本書(shū)以中國(guó)西北內(nèi)陸河地區(qū)的水文學(xué)研究為主線，以內(nèi)陸河流域水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用與管理為目標(biāo)，總結(jié)水文循環(huán)基礎(chǔ)研究、水資源評(píng)價(jià)及其開(kāi)發(fā)利用的成敗經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，提出我國(guó)西北內(nèi)陸河流域的水資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用與管理基本宏觀思路，為我國(guó)西北地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展提供參考。
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目錄
前言
第一章 流域水文水資源系統(tǒng) 1
第一節(jié) 流域地表水與地下水系統(tǒng) 1
一、地表水系統(tǒng) 1
二、地下水系統(tǒng) 2
三、人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用水資源的事實(shí) 3
第二節(jié) 流域水資源形成與轉(zhuǎn)化 3
一、水資源形成過(guò)程 3
二、水資源消耗過(guò)程 4
三、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水資源的影響 5
第三節(jié) 水資源相互轉(zhuǎn)化 6
一、降水資源轉(zhuǎn)化 6
二、平原地表水與地下水轉(zhuǎn)化 7
三、流域下游盆地水資源消耗 9
第四節(jié) 流域水資源特征 10
一、水資源的整體性 10
二、水資源的系統(tǒng)性 11
三、水資源相互轉(zhuǎn)化 11
第二章 流域水資源形成與分布 12
第一節(jié) 區(qū)域范圍與特點(diǎn) 12
一、地理范圍 12
二、自然地理特點(diǎn) 12
三、經(jīng)濟(jì)社會(huì)特點(diǎn) 17
第二節(jié) 流域水的形成與分布規(guī)律 18
一、大氣降水資源 18
二、冰川融水資源 20
三、河流水源 21
四、地下水資源 30
五、湖泊水資源 37
六、水資源總量及其區(qū)域分布 40
第三節(jié) 水資源開(kāi)發(fā)利用中的問(wèn)題 42
一、資源性的水資源短缺 42
二、水資源分布不均 43
三、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)用水配置不協(xié)調(diào) 44
四、水資源利用缺乏系統(tǒng)性 44
五、水資源開(kāi)發(fā)利用與調(diào)配方式滯后 45
六、山區(qū)水土流失嚴(yán)重 45
七、水資源利用效率低 46
八、水資源管理滯后 46
第四節(jié) 流域水資源二元?jiǎng)討B(tài)演化模式 47
一、自然狀態(tài)下流域水循環(huán)的特征 47
二、自然與人類(lèi)雙重作用下流域水資源演化的二元結(jié)構(gòu) 47
第三章 內(nèi)陸水循環(huán)與水文平衡 50
第一節(jié) 水循環(huán)的水文學(xué)基礎(chǔ) 50
第二節(jié) 我國(guó)西北的內(nèi)陸水循環(huán) 52
一、內(nèi)陸水循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程 52
二、內(nèi)陸水循環(huán)的主要環(huán)節(jié) 54
三、內(nèi)陸水循環(huán)的基本規(guī)律 57
第三節(jié) 內(nèi)陸河流域山區(qū)到平原的水循環(huán)分析 66
一、上游山區(qū)水量消耗 66
二、山前平原的地表水與地下水轉(zhuǎn)化 67
三、內(nèi)陸盆地地下水對(duì)生態(tài)環(huán)境的作用 67
