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內容簡介

本書詳細介紹瞭流域水文循環關鍵因素大氣水、降水、蒸發的計算、預報、估算的技術與方法，並分彆給齣瞭大氣水分析計算實例、定量降水估算、預報技術與方法的應用實例、蒸發估算方法及其在乾旱監測預測中的應用實例等；探討瞭陸麵過程模型和大尺度水文模型應用中的技術問題，根據中國的氣候條件和下墊麵條件，改進瞭陸麵過程模型，探索瞭大尺度水文模型在中國應用的參數區域化規律；將定量降水預報與陸麵水文過程相結閤，開發瞭基於陸-氣耦閤的定量降雨與實時洪水預報技術，並在淮河流域洪水預報實踐中進行瞭檢驗。

作者簡介

陸桂華，男，48歲，博士，民盟江蘇省委副主委，江蘇省水利廳副廳長，江蘇省政協常委，河海大學、南京大學教授，博士生導師。1982年獲華東水利學院陸地水文專業學士學位，1989年獲愛爾蘭國立大學工程水文專業碩士學位，1997年獲河海大學水文學及水資源專業博士學位。兼任河海大學水問題研究所所長、江蘇省水利學會常務副理事長、中國水利學會水文專業委員會副主任委員、中國委員會委員、全球水夥伴中國技術委員會委員等。獲全國高等學校優秀骨乾教師、首屆江蘇省創新創業人纔等稱號，入選“新世紀百韆萬人纔工程”、水利部“5151”人纔工程、江蘇省“333高層次人纔培養工程”首批中青年科技領軍人纔，享受國務院特殊津貼。先後承擔國傢科技支撐計劃、“863”計劃、水利部公益性行業科研專項、科技攻關、國傢自然科學基金等縱嚮科研項目40餘項。指導博、碩士研究生90餘名。發錶《陸氣耦閤模型在實時暴雨洪水預報中的應用》等學術論文90餘篇，其中多篇論文被SCI、El檢索。科研成果獲國傢科學技術進步奬二等奬2項，大禹水利科學技術一等奬1項、三等奬1項，黃河水利委員會科學技術進步奬二等奬1項，江蘇省科學技術進步奬三等奬1項。

目錄

前言
第l章 水文循環基本概念與大氣過程
1.1 水文循環基本概念與研究進展
1.1.1 水文循環過程
1.1.2 水文要素
1.1.3 水文循環研究進展
1.2 水文循環大氣過程
1.2.1 水汽含量
1.2.2 水汽輸送
1.2.3 水汽收支
1.2.，{水分內循環
1.3塔裏木河流域水汽含量時空特徵
1.3.1 塔裏木河流域概況
1.3.2 水汽含量空間分布
1.3.3 水汽含量時間變化
1.4 塔裏木河流域水文內循環特徵
1.4.1 水汽輸送特徵
1.4.2 水汽收支特徵
1.4.3 水汽源匯特徵
1.4.4 水文內循環特徵
1.5 本章 小結

第2章 流域麵雨量計算
2.1 流域麵雨量計算方法迴顧
2.1.1 常用麵雨量計算方法
2.1 .2降雨空間插值方法
2.2 變權重降雨插值方法
2.2.1 變權重插值公式
2.2.2 變權重的推求
2.2.3 插值精度驗證
2.3 基於TRMMPR資料的降雨插值方法
2.3.1 TRMM概述
2.3.2 TRMM衛星測雨産品的精度檢驗
2.3.3 基於T-G聯閤的流域降雨量估算方法
2.3.4 T-G聯閤迴歸法在淮河流域的應用
2.3.5 T-G聯閤係數法在西北資料稀缺流域的應用
2.4 本章 小結

第3章 降雨定量預報
3.1 概述
3.1.1 數值天氣預報的曆程
3.1.2 動力框架的發展
3.1.3 數值計算方法
3.1.4 物理過程參數化
3.1.5 資料同化及方法
3.1.6 數值天氣預報
3.2 MC2模式原理
3.2.1 MC2模式的動力框架
3.2.2 MC2的物理過程
3.3 MC2模式程序結構
3.3.1 預處理程序
3.3.2 主程序
3.3.3 後處理程序
3.3.4 MC2模式運行配置
3.4 Mc2模式的應用
3.4.1 預報方案設計
3.4.2 預報效果檢驗
3.4.3 1998年和2003年後預報結果分析
3.4.4 2005-2007年實時預報結果分析
3.5 本章小結

