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第1章 绪论1

1.1 研究背景和意义1

1.1.1 研究背景1

1.1.2 研究意义3

1.2 变化环境下区域水文水资源响应4

1.2.1 水资源4

1.2.2 区域水资源变异问题6

1.3 水资源变异问题研究进展7

1.3.1 时间尺度（年际）、空间尺度、年内分配的变异问题7

1.3.2 实测、还原和还现年径流序列的变异问题14

1.3.3 地表、地下和水资源总量的变异问题16

1.3.4 降水、蓝水和绿水总量的变异问题17

1.4 研究思路及研究内容18

1.5 主要特色22

1.6 本章小结23

参考文献23

第一篇 理论方法31

第2章 水文变异诊断系统31

2.1 水文变异的定义31

2.2 水文变异诊断系统32

2.3 初步诊断33

2.3.1 过程线法33

2.3.2 滑动平均法34

2.3.3 Hurst系数法34

2.4 详细诊断37

2.4.1 趋势详细诊断38

2.4.2 跳跃详细诊断39

2.5 综合诊断50

2.5.1 综合诊断的定义50

2.5.2 趋势综合50

2.5.3 跳跃综合50

2.6 权重计算原理51

2.6.1 向量相似度计算原理51

2.6.2 水文变异检验方法权重计算54

2.7 诊断结论输出57

2.7.1 变异形式的选择57

2.7.2 成因分析及诊断结论验证57

2.8 本章小结57

参考文献58

第3章 变化环境下非一致性水文频率计算原理及方法60

3.1 引言60

3.2 非一致性水文频率计算的假设前提61

3.3 非一致性水文频率计算的一般方法62

3.3.1 非一致性水文序列的分解计算63

3.3.2 非一致性水文序列的合成计算64

3.4 非一致性水文频率计算的具体方法65

3.4.1 基于跳跃分析的非一致性水文频率计算方法65

3.4.2 基于线性趋势的非一致性水文频率计算方法66

3.4.3 基于降雨-径流关系的非一致性水文频率计算方法66

3.4.4 基于非线性趋势的非一致性水文频率计算方法67

3.4.5 基于小波分析的非一致性水文频率计算方法67

3.4.6 基于希尔伯特-黄变换的非一致性水文频率计算方法68

3.5 本章小结69

参考文献70

第二篇 变异问题75

第4章 研究区域概况75

4.1 三级区永定河册田水库以上75

4.2 三级区开孔河79

4.3 三级区漳卫河平原82

4.4 三级区渭河宝鸡峡以上86

4.5 花园口水文站88

4.6 本章小结89

参考文献89

第5章 时间尺度变异问题90

5.1 时间尺度变异问题分析方法91

5.2 年尺度径流序列变异诊断92

5.3 丰枯尺度径流序列变异诊断94

5.4 季尺度径流序列变异诊断96

5.5 月尺度径流序列变异诊断98

5.6 时间尺度径流序列变异关系102

5.7 本章小结104

参考文献106

第6章 空间尺度变异问题107

6.1 空间尺度变异问题分析方法107

6.2 三级区年降水、年径流序列变异诊断108

6.3 四级区年降水、年径流序列变异诊断111

6.4 空间尺度年降水、年径流序列变异关系117

6.5 本章小结118

参考文献119

第7章 年内分配变异问题120

7.1 径流年内分配指标选取120

7.1.1 集中度和集中期121

7.1.2 不均匀性121

7.1.3 基尼系数121

7.2 年内分配变异问题分析方法122

7.3 径流年内分配指标变异分析123

7.4 本章小结129

参考文献130

第8章 水资源变异归因分析131

8.1 基于降雨-径流关系的水资源变异归因分析方法131

8.2 研究区域水资源变异归因分析134

8.2.1 基准期确定及时段划分134

8.2.2 降雨-径流关系曲线拟合136

8.2.3 归因分析137

8.3 本章小结141

参考文献142

第9章 水资源评价方法及其选择问题143

9.1 基于线性趋势的年径流频率计算144

9.1.1 确定性趋势成分的拟合144

9.1.2 随机性成分的提取145

9.1.3 随机性成分的频率计算145

9.1.4 非一致性年径流序列的合成计算147

9.1.5 不同时期的年径流频率变化规律分析149

9.2 基于非线性趋势的年径流频率计算151

9.2.1 确定性趋势成分的拟合151

9.2.2 随机性成分的提取152

9.2.3 随机性成分的频率计算152

9.2.4 非一致性年径流序列的合成计算154

9.2.5 不同时期的年径流频率变化规律分析154

9.3 基于小波分析的年径流频率计算158

9.3.1 年径流序列的小波分解158

9.3.2 确定性成分的拟合计算159

9.3.3 随机性成分的提取159

9.3.4 随机性成分的频率计算160

9.3.5 非一致性年径流序列的合成计算161

9.3.6 不同时期的年径流频率变化规律分析164

9.4 基于希尔伯特-黄变换的年径流频率计算166

9.4.1 年径流序列的EMD分解166

9.4.2 确定性成分拟合167

9.4.3 随机性成分的提取168

9.4.4 随机性成分的频率计算168

9.4.5 非一致性年径流序列的合成计算168

9.4.6 不同时期的年径流频率变化规律分析172

9.5 基于跳跃分析的年径流频率计算174

9.5.1 确定性跳跃成分的拟合174

9.5.2 随机性成分的提取174

9.5.3 随机性成分的频率计算175

9.5.4 非一致性水文序列的合成计算176

9.5.5 不同时期的年径流频率变化规律分析177

9.6 基于降雨-径流关系的年径流频率计算179

9.6.1 降雨-径流关系拟合179

9.6.2 确定性成分拟合180

9.6.3 随机性成分的提取181

9.6.4 随机性成分的频率计算181

9.6.5 非一致性年径流序列合成计算183

