长江上游典型流域水沙变化特征及驱动机制

　　本书重点介绍了长江上游典型水土流失区的水沙变化特征及其驱动机制，研究流域包括嘉陵江流域及其一级支流涪江流域、金沙江流域、岷江上游镇江关流域等，涉及的主要研究方法有实地调查、遥感解译、统计分析、模型模拟等，运用的数据包括水文站点的长期监测资料、气象站点资料和空间分析数据（数字高程地形、植被覆盖、土地利用类型、地质地貌、雷达降雨及卫星再分析数据等）等。

　　张会兰，博士，中共党员，硕士生导师，北京林业大学水土保持学院副教授。2007-2012，获清华大学博士学位，2009-2010和2011-2012年赴美国IIHR，University of Iowa访问学习。从事教学工作9年，本科主讲流体力学、水土保持工程学、水力学等课程；研究生讲授土壤侵蚀动力学、以及Hydrology & Water Resources，Ecohydrology等英文课程。曾获北京市教学基本功比赛一等奖、北京市优质本科课程（第一）、北京市教改成果二等奖（第四）、北京林业大学教改成果奖特等奖（第二）、北京市优秀毕业论文指导教师、北京林业大学最美教师、优秀社会实践指导教师、校校优秀班主任、校优秀共产党员等荣誉称号。