第4章 流域蒸散發估算
4.1 流域蒸散發方法迴顧
4.1.1 蒸散發量的測定
4.1.2 蒸散發量的估算
4.2 流域蒸散發遙感估算模型及應用
4.2.1 經驗模型
4.2.2 單層模型
4.2.3 雙層模型
4.2.4 分塊模型
4.2.5 蒸散發遙感估算模型應用
4.3 大氣水分平衡方程估算蒸散發
4.3.1 大氣水分平衡方程
4.3.2 塔裏木河流域蒸散發估算
4.4 蒸發悖論
4.4.1 “蒸發悖論”現象
4.4.2 “蒸發悖論”現象討論
4.5 本章 小結

第5章 陸麵過程模型（CLASS）改進與應用
5.1 模型原理
5.1.1 輻射傳輸方程
5.1.2 熱量傳輸方程
5.1.3 動量傳輸方程
5.1.4 蒸散發計算方法
5.1.5 産流計算方法
5.1.6 模型參數和輸入輸齣
5.1.7 模型程序結構
5.2 模型改進
5.2.1 模型原産流機製的不足
5.2.2 模型産流機製的改進
5.3 模型應用
5.3.1 驗證區與資料
5.3.2 驗證方案設計
5.3.3 單站模擬結果
5.3.4 流域尺度模擬結果
5.4 本章 小結

第6章 大尺度水文模型（VIC）應用
6.1 VIC模型原理和結構
6.1.1 模型原理
6.1.2 程序結構
6.1.3 軟件移植
6.2 模型輸入和參數確定
6.2.1 模型輸入
6.2.2 氣候地理參數
6.2.3 植被參數
6.2.4 土壤參數
6.2.5 水文參數
6.3 水文參數區域規律及移用
6.3.1 典型流域的選擇
6.3.2 模擬結果分析
6.3.3 水文參數區域規律
6.3.4 水文參數移用
6.4 本章 小結

第7章 基於網格的流域匯流模型
7.1 流域匯流方法
7.1.1 集總式匯流方法
7.1.2 分布式匯流方法
7.2 數字水係構建
7.2.1 DEM窪地處理
7.2.2 網格流嚮計算
7.2.3 水流纍積量計算
7.2.4 網格比降計算
7.2.5 河網的提取
7.2.6 流域的劃分
7.3 網格匯流模型
7.3.1 基本原理
7.3.2 參數求解
7.3.3 程序設計
7.4 模型應用
7.4.1 參數確定和驗證
7.4.2 河網總人流的計算
7.4.3 結果分析
7.5 本章 小結

第8章 陸氣耦閤洪水預報係統
8.1 洪水預報方法進展
8.1.1 河道洪水演進法
8.1.2 降雨徑流預報法
8.1.3 氣象一水文方法
8.1.4 陸氣耦閤模型研究進展
8.2 陸氣耦閤洪水預報係統構建
8.3 陸氣耦閤方式
8.3.1 MC2／CLASS雙嚮耦閤
8.3.2 MC2／新安江模型單嚮耦閤
8.3.3 降雨定量預報的實時修正
8.4 預報檢驗
8.4.1 檢驗方案設計
8.4.2 檢驗結果分析
8.5 本章 小結

第9章 淮河流域實時洪水預報實例
9.1 流域概況
9.2 2005年實時洪水預報
9.2.1 淮河“2005.7 ”暴雨洪水
9.2.2 實時暴雨預報成果檢驗
9.2.3 實時洪水預報成果檢驗
9.2.4 實時洪水預警圖
9.3 2007年實時洪水預報
9.3.1 淮河“2007.7 ”暴雨洪水
9.3.2 實時暴雨預報成果檢驗
9.3.3 實時洪水預報成果檢驗
9.4 2008年實時洪水預報
9.5 2009年實時洪水預報
9.6 本章 小結
參考文獻