9.6.6 不同时期的年径流频率变化规律分析183

9.7 非一致性水文频率计算方法应用结果比较187

9.7.1 方法择优度的计算187

9.7.2 频率计算结果比较190

9.7.3 应用结果比较结论192

9.8 评价方法的选择及适用条件192

9.9 本章小结194

参考文献195

第10章 区域水资源评价问题196

10.1 四级区大同水资源评价197

10.1.1 确定性成分拟合及随机性成分提取197

10.1.2 方法择优度计算207

10.1.3 随机性成分的频率计算209

10.1.4 非一致性年径流序列的合成计算210

10.1.5 不同时期的年径流频率变化规律分析211

10.2 四级区朔州水资源评价213

10.2.1 确定性成分拟合及随机性成分提取213

10.2.2 方法择优度计算223

10.2.3 随机性成分的频率计算225

10.2.4 非一致性年径流序列的合成计算227

10.2.5 不同时期的年径流频率变化规律分析230

10.3 四级区乌兰察布盟水资源评价232

10.3.1 确定性成分拟合及随机性成分提取232

10.3.2 方法择优度计算242

10.3.3 随机性成分的频率计算244

10.3.4 非一致性年径流序列的合成计算245

10.3.5 不同时期的年径流频率变化规律分析247

10.4 四级区忻州水资源评价248

10.5 研究区域及隶属四级区水资源评价结果比较250

10.6 本章小结255

参考文献257

第11章 实测、还原、还现年径流变异问题258

11.1 实测、还原、还现年径流变异诊断及分析259

11.1.1 变异诊断259

11.1.2 变异分析264

11.2 还原年径流序列的非一致性频率计算266

11.2.1 确定性成分拟合及随机性成分提取266

11.2.2 方法择优度计算268

11.2.3 不同时期的频率计算270

11.2.4 直接影响成分计算273

11.3 还现年径流序列的非一致性频率计算274

11.3.1 确定性成分拟合及随机性成分提取275

11.3.2 方法择优度计算276

11.3.3 不同时期的频率计算279

11.3.4 间接影响成分计算282

11.4 还原、还现年径流序列的比选283

11.4.1 结果对比283

11.4.2 方案比选287

11.5 本章小结288

参考文献288

第12章 地表、地下水资源和水资源总量变异问题290

12.1 三级区永定河册田水库以上地下水资源评价290

12.1.1 四级区地下水资源序列变异诊断291

12.1.2 四级区大同地下水资源评价292

12.1.3 四级区朔州地下水资源评价293

12.1.4 四级区忻州地下水资源资源评价300

12.1.5 四级区乌兰察布盟地下水资源资源评价307

12.1.6 三级区地下水资源评价结果308

12.2 三级区永定河册田水库以上水资源总量评价314

12.2.1 水资源总量评价的计算值315

12.2.2 水资源总量评价的加权值345

12.2.3 水资源总量评价结果比较365

12.3 三级区永定河册田水库以上水资源演变情势369

12.3.1 三级区水资源量序列变异结果汇总369

12.3.2 三级区水资源量评价结果汇总371

12.4 本章小结373

参考文献375

第13章 降水、蓝水、绿水资源变异问题376

13.1 蓝水、绿水计算方法及研究区域选择376

13.1.1 蓝水、绿水计算方法376

13.1.2 研究区域选择377

13.2 三级区漳卫河平原区降水、蓝水、绿水变异诊断377

13.2.1 变异诊断377

13.2.2 变异分析382

13.3 三级区开孔河区降水、蓝水、绿水变异诊断384

13.3.1 变异诊断384

13.3.2 变异分析389

13.4 三级区渭河宝鸡峡以上降水、蓝水、绿水变异诊断390

13.4.1 变异诊断390

13.4.2 变异分析391

13.5 本章小结393

参考文献394

第14章 水资源变异综合评价问题395

14.1 综合评价模型396

14.1.1 综合评价指标体系396

14.1.2 综合评价方法397

14.2 综合评价结果398

14.2.1 时间尺度上的综合评价398

14.2.2 空间尺度上的综合评价400

14.2.3 三级区时空尺度综合评价402

14.3 本章小结403

参考文献403

第15章 水资源评价的不确定性问题405

15.1 水文水资源的不确定性分析405

15.1.1 随机分析方法405

15.1.2 模糊分析方法406

15.1.3 灰色系统分析方法407

15.1.4 集对分析方法407

15.2 水文变异诊断系统的不确定性分析408

15.2.1 水资源序列的不确定性408

15.2.2 变异诊断方法的不确定性409

15.2.3 人为因素导致的不确定性410

15.3 非一致性水文频率计算的不确定性分析410

15.3.1 非一致性水文频率计算过程的不确定性411

15.3.2 人为因素导致的不确定性412

15.4 本章小结412

参考文献413

结论与展望417

第16章 结论与展望417

16.1 研究成果和主要结论417

16.1.1 时间尺度变异问题研究结论417

16.1.2 空间尺度变异问题研究结论418

16.1.3 年内分配变异问题研究结论418

16.1.4 变异归因分析问题研究结论418

16.1.5 水资源评价方法选择问题研究结论419

16.1.6 研究区域水资源评价问题研究结论419

16.1.7 实测、还原、还现年径流变异问题研究结论421

16.1.8 地表、地下水资源和水资源总量变异问题研究结论421

16.1.9 降水、蓝水、绿水资源变异问题研究结论422

16.1.10 水资源综合评价问题研究结论423

16.1.11 水资源评价不确定性问题研究结论424

16.2 存在的不足424

16.3 展望425