第四節(jié) 內(nèi)陸河地區(qū)水文平衡 67
一、水熱（能量）平衡 68
二、水鹽平衡 72
三、水沙平衡 75
第五節(jié) 水文混合 80
一、分子混合 81
二、紊動(dòng)混合 82
三、對(duì)流混合 83
第六節(jié) 內(nèi)陸水循環(huán)認(rèn)識(shí) 83
一、增加對(duì)內(nèi)陸水循環(huán)整體性認(rèn)識(shí) 83
二、山前平原局地水汽循環(huán)對(duì)降水的影響 83
三、陸地水循環(huán)鏈條中水資源開(kāi)發(fā)利用的整體協(xié)調(diào) 84
四、內(nèi)陸河流域的水資源良性循環(huán) 85
第四章 內(nèi)陸河流域降水 86
第一節(jié) 西北內(nèi)陸區(qū)降水資源及其分布 86
一、西北內(nèi)陸區(qū)多年平均年降水量空間分布 87
二、西北內(nèi)陸河區(qū)降水資源評(píng)價(jià) 87
三、西北內(nèi)陸河區(qū)降水資源的地域分布 89
四、1956～2005年西北內(nèi)陸區(qū)月、年降水序列變化趨勢(shì) 95
第二節(jié) 河西內(nèi)陸河流域降水資源 99
一、河西內(nèi)陸河降水資源和廣義水資源的估算 99
二、河西內(nèi)陸河流域降水的年代際變化 100
三、河西內(nèi)陸河流域降水的年際變化 101
四、河西內(nèi)陸河流域降水的年際變化空間分布 101
五、河西內(nèi)陸河流域降水時(shí)間分布均勻度變化 103
第三節(jié) 新疆內(nèi)陸河流域降水資源 103
一、降水資源形成的地形條件 103
二、新疆內(nèi)陸河流域年降水量及其時(shí)空分布 107
三、新疆內(nèi)陸河流域降水的年內(nèi)分配 108
四、新疆內(nèi)陸河流域降水相對(duì)系數(shù)分析 109
五、新疆內(nèi)陸河流域降水的年際變化 109
六、降雪與暴雨 111
七、降水資源的作用及其開(kāi)發(fā)利用 111
第五章 冰雪消融與融水徑流及其變化 114
第一節(jié) 河西內(nèi)陸河流域冰川資源分布 114
第二節(jié) 祁連山中段（黑河上游）冰川分布特征 114
一、總體分布特征 114
二、黑河和北大河冰川變化 115
三、葫蘆溝流域冰川變化 116
第三節(jié) 祁連山中段（黑河上游）冰川時(shí)間尺度變化 116
一、祁連山中段冰川時(shí)間尺度變化 116
二、祁連山中段各支流冰川數(shù)量變化差異 118
三、祁連山中段各流域冰川面積變化差異 119
第四節(jié) 祁連山東西段冰川變化 120
一、祁連山西段冰川總面積變化 120
二、祁連山西段不同規(guī)模冰川面積變化 121
三、祁連山東段冰川面積變化 122
第五節(jié) 新疆冰川資源及其分布現(xiàn)狀 122
第六節(jié) 小冰期百年時(shí)間尺度的冰川變化 124
第七節(jié) 近幾十年來(lái)典型流域冰川變化 125
一、烏魯木齊河源一號(hào)冰川變化 125
二、烏魯木齊河流域 126
三、艾比湖水系的天山四棵樹(shù)河流域 127
四、伊犁河的喀什河流域 127
五、和田河-玉龍喀什河流域 127
六、阿克蘇河水系的臺(tái)蘭河流域 128
七、喀喇昆侖山、慕士塔格-公格爾山典型冰川變化監(jiān)測(cè)結(jié)果 128
八、天山開(kāi)都河流域 129
第八節(jié) 冰川消融及冰川徑流 130
一、冰川退縮對(duì)冰川水資源的意義 130
二、中國(guó)冰川融水徑流的變化狀況 131
三、代表性河流冰川融水徑流變化監(jiān)測(cè) 132
第九節(jié) 冰川水資源對(duì)氣候變化的響應(yīng) 134
第十節(jié) 適應(yīng)氣候變化的冰川水資源保護(hù)對(duì)策 137
第十一節(jié) 新疆積雪水資源變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng) 138
第六章 出山徑流形成與模擬 143
第一節(jié) 內(nèi)陸河出山徑流研究進(jìn)展 143
