校准流程。这种对“数据驱动”和“模型驱动”的辩证思考，使得全书的论述充满了现代科学研究的张力。读完这部分内容，我感觉对如何利用现代地球观测系统来提升流域管理的科学性有了更深层次的认识，不再仅仅是停留在“输入数据”的表面理解上。

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最近读了一本名为《流域分布式水文学原理及应用》的专业书籍，虽然我不是这个领域的专家，但这本书的深度和广度还是给我留下了深刻印象。从书的整体架构来看，作者显然花了不少心思去构建一个逻辑严密的体系。我特别关注了书中关于数据预处理和模型选择的部分，感觉作者在介绍各种方法时，不仅仅是罗列公式，而是深入探讨了每种方法背后的假设和适用条件，这对于我们这些试图将理论应用于实际工程的读者来说，至关重要。例如，在描述地表产流机制时，书中对不同下垫面条件下的模拟策略进行了细致的比较，甚至引入了最新的机器学习技术来辅助传统的水文模型校正，这显示出作者对前沿动态的敏锐把握。不过，对于初学者而言，可能需要一些时间来消化其中的复杂数学推导，但一旦掌握了这些基础，再去阅读其他相关文献时，会发现思路清晰了许多，基础也更加扎实了。这本书无疑是一部值得放在案头的参考资料，尤其是在需要深入理解流域尺度水循环过程的各个环节时。

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从应用价值的角度来看，这本书的最后一章关于“水资源管理与决策支持系统集成”的探讨，是全书的点睛之笔。它成功地将前面所有复杂的理论模型，拉回到实际的工程和政策制定的层面。作者并未将水文模型视为一个孤立的计算工具，而是将其嵌入到一个包含社会经济因素、环境约束和风险评估的复杂系统中进行讨论。例如，书中关于极端天气事件的预警机制设计，不仅考虑了水文模拟的准确性，还细致地分析了预警信息的发布时效性和受众的接受程度，这种跨学科的视野非常开阔。它表明，现代水文学的应用，早已超越了单纯的流量预测，而是深入到社会可持续发展的核心议题中。这本书为我们展示了，如何利用扎实的科学原理，去构建真正能够指导实践、服务社会的决策工具。

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这本书给我最直观的感受是其极其详尽的案例分析和图表展示。它不像很多教科书那样只停留在理论层面，而是大量穿插了世界各地不同流域的实际应用案例，这极大地增强了可读性和说服力。我尤其欣赏作者在阐述“不确定性分析”时所采用的图形化表达方式，那些参数敏感度分析的火山图和概率密度函数图，清晰地揭示了模型输入和结构对输出结果的影响程度。这种直观性极大地弥补了纯文本论述的不足。此外，书中对特定水文过程——比如地下水与地表水的相互作用——的描述，采用了多尺度的视角进行切换，从宏观的区域水量平衡到微观的土壤水动力学，层次分明，让人能够构建起一个完整的、立体的认知框架。虽然有些地方的专业术语密度偏高，需要反复查阅才能完全理解其精确含义，但正是这种严谨性，保证了信息的准确传递，使得这本书的价值远超一般入门读物。

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我必须承认，这本书的语言风格是偏向于学术严谨的，对于非专业人士来说，可能需要极大的耐心去啃读。特别是关于数值求解和模型求解器的选择与效率对比那几章，文字描述非常精炼，几乎每一个句子都承载了大量信息。我个人在阅读这些章节时，不得不经常停下来，在草稿纸上复盘作者的逻辑链条，以确保自己没有遗漏任何一个关键的限定条件。然而，正是这种对细节的极致追求，使得这本书成为了一个可靠的“工具箱”，而非仅仅是“科普读物”。它教会我的不仅仅是“水文如何流动”，更是“我们如何科学地、量化地描述水文的流动”。这种底层逻辑的训练，对于任何希望在水资源领域深耕的人来说，都是一笔宝贵的财富，它构建了一种严密的、基于物理规律的思维模式。

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