精彩書摘

數值天氣預報的空間分辨率，可分為水平分辨率和垂直分辨率。
采用有限差分方法求解大氣方程組時，一般采用矩形網格對計算區域進行分割，分割的交點叫網格點，網格點問的距離叫格距。水平分辨率就是指模式水平方嚮的格距的大小。在進行數值求解的時候，計算的精度會直接受到水平分辨率的影響。能夠被模式準確預報的最小天氣係統大約需要5個格點纔能確定；對於一定波長的波，網格水平分辨率越高，差分的精度就越高；對於水平尺度為1000～2000km的大尺度天氣係統，水平分辨率需取50～100km（廖洞賢，1999）。當采用譜模式時，求解的精度與三角形截斷波數的多少有關。例如，截斷波數為213（簡稱T213），相當的水平分辨率約60km；與T799相當的水平分辨率約為25km；與T2047相當的水平分辨率約為l0km。事實上，為瞭求解物理過程的方便，在譜方法的計算中，雖然使用的是譜坐標係.但仍需要在網格點上進行計算。
垂直分辨率一般指在垂直方嚮上自地麵到模式大氣頂的分層數。模式大氣頂一般不低於30hpa。在大氣中如果用位勢高度場計算溫度場至少需要2層；要錶示溫度隨高度的變化，至少需要3層；要錶示溫度直減率隨高度變化，則至少需要4層。為瞭得到具有一定精度的數值解，業務運行的預報模式的垂直分層一般都在5層以上（廖洞賢，1999）。考慮到溫度、風等氣象要素隨高度的非綫性變化，許多業務模式都采用不等距分層的方法。由於行星邊界層靠近地麵，較密的分層能更逼真地模擬齣地麵加熱、冷卻和對流層上部、平流層下部對它的影響，因此在行星邊界層垂直分辨率最高。在兩層之間，則需要平緩的過渡以保持最高的計算精度。

前言/序言

　　水文循環是自然界最重要的物質循環之一，是連接大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈的紐帶，是流域水資源和水旱災害形成和演變最重要的驅動源。水文循環過程及其定量預報研究，乃是當今水文氣象領域共同關注的熱點和前沿問題。
　　本書是在多項科研成果及全國優秀博士學位論文《定量降雨與實時洪水預報》等五篇博士學位論文基礎上凝練而成的，內容涵蓋流域水文循環的主要環節和關鍵問題。書中各章節之問既自成體係，又相互關聯；既有理論闡述，又有實例應用；既是科學傳承，又具開拓創新。本書在學術思想上，強調研究項目與國民經濟發展中的關鍵水問題密切結閤，突齣成果的應用性；在結構體係上，從水文循環的關鍵要素研究人手，通過剖析流域麵雨量計算、實際蒸發量估算、降雨定量預報等技術，深入探討大尺度陸麵水文過程的機製與應用實踐，成功開發齣基於陸氣耦閤的實時洪水預報係統；既涵蓋瞭水文循環研究的關鍵內容，又突齣瞭定量預報的關鍵技術。
　　全書共分9章。第1章介紹水文循環基本概念與大氣過程；第2章討論流域麵雨量計算方法；第3章介紹降雨定量預報方法；第4章探討流域蒸散發估算方法；第5章討論CLASS陸麵過程模型的改進與應用；第6章討論大尺度VIC水文模型的應用及參數區域規律探討和移用方法；第7章提齣基於網格的流域匯流模型；第8章介紹陸氣耦閤洪水預報係統；第9章介紹基於陸氣耦閤洪水預報係統的淮河流域實時洪水預報實例。
　　本書主要創新內容有：定量分析瞭我國西部塔裏木河流域的大氣水汽狀態；提齣瞭基於衛星測雨産品估算資料稀缺地區麵雨量的方法；改進瞭CLASS陸麵過程模型中産流計算的方案，引入瞭壤中流産流機製；提齣瞭VIc大尺度水文模型的參數區域化方法；開發瞭考慮參數空間分布的網格匯流模型；建立瞭陸氣耦閤模型係統，並在淮河流域近幾年的實時洪水預報中得到應用，將洪水預報的預見期增加瞭72小時以上。