一、系統(tǒng)理論模型的應(yīng)用 144
二、概念性模型的應(yīng)用 144
三、分布式模型的應(yīng)用 144
四、現(xiàn)有徑流模型的特點(diǎn) 145
第二節(jié) 高山冰川徑流的變化過(guò)程 146
一、高山冰川融水徑流與氣候 146
二、西北地區(qū)冰川徑流變化 146
第三節(jié) 黑河干流出山地表徑流的形成機(jī)理 147
一、氣候特征 147
二、流域徑流特征與時(shí)空變化 148
三、流域水資源狀況 149
四、黑河干流山區(qū)概況 149
第四節(jié) 黑河干流出山月徑流SWAT模型分析與設(shè)計(jì) 151
一、模型原理 151
二、模型輸入數(shù)據(jù) 161
第五節(jié) 黑河干流出山月徑流過(guò)程模擬與水文分析 165
一、水文過(guò)程模擬與結(jié)果評(píng)價(jià) 165
二、水文分析 180
第六節(jié) 氣候變化對(duì)出山徑流的意義 192
一、氣候變化對(duì)冰川徑流的影響 192
二、氣候變化對(duì)徑流的影響 193
三、冰川融水量對(duì)徑流的影響 195
四、氣溫升高對(duì)冰川變化及融水徑流的影響 195
五、氣候變化對(duì)山區(qū)徑流的影響 197
第七章 地下水補(bǔ)給與水資源轉(zhuǎn)化 198
第一節(jié) 西北內(nèi)陸區(qū)地下水資源特征 198
一、獨(dú)特的自然環(huán)境 198
二、地下水資源的形成和分布特征 198
三、地下水資源賦存特征 202
四、地下水資源主要變化特征 205
第二節(jié) 西北內(nèi)陸區(qū)地下水資源補(bǔ)給、徑流與排泄 206
一、地下水資源補(bǔ)給分析計(jì)算 207
二、山區(qū)地下水資源 209
三、平原地區(qū)地下水資源補(bǔ)給與消耗 209
四、地下水資源量的分析計(jì)算方法 211
第三節(jié) 流域地表水與地下水資源的轉(zhuǎn)化 213
一、洪積扇群地表水與地下水轉(zhuǎn)化 214
二、洪積扇緣細(xì)土平原帶地下水與地表水轉(zhuǎn)化 214
三、地表水與地下水的轉(zhuǎn)化次數(shù) 215
第四節(jié) 平原水資源的計(jì)算及其轉(zhuǎn)化 216
一、平原總水資源的計(jì)算方法 216
二、平原地表水與地下水相互轉(zhuǎn)化 219
第五節(jié) 干旱內(nèi)陸河流域地下水開(kāi)發(fā)利用 221
一、地下水農(nóng)業(yè)灌溉 222
二、城市工業(yè)的地下水供給 223
三、人畜生活飲用供水 224
第六節(jié) 地下水開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題 224
一、下游地下水資源的虧缺 224
二、地下水開(kāi)采水位持續(xù)下降與降落漏斗 226
三、土壤鹽堿化問(wèn)題 227
四、灌區(qū)次生鹽漬化 228
五、地下水資源過(guò)度開(kāi)采與采補(bǔ)不平衡 230
第七節(jié) 地下水可持續(xù)開(kāi)采利用的原則 231
一、盆地地下水開(kāi)采的采補(bǔ)平衡原則 231
二、維持生態(tài)穩(wěn)定的地下水水位安全原則 232
三、保護(hù)地下水含水層避免退化原則 234
四、污水經(jīng)處理后回補(bǔ)原則 235
五、地下水資源合理開(kāi)采與管理定量評(píng)價(jià)原則 237
第八章 干旱區(qū)洪水與枯水徑流 239
第一節(jié) 干旱內(nèi)陸河地區(qū)洪水的主要特征 239
第二節(jié) 河西內(nèi)陸河流域的旱澇特征 240
一、河西內(nèi)陸河流域氣溫變化 240
二、河西內(nèi)陸河流域暴雨特性 241
三、河西內(nèi)陸河流域的洪水特性 241
第三節(jié) 塔里木盆地洪水災(zāi)害的時(shí)間分布特征分析 242
第四節(jié) 塔里木盆地氣象災(zāi)害的空間分布特征分析 243
一、災(zāi)害的空間格局及其特征分析 243