第1章绪论
1.1背景介绍
1.2水沙序列变化特征的定量描述
1.2.1水沙序列的基本特征
1.2.2水沙关系及其研究进展
1.3流域水沙变化驱动机制
1.3.1流域水沙变化驱动因素
1.3.2流域水沙模型研究
1.4本章小结
第2章长江上游产输沙综合环境
2.1研究背景
2.2长江上游降水变化特点
2.2.1长江上游降水年际变化
2.2.2长江上游降水月际变化
2.2.3长江上游降水空间分布
2.3长江上游植被变化特点
2.3.1NDVI年际变化特征
2.3.2NDVI月际变化特征
2.3.3NDVI空间分布特征
2.3.4NDVI空间分布特征的变化趋势
2.4重点产沙流域的土地利用结构及变化特征
2.5重点产沙区的地质地貌特点
2.6重点产沙区的水土流失概况
2.7重点产沙区的来水来沙分析
2.7.1上游来水来沙的总体特征
2.7.2典型站点的来水来沙分析
2.7.3典型流域产流产沙的变化特点解析
2.8水土流失的综合治理措施
2.9本章小结
第3章研究方法
3.1时空变化特征分析方法
3.1.1统计特征分析
3.1.2趋势及突变分析
3.1.3周期性分析
3.1.4集中度分析
3.1.5滞后性分析
3.2分布式水沙模型
3.2.1HEC-HMS模型
3.2.2SWAT模型
3.2.3分布式水沙模型BPCC
3.2.4模型参数率定与验证
3.3水沙关系分析
3.3.1水沙关系曲线
3.3.2水沙环路曲线
3.4归因分析方法
3.4.1数据标准化方法
3.4.2影响因子筛选方法
3.4.3基于随机森林的降水集中度变化归因分析方法
3.4.4基于Budyko假设的径流变化归因分析方法
3.4.5基于主成分分析的水沙变化归因分析方法
3.4.6基于差分法的径流变化贡献率分析方法
第4章嘉陵江流域水文变化特征及驱动机制
4.1研究背景
4.2研究区概况
4.2.1地理位置
4.2.2地形地貌
4.2.3气象水文
4.2.4土壤植被
4.2.5社会经济
4.3综合产汇流环境分析
4.3.1气象条件
4.3.2植被条件
4.3.3NDVI对气象因子的响应
4.4流域水文要素的时空分布特征
4.4.1水文要素时间序列的统计特征及空间分布
4.4.2水文要素的变化趋势分析
4.4.3水文要素的突变检验
4.5基于SWAT模型的径流模拟
4.5.1基础数据库构建
4.5.2嘉陵江流域SWAT模型构建
4.5.3模型参数的率定与验证
4.5.4基于SWAT模拟的嘉陵江流域产流空间特征
4.6水文变化的驱动机制
4.6.1基于Budyko假设的流域径流时间变化的归因分析
4.6.2基于SWAT模型情景模拟的流域径流变化驱动因素分析
4.7本章小结
第5章金沙江流域水沙变化特征及驱动机制
5.1研究背景
5.1.1研究区概况
5.1.2研究内容
5.2极端降雨指标变化特征
5.2.1极端降水指标的选取与定义
5.2.2时空分布特征
5.2.3趋势性特征
5.2.4周期性特征
5.3植被条件变化特征
5.3.1NDVI年际变化特征
5.3.2NDVI月际变化特征
5.3.3NDVI空间分布特征
5.3.4NDVI空间分布特征的变化趋势
5.4水沙条件变化
5.4.1水沙序列的动态变化特征
5.4.2水沙关系的动态变化特性
5.4.3水沙环路曲线的统计分析
5.5水沙变化的驱动因素分析
5.5.1极端降水指标的变化驱动因素
5.5.2水沙变化驱动因素的贡献率分析
5.6本章小结
第6章涪江流域水沙变化特征及驱动机制
6.1研究背景
6.2综合产输沙环境分析
6.2.1气象条件
6.2.2植被条件
6.2.3土地利用条件
6.3流域水沙要素时空分布特征
6.3.1流域水沙序列的变化趋势分析
6.3.2流域水沙序列的阶段性分析
6.3.3流域水沙序列的集中度分析
6.3.4流域水沙关系的动态变化特征
6.4水沙变化的驱动机制
6.4.1水沙变化驱动因素的贡献率分析
6.4.2基于SWAT模型的产流产沙模拟
6.4.3流域水沙对气候变化和LULC的响应
6.4.4流域水沙变化的归因分析
6.5基于GeoSOS-FLUS的流域生态系统服务价值评估及多情景模拟
6.5.1研究方法
6.5.2涪江流域1980—2018年土地利用结构动态变化
6.5.3流域1980—2018年ESV的时间变化分析
6.5.4流域1980—2018年ESV的空间变化分析
6.5.5流域生态系统服务价值模拟预测 
6.6本章小结
第7章镇江关流域水沙变化特征及驱动机制
7.1岷江镇江关以上流域自然地理概况
7.2镇江关以上流域空间数据
7.2.1数字高程模型
7.2.2土地利用方式资料
7.2.3土壤类型资料
7.2.4NDVI和植被覆盖率资料
7.3气象及下垫面资料的空间展布
7.3.1气象资料的空间展布
7.3.2下垫面数据的空间展布
7.4分布式水沙模型在镇江关流域的应用
7.4.1率定和验证的技术路线
7.4.2径流参数的率定和模型验证
7.4.3模型参数的确定
7.4.4两个模型模拟结果评价
7.5镇江关流域基于BPCC的次降雨径流响应研究
7.5.1不同时间精度下的次降雨径流过程模拟
7.5.2不同空间精度下的次降雨径流过程模拟
7.5.3不同下垫面条件下的次降雨径流过程模拟
7.6镇江关流域水沙条件变化趋势
7.6.1观测数据处理
7.6.2趋势检验方法
7.6.3水沙条件变化的趋势性研究
7.7基于BPCC的镇江关流域气候波动和覆被变化对径流的影响
7.7.1模型率定与验证
7.7.2模型敏感参数分析
7.7.3覆被变化与气候波动的流域水文效应
7.8镇江关流域泥沙侵蚀模型研究
7.8.1水土流失概况
7.8.2模型率定与验证
7.8.3镇江关流域的年径流量和年输沙量
7.8.4覆被变化与气候波动的流域产沙效应
7.9本章小结
第8章新型降水观测技术在分布式模型中的新进展
8.1雷达降雨在分布式水沙模型中的应用
8.1.1雷达测雨技术的发展
8.1.2雷达降雨估计在水文中的应用
8.1.3新一代天气雷达
8.1.4雷达降雨估计的误差来源
8.2Hydro-NEXRAD在水文模型中的应用
8.2.1数据来源
8.2.2Hydro-NEXRAD与水文模型的耦合算法
8.3BPCC结合Hydro-NEXRAD在Clear Creek流域的应用
8.3.1雷达降雨序列误差分析
8.3.2雷达降雨序列校正
8.3.3结合Hydro-NEXRAD的BPCC模型的检验
8.4遥感降水数据集在分布式模型中的应用
8.4.1数据来源
8.4.2OPPs在不同时间尺度上的评估
8.4.3OPPs在不同空间尺度上的评估
8.5不同降水产品驱动SWAT模型径流模拟的表现
8.5.1月尺度上的模拟性能
8.5.2日尺度上的模拟性能
8.5.3不同量级降水事件的降水产品比较
8.5.4降水产品差异对水文过程模拟的影响
8.6本章小结
参考文献