流域复合环境系统分析评价理论与实践

　　《流域复合环境系统分析评价理论与实践》主要针对当前和未来人类干扰及外界不确定性因素所引发的系列流域复合生态环境问题，系统介绍了作者在流域复合水生态环境分析、模拟与评价的理论及实践的研究成果。内容主要涉及流域开发过程中出现的水污染模拟、复合生态系统评价、非点源污染分析、水体富营养化评价以及流域综合治理等相关问题，采用不确定性、随机理论以及生态动力学等理论方法，重点研究了流域复合环境系统评价理论，水环境随机模拟和污染风险的建模方法，以及水体富营养化的生态动力学和随机模拟技术，进行了流域农业非点源污染模拟及关键源区识别研究，以此为基础，讨论分析了典型流域最佳管理模式的实施效果及其影响。《流域复合环境系统分析评价理论与实践》可供水文水资源、环境科学、农业工程及水利工程等学科的科研人员、大学教师和相关专业的本科生、研究生，以及从事水资源管理、水土保持及环境保护的技术人员参考。

　　薛联青，1973年出生，博士；河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室、水文水资源学院教授，博士生导师，河海大学文天学院水务工程专业负责人；1999年获合肥工业大学水文水资源专业硕士学位；2002年获河海大学水文水资源专业博士学位留校工作；2004年在东南大学进行博士后研究；2006年在爱尔兰国立大学都柏林学院作访问学者。目前，主要从事环境水文、流域水文模拟、水资源规划与水环境保护方面的科研工作。主持国家自然科学基金项目2项，负责国家自然科学基金重点项目2项，负责水利部公益项目2项；负责国家重点实验室自主创新项目、参加国家“十一五”科技支撑计划项目以及省部级环境保护科技攻关等项目30余项。在国内外重要期刊及国际会议上发表论文50余篇，其中SCI/EI检索20余篇、专著1部、授权发明专利1项、软件著作权3项、申请发明专利3项。2008年获得江苏省“青蓝工程”优秀青年骨干教师.2009年入选河海大学首批“新世纪科技优秀人才支持计划”，获省市级科研奖励10余项。培养硕士、博士研究生30会人。