二、災(zāi)害空間格局特征的成因分析 243
第五節(jié) 新疆內(nèi)陸河地區(qū)暴雨的特點(diǎn)和分布 244
一、新疆內(nèi)陸河地區(qū)暴雨的主要特點(diǎn) 244
二、新疆內(nèi)陸河地區(qū)暴雨的分布 245
第六節(jié) 枯水徑流 249
一、地帶性因素 250
二、非地帶性因素 251
三、人類(lèi)活動(dòng)的影響 253
第七節(jié) 枯水徑流分析方法 254
一、資料的審查分析 254
二、長(zhǎng)期實(shí)測(cè)資料的枯水徑流的分析方法 255
三、流量歷時(shí)曲線 258
四、退水曲線 259
五、枯水流量頻率曲線分析 260
六、數(shù)學(xué)模型分析 263
第八節(jié) 河道徑流斷流的分析 263
一、河道徑流斷流的時(shí)間 264
二、河流出現(xiàn)斷流的分布 264
三、斷流與集水面積間的關(guān)系 265
第九章 流域蒸發(fā)量與生態(tài)需水量估算 266
第一節(jié) 內(nèi)陸河流域蒸散發(fā) 266
第二節(jié) 內(nèi)陸河流域水面蒸發(fā)量估算 267
一、折算系數(shù)法 268
二、經(jīng)驗(yàn)公式法 269
第三節(jié) 西北干旱區(qū)陸面蒸散量的估算 275
一、水量平衡法 277
二、折算系數(shù)法 278
第四節(jié) 內(nèi)陸河流域生態(tài)需水量估算 278
一、生態(tài)需水的若干研究進(jìn)展 278
二、生態(tài)需水量計(jì)算方法 283
第五節(jié) 干旱內(nèi)陸河流域生態(tài)需水量估算 289
一、水量平衡法 289
二、潛水蒸發(fā)法 300
三、生態(tài)學(xué)方法 301
第六節(jié) 黑河下游地區(qū)生態(tài)需水量 306
一、不同時(shí)期天然植被面積變化 306
二、典型植被耗水定額估算 307
三、典型植被生態(tài)需水量估算 308
第七節(jié) 基于RS技術(shù)的植被生態(tài)需水量估算 309
一、黑河中游地區(qū)生態(tài)需水量估算 309
二、黑河下游地區(qū)生態(tài)需水量估算 311
三、不同計(jì)算方法的對(duì)比分析 311
第十章 流域水體化學(xué) 313
第一節(jié) 內(nèi)陸河流域水體化學(xué)研究的主要內(nèi)容與基礎(chǔ) 314
第二節(jié) 內(nèi)陸河流域水體化學(xué)特征 315
一、降水的化學(xué)特征 315
二、地表水體化學(xué)分異規(guī)律 316
三、地下水水體化學(xué)特征 317
四、天然水中的微量元素 319
五、水化學(xué)變化 320
第三節(jié) 水化學(xué)組成相關(guān)分析 322
一、礦化度與水化學(xué)成分之間的關(guān)系 322
二、水化學(xué)成分之間的關(guān)系 324
第四節(jié) 水化學(xué)的形成作用 325
一、離子來(lái)源 325
二、化學(xué)成分的形成作用 326
三、人類(lèi)活動(dòng)對(duì)流域水體的影響 329
第十一章 流域尺度的生態(tài)水文 334
第一節(jié) 流域生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn) 334
一、山地亞系統(tǒng) 335
二、綠洲亞系統(tǒng) 335
三、荒漠亞系統(tǒng) 336
第二節(jié) 山地生態(tài)系統(tǒng)的徑流形成 337
一、山地森林生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)調(diào)蓄水源 338
二、山地草原生態(tài)系統(tǒng)水土保持 338
三、高山冰川積雪與草甸植被生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生冰雪融水徑流 339
第三節(jié) 平原生態(tài)系統(tǒng)的徑流利用耗散 343
