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第1章 理论基础 1

1.1 地表水运动基本微分方程组 1

1.1.1 连续方程 2

1.1.2 动力方程 3

1.2 非饱和带地下水运动的机理与特性 5

1.2.1 非饱和带地下水运动机理 5

1.2.2 非饱和带中地下水运动特性 9

1.3 非饱和带土壤中地下水垂直运动基本微分方程组 12

1.3.1 连续方程 12

1.3.2 运动方程 13

第2章 河道流量演算 16

2.1 基本原理 16

2.1.1 圣维南方程组在河道流量演算中的简化应用 16

2.1.2 槽蓄曲线的特性 17

2.2 马斯京根法 20

2.2.1 槽蓄曲线的处理 20

2.2.2 演算公式的推导 22

2.2.3 参数x和K的推求 23

2.2.4 计算时段长△t的选取及流量演算 23

2.3 特征河长法 27

2.3.1 特征河段内蓄泄关系的分析与特征河长的确定 27

2.3.2 演算公式的推导 31

2.4 迟滞瞬时汇流法 34

2.4.1 槽蓄方程的建立 35

2.4.2 演算公式的推导 36

2.4.3 参数与矩 38

2.4.4 迟滞瞬时汇流曲线特征 41

2.4.5 时段汇流曲线 43

2.4.6 计算实例 45

2.5 非线性演算法 47

2.5.1 非线性改正法 47

2.5.2 非线性槽蓄方程法 49

2.6 分析探讨 50

2.6.1 槽蓄曲线和滞蓄曲线 50

2.6.2 马斯京根法x与特征河长法l的关系 51

2.6.3 平移、滞后和坦化 53

2.6.4 演算参数的性质 54

2.6.5 多河段分段连续演算 56

第3章 流域降雨径流深计算 59

3.1 基本原理 59

3.1.1 非饱和带地下水运动基本微分方程的推导 59

3.1.2 非饱和带地下水运动基本微分方程的求解 60

3.2 蓄满产流法 64

3.2.1 基本依据 65

3.2.2 蓄满产流的降雨径流关系 66

3.2.3 用蒸散发模型计算流域蓄水量 71

3.2.4 降雨径流关系图的建立 74

3.2.5 地表径流和地下径流的划分 75

3.3 下渗曲线法 76

3.3.1 流域产流量计算公式推导 76

3.3.2 产流时刻计算公式的推导 79

3.3.3 时段产流量计算公式的推导 83

3.3.4 下渗能力与土壤含水量的关系 88

3.3.5 工作曲线的绘制与计算步骤 89

3.3.6 计算实例 93

3.4 分析探讨 96

3.4.1 菲利浦下渗能力公式的收敛与发散 97

3.4.2 霍顿下渗能力曲线的理论解释 99

3.4.3 蓄满产流法 101

3.4.4 下渗曲线法 102

第4章 流域地下汇流计算 106

4.1 基流的定义与流量过程线分割方法 106

4.1.1 基流的定义 106

4.1.2 现行流量过程线分割方法 108

4.1.3 张文华-郭生练流量过程线分割法 117

4.2 分析探讨 134

4.2.1 经验分割法 134

4.2.2 加里宁-阿巴里杨水量平衡法 135

4.2.3 威腾博格非线性水库法 136

4.2.4 美国天气局地下水演算法 137

4.2.5 数字滤波法 139

4.2.6 Boussinesq方程法 139

第5章 流域地表汇流计算 140

5.1 基本原理 140

5.1.1 坡面汇流 141

5.1.2 流域地表汇流 144

5.2 等流时线法 147

5.2.1 演算公式的推导 147

5.2.2 等流时线的绘制 149

5.2.3 调蓄改正 156

5.3 经验单位线法 156

5.3.1 定义和基本假定 156

5.3.2 流域出口断面流量过程的形成与单位线公式 157

5.3.3 单位线三要素与单位时段的选择 158

5.3.4 单位线的分析方法 159

5.3.5 单位线的时段转换 168

5.3.6 对单位线定义和假定的修正 171

5.4 纳希瞬时单位线法 177

5.4.1 基本概念与公式推导 177

5.4.2 时段单位线的推求 179

5.4.3 参数n和K计算公式的推导 180

5.4.4 计算实例 185

5.5 特征河长法的扩展 187

5.5.1 河槽汇流曲线 187

5.5.2 流域汇流曲线 192

5.6 流域分块移滞汇流法 194

5.6.1 基本概念和公式推导 194

5.6.2 参数n,K和τ的推求 198

5.6.3 张文华汇流曲线与其他汇流曲线的关系 201

5.6.4 计算实例 202

5.7 张文华-郭生练瞬时单位线法 207

5.7.1 瞬时单位线计算公式的推导 208

5.7.2 时段单位线计算公式的推导 213

5.7.3 流域参数值n和K的计算 213

5.7.4 各水库调蓄参数计算公式的推导 214

5.7.5 计算步骤 216

5.7.6 算例 216

5.8 分析探讨 217

5.8.1 等流时线与谢尔曼单位线 218

5.8.2 纳希瞬时单位线与加里宁汇流曲线 220

5.8.3 流域汇流非线性原因 222

第6章 流域水文模型 223

6.1 流域水文模型研究现状及进展 223

6.2 代表性流域水文模型简介 224

6.2.1 SCS模型 224

6.2.2 水箱模型 228

6.2.3 HBV模型 234

6.2.4 SMAR模型 236

6.2.5 新安江模型 239

6.2.6 TOPMODEL模型 242

6.2.7 IHACRES模型 246

6.2.8 SIMHYD模型 248

6.2.9 HEC-HMS模型 250

6.3 流域水文模型参数优选技术 254

6.3.1 水文模型参数优选方法 255

6.3.2 水文模型参数优选方法比较研究 256

6.3.3 多目标参数优选技术研究 261

6.4 流域水文模型的比较研究 265

6.4.1 水源划分 267

6.4.2 产流机制 268

6.4.3 产流空间分布不均匀性的影响 269

6.4.4 蒸散发计算 269

6.4.5 汇流计算 271

6.4.6 应用实例 272

6.5 流域水文模型的比较结果分析 275

6.5.1 WMO的主要结论 275

6.5.2 爱尔兰国立大学水文系经验 276

6.5.3 全国水文预报技术竞赛结果 277

参考文献 279

后记 287