前言
第1章 水资源开发与流域环境问题
　1.1 水资源开发与流域环境
　1.2 流域开发与流域复合生态系统
　1.2.1 I流域复合生态系统内涵
　1.2.2 流域环境保护与可持续发展
　1.3 流域开发引发的主要环境问题
　1.3.1 水环境污染模拟与评价
　1.3.2 流域非点源污染与水体富营养化模拟评价
　1.3.3 流域开发复合生态系统环境评价问题
　1.3.4 水源地水安全问题
　1.3.5 外界变化条件下的流域环境模拟评价
　1.4 流域水环境生态系统修复与综合整治
　1.4.1 水环境治理发展历程
　1.4.2 河流生态环境治理发展趋势
　1.4.3 河流水环境治理及生态修复
　1.4.4 河流水环境生态治理展望
　参考文献
第2章 不确定信息下的水生态环境评价方法
　2.1 流域水环境评价
　2.1.1 水环境评价的提出
　2.1.2 常规水环境评价方法
　2.2 水体富营养化驱动因子分析及评价
　2.2.1 湖泊富营养化
　2.2.2 湖泊富营养化评价指标选择及评价方法
　2.2.3 污染因子的粗糙集数学模型建立
　2.2.4 不确定信息下的水体污染因子分析及富营养化评价
　2.3 不确定信息下的水质风险评价
　2.3.1 水质评价未确知数学模型建立
　2.3.2 水质风险超标可信度计算模型
　2.3.3 水质风险度评价
　2.3.4 与确定性水质风险评价对比
　参考文献
第3章 流域复合生态环境系统分析评价
　3.1 流域开发的环境影响
　3.2 常规流域环境影响评价方法
　3.3 流域开发累积环境效应特征提取及分析
　3.3.1 环境效应的累积特征及分析原则
　3.3.2.环境效应累积类型及途径
　3.4 基于动力学机理的复合系统环境效应分析
　3.4.1 环境效应及环境影响的非线性理论
　3.4.2 复合生态环境系统动力学机制
　3.4.3 环境效应的协同作用分析
　3.4.4 流域开发的生态响应
　3.4.5 累积影响及累积效应度量
　3.5 流域复合生态环境压力一累积效应评估
　3.5.1 累积影响评价时空边界确定
　3.5.2 流域开发压力响应系统变量体系
　3.5.3 协同作用下的累积环境影响交互作用及计算
　3.5.4 流域水电开发累积效应分析计算(CEA)
　3.6基于生态系统阈值特性的流域开发累积环境效应分析评价
　3.6.1 复合生态系统阈值特征
　3.6.2 复合生态系统环境因子量化的动态赋权
　3.7流域水电梯级开发累积效应示例分析
　3.8本章 小结
　参考文献
第4章 河流复合生态系统评价及生态修复模式
　4.1 城市河流复合生态环境
　4.2 城市河流复合生态系统评价方法
　4.2.1 评价指标筛选原则
　4.2.2 评价指标体系结构模型
　4.2.3评价方法构建
　4.2.4评价的标准
　4.2.5 评价方法
　4.3 基于复合生态的河流生态修复模式
　4.3.1 生态修复的内涵
　4.3.2 虞河复合生态系统的环境影响
　4.3.3 生态修复的目标及设计原则
　4.3.4 基于复合生态系统的城市河流生态修复模式
　参考文献
第5章 河流水环境随机模拟方法
　5.1 河流水环境模拟预测
　5.2 水质模型研究进展
　5.2.1 确定性水质模型
　5.2.2 不确定性水质模型
　5.3 水质模型的建立
　5.3.1 确定性-维水质模型
　5.3.2 河流-维BOD随机模型
　5.3.3.BOD-DO耦合随机模型
　5.3.4 模型概率分布确立
　5.3.5 随机变量特征值计算分析
　5.4 本章小结
　参考文献
第6章 河流水质随机模拟及污染风险分析
　6.1 研究区概况
　6.2 随机水质模型参数确定
　6.2.1 河道概化与设计流量
　6.2.2 水质参数确定
　6.3 河流水质随机模拟验证
　6.4 水质模拟对比分析
　6.4.1 随机与确定性模型的对比
　6.4.2 不同分布形式的水质随机模拟对比
　6.5 河流水污染风险概率预测评价
　6.5.1 GAMMA分布函数参数确定
　6.5.2 水污染风险概率分析
　6.6本章 小结
　参考文献
第7章 水体富营养化生态动力学模拟
　7.1 湖泊富营养化的数学模型
　7.1.1 水体富营养化模拟预测
　7.1.2 水体富营养化经验模型
　7.1.3 水体富营养化模拟机理模型
　7.1.4 水体富营养化模拟的生态动力机制
　7.2 湖泊富营养化主要影响因素
　7.2.1 水温和光辐射
　7.2.2 温度分层
　7.2.3 湖泊深度、湖泊形状及水流
　7.2.4 湖泊底泥
　7.3 湖泊(水库)富营养化的生态动力学模型
　7.3.1 湖泊生态系统结构及影响因素
　7.3.2 湖泊生态浮游植物生长的影响因素
　7.3.3 湖泊富营养化生态动力学模型建立
　7.3.4 模型求解及参数率定
　7.4 水体富营养化生态模拟
　7.4.1 隔河岩水库及流域概况
　7.4.2 隔河岩水库富营养化评价
　7.4.3 隔河岩水库富营养化状况生态模拟
　7.4.4 水体富营养化生态模型简化
　7.5 水体富营养化二维生态动力学模型
　7.5.1 引言
　7.5.2 模型建立
　7.5.3 模型的求解
　7.5.4 模型应用
　参考文献
第8章 水体富营养化随机模拟方法及应用
　8.1 水体富营养化模拟的不确定性
　8.2 随机微分方程建模方法
　8.2.1 随机过程
　8.2.2 均方微积分
　8.2.3 随机微分方程
　8.3 随机水体富营养化模型建立
　8.3.1 模型的建立
　8.3.2 模型解析解法
　8.3.3 模型数值解法
　8.4 随机模型和确定型模型对比分析
　8.5 水库富营养化随机模拟应用
　参考文献
第9章 流域农业非点源污染模拟及敏感性分析
　9.1 非点源污染模拟研究
　9.1.1 研究背景及意义
　9.1.2 非点源污染研究进展
　9.2 非点源污染模型(SWAT)
　9.2.1.SWAT模型结构
　9.2.2 水量平衡方程
　9.2.3 土壤侵蚀模型
　9.2.4 营养物流失模型
　9.3 典型流域农业非点源污染模拟
　9.3.1 研究区域概况
　9.3.2 空间信息提取
　9.3.3 降雨-径流特征分析
　9.3.4 模型参数率定及验证
　9.4 模型参数敏感性分析
　9.4.1 参数敏感性分析方法
　9.4.2 参数选取
　9.4.3 参数敏感性影响分析
　9.5 本章小结
　参考文献
第10章 典型流域非点源污染风险及关键源区识别
　10.1 水文敏感区非点源污染
　10.2 降雨-径流-污染因子时间分布模拟
　10.3 降雨-径流-污染因子空间分布模拟
　10.3.1 径流的空间分布模拟
　10.3.2 TN和TP侵蚀模数空间分布
　10.3.3 TN和TP流失风险划分
　10.4 流域内非点源污染关键源区识别
　10.4.1 模糊隶属风险模型
　10.4.2 TN流失高风险区识别
　10.4.3 TP流失高风险区识别
　10.5 本章小结
　参考文献
第11章 典型流域最佳管理模式仿真模拟研究
　11.1 最佳管理模式分类
　11.1.1 工程性管理措施
　11.1.2 非工程性管理措施
　11.2 SWAT模型中最佳管理模式应用分析
　11.2.1 流域内最佳管理模式构建与仿真
　11.2.2 非点源污染控制措施效果分析
　11.3 本章小结
参考文献