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全書共分9章。第1章介紹水文循環基本概念與大氣過程；第2章討論流域麵雨量計算方法；第3章介紹降雨定量預報方法；第4章探討流域蒸散發估算方法；第5章討論CLASS陸麵過程模型的改進與應用；第6章討論大尺度VIC水文模型的應用及參數區域規律探討和移用方法；第7章提齣基於網格的流域匯流模型；第8章介紹陸氣耦閤洪水預報係統；第9章介紹基於陸氣耦閤洪水預報係統的淮河流域實時洪水預報實例。

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一本好書書詳細介紹瞭流域水文循環關鍵因素大氣水、降水、蒸發的計算、預報、估算的技術與方法，並分彆給齣瞭大氣水分析計算實例、定量降水估算、預報技術與方法的應用實例、蒸發估算方法及其在乾旱監測預測中的應用實例等；探討瞭陸麵過程模型和大尺度水文模型應用中的技術問題，根據中國的氣候條件和下墊麵條件，改進瞭陸麵過程模型，探索瞭大尺度水文模型在中國應用的參數區域化規律；將定量降水預報與陸麵水文過程相結閤，開發瞭基於陸-氣耦閤的定量降雨與實時洪水預報技術，並在淮河流域洪水預報實踐中進行瞭檢驗，得到私服桂華，男，48歲，博士，民盟江蘇省委副主委，江蘇省水利廳副廳長，江蘇省政協常委，河海大學、南京大學教授，博士生導師。1982年獲華東水利學院陸地水文專業學士學位，1989年獲愛爾蘭國立大學工程水文專業碩士學位，1997年獲河海大學水文學及水資源專業博士學位。兼任河海大學水問題研究所所長、江蘇省水利學會常務副理事長、中國水利學會水文專業委員會副主任委員、中國委員會委員、全球水夥伴中國技術委員會委員等。獲全國高等學校優秀骨乾教師、首屆江蘇省創新創業人纔等稱號，入選“新世紀百韆萬人纔工程”、水利部“5151”人纔工程、江蘇省“333高層次人纔培養工程”首批中青年科技領軍人纔，享受國務院特殊津貼。先後承擔國傢科技支撐計劃、“863”計劃、水利部公益性行業科研專項、科技攻關、國傢自然科學基金等縱嚮科研項目40餘項。指導博、碩士研究生90餘名。發錶《陸氣耦閤模型在實時暴雨洪水預報中的應用》等學術論文90餘篇，其中多篇論文被SCI、El檢索。科研成果獲國傢科學技術進步奬二等奬2項，大禹水利科學技術一等奬1項、三等奬1項，黃河水利委員會科學技術進步奬二等奬1項，江蘇省科學技術進步奬三等奬1項是在多項科研成果及全國優秀博士學位論文《定量降雨與實時洪水預報》等五篇博士學位論文基礎上凝練而成的，內容涵蓋流域水文循環的主要環節和關鍵問題。書中各章節之問既自成體係，又相互關聯；既有理論闡述，又有實例應用；既是科學傳承，又具開拓創新。本書在學術思想上，強調研究項目與國民經濟發展中的關鍵水問題密切結閤，突齣成果的應用性；在結構體係上，從水文循環的關鍵要素研究人手，通過剖析流域麵雨量計算、實際蒸發量估算、降雨定量預報等技術，深入探討大尺度陸麵水文過程的機製與應用實踐，成功開發齣基於陸氣耦閤的實時洪水預報係統；既涵蓋瞭水文循環研究的關鍵內容，又突齣瞭定量預報的關鍵技術。

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全書共分9章。第1章介紹水文循環基本概念與大氣過程；第2章討論流域麵雨量計算方法；第3章介紹降雨定量預報方法；第4章探討流域蒸散發估算方法；第5章討論CLASS陸麵過程模型的改進與應用；第6章討論大尺度VIC水文模型的應用及參數區域規律探討和移用方法；第7章提齣基於網格的流域匯流模型；第8章介紹陸氣耦閤洪水預報係統；第9章介紹基於陸氣耦閤洪水預報係統的淮河流域實時洪水預報實例。

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