一、人工綠洲生態(tài)系統(tǒng) 344
二、城鎮(zhèn)綠洲生態(tài)系統(tǒng) 348
三、天然綠洲生態(tài)系統(tǒng) 350
四、平原濕地生態(tài)系統(tǒng) 353
五、荒漠生態(tài)系統(tǒng) 355
第四節(jié) 內(nèi)陸河流域生態(tài)系統(tǒng)用水與水資源評(píng)價(jià) 360
一、綠洲生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)需水劃分 361
二、綠洲生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)需水計(jì)算 362
三、內(nèi)陸河流域綠洲生態(tài)需水量初步估算 363
第五節(jié) 面向生態(tài)系統(tǒng)的水資源評(píng)價(jià) 363
第六節(jié) 基于生態(tài)需水量的理論與問(wèn)題 366
一、生態(tài)需水量的概念與組成 366
二、干旱區(qū)生態(tài)需水的分類(lèi)與界定問(wèn)題 367
三、生態(tài)需水量的評(píng)價(jià)方法 369
第七節(jié) 流域生態(tài)水文研究展望 371
一、生態(tài)水文過(guò)程領(lǐng)域 371
二、生態(tài)水資源領(lǐng)域 372
第十二章 水資源開(kāi)發(fā)利用引起的重大生態(tài)和環(huán)境問(wèn)題 374
第一節(jié) 流域中下游的生態(tài)系統(tǒng)水平衡失調(diào) 375
一、塔里木中下游徑流量減少 375
二、黑河下游水資源量減少 375
第二節(jié) 下游綠洲灌區(qū)次生鹽堿化 376
一、水環(huán)境演變 376
二、土壤鹽堿化 381
第三節(jié) 上游山區(qū)植被退化與水土流失 382
一、氣溫升高，極端氣候事件增多，氣象災(zāi)害增加 382
二、冰川退縮，雪線上升 383
三、河川徑流有增有減，水土流失現(xiàn)象增大 383
四、草場(chǎng)嚴(yán)重退化，生產(chǎn)力和生態(tài)服務(wù)功能下降 384
五、森林資源總量不足，水源涵養(yǎng)功能下降 385
六、山前平原區(qū)泉水枯竭河水?dāng)嗔?385
七、土地荒漠化擴(kuò)展 386
第四節(jié) 河流水質(zhì)惡化與水污染嚴(yán)重 387
一、塔里木河干流水環(huán)境惡化 387
二、黑河干流水環(huán)境惡化 388
三、河西內(nèi)陸河流域水污染問(wèn)題 388
第五節(jié) 平原植被退化土地沙漠化 390
一、平原植被嚴(yán)重退化威脅綠洲 390
二、中下游土地沙漠化不斷加劇影響區(qū)域環(huán)境穩(wěn)定 391
第六節(jié) 土壤性質(zhì)變化 393
一、塔里木河流域土壤理化性質(zhì)變化 393
二、黑河下游土壤養(yǎng)分變化 394
三、土壤有機(jī)碳含量變化 394
第七節(jié) 用水緊張程度分類(lèi) 395
第八節(jié) 可持續(xù)利用預(yù)警綜合評(píng)價(jià) 396
一、基于主成分分析的評(píng)價(jià)方法 397
二、水資源可持續(xù)利用預(yù)警綜合評(píng)價(jià) 397
第十三章 流域水資源承載力 401
第一節(jié) 水資源承載力研究狀況 401
一、水資源承載力的概念與發(fā)展 401
二、水資源承載力的研究方法 402
第二節(jié) 水資源承載力分析方法——?jiǎng)討B(tài)模擬遞推算法 405
一、水資源承載力分析系統(tǒng)及分析步驟 406
二、流域水資源量承載力分析 407
三、水環(huán)境容量承載力分析 413
四、未來(lái)水環(huán)境污染預(yù)測(cè) 415
五、水環(huán)境容量計(jì)算與承載力分析 417
第三節(jié) 水資源承載力研究存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)展望 418
一、存在問(wèn)題 418
二、發(fā)展趨勢(shì)展望 418
第十四章 流域尺度的水資源合理利用與評(píng)價(jià) 420
第一節(jié) 流域水資源開(kāi)發(fā)原則 422
第二節(jié) 內(nèi)陸河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 422
一、塔里木河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 423
二、河西內(nèi)陸河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 423
第三節(jié) 水利工程建設(shè)概況 424
一、塔里木河流域水利工程建設(shè)情況 425
二、河西內(nèi)陸河流域水利工程建設(shè)情況 425
第四節(jié) 水資源利用狀況 425
一、石羊河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 426
二、黑河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 428
三、塔里木河流域水資源開(kāi)發(fā)利用 432
第五節(jié) 可利用水量與生態(tài)需水量 435
一、水資源可利用量 435
二、河道內(nèi)生態(tài)需水量 436
第六節(jié) 水資源開(kāi)發(fā)利用綜合評(píng)價(jià) 438
第十五章 流域水資源可持續(xù)管理及對(duì)策 440
第一節(jié) 可持續(xù)水資源利用與管理的概念 440
一、可持續(xù)發(fā)展的意義及實(shí)質(zhì) 441
二、可持續(xù)發(fā)展的定義與解釋 441
第二節(jié) 可持續(xù)水資源利用與管理提出的背景 442
一、水利發(fā)展的歷史進(jìn)程 442
二、流域水量-水質(zhì)-生態(tài)耦合系統(tǒng)模型建立 443
第三節(jié) 流域水管理的生態(tài)水文模型 444
一、流域生態(tài)水文模型研究狀況 445
二、流域生態(tài)水文模型的應(yīng)用 449
三、應(yīng)用流域生態(tài)水文模型時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 450
四、模型參數(shù)估計(jì)與數(shù)據(jù)同化 452
第四節(jié) 可持續(xù)水資源管理優(yōu)化模型及其求解方法 453
一、模型的一般表達(dá)式 453
二、模型的求解方法 455
三、優(yōu)化模型求解步驟 456
第五節(jié) 西北內(nèi)陸河區(qū)的水資源開(kāi)源前景 456
一、冰雪水、雨水和地表徑流水資源 456
二、跨流域調(diào)水 458
三、地下水的開(kāi)采潛力 460
四、可轉(zhuǎn)化的水資源 460
五、可被開(kāi)發(fā)利用的水資源 462
第六節(jié) 應(yīng)對(duì)西北干旱區(qū)資源型缺水問(wèn)題的對(duì)策 471
一、未來(lái)種植業(yè)結(jié)構(gòu) 471
二、流域水資源管理制度 471
三、保護(hù)涵養(yǎng)水源 472
四、建設(shè)節(jié) 水型社會(huì) 472
五、建設(shè)綠洲農(nóng)牧業(yè)高效村社 472
六、冰川科學(xué)研究 473
七、跨流域調(diào)水的水費(fèi)籌集機(jī)制 473
八、建立水資源市場(chǎng)機(jī)制 474
九、氣候變化適應(yīng)對(duì)策 474
十、流域水資源安全保障體系 475
第七節(jié) 建立節(jié) 水型生態(tài)特區(qū) 475
第八節(jié) 建立生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 477
參考文獻(xiàn) 478
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