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第1章 绪论1

1.1研究背景1

1.2目的和意义2

1.3国内外研究进展3

1.3.1脆弱性研究进展3

1.3.2恢复力研究进展14

1.3.3目前存在的问题21

1.4研究内容和技术路线22

1.4.1主要研究内容22

1.4.2研究思路及技术路线24

第2章 变化环境下水资源系统脆弱性研究26

2.1水资源系统脆弱性的概念26

2.2水资源系统脆弱性的影响因素27

2.2.1系统本身因素28

2.2.2外界因素28

2.3水资源系统脆弱性的特点30

2.3.1静态性和动态性30

2.3.2区域性和相对性30

2.3.3随机性、突变性和极值性31

2.4变化环境下水资源系统脆弱性评价指标体系31

2.4.1评价指标体系建立的原则32

2.4.2水资源系统脆弱性评价指标体系的建立32

2.5水资源系统脆弱性评价35

2.5.1基于模糊聚类法的分区评价35

2.5.2基于综合分析法的定量评价42

2.6水资源系统脆弱性阈值43

2.6.1水资源系统脆弱性阈值的概念43

2.6.2水资源系统脆弱性阈值的特性44

2.7本章小结45

第3章 变化环境下水资源系统恢复力研究46

3.1水资源系统恢复力的概念和影响因素46

3.1.1水资源系统恢复力的概念46

3.1.2水资源系统恢复力的影响因素47

3.2水资源系统恢复力的特点48

3.2.1静态性和动态性48

3.2.2区域性48

3.2.3随机性和相对性48

3.2.4变化的非线性49

3.2.5恢复状态的不同性49

3.2.6极值性49

3.3变化环境下水资源系统恢复力评价指标体系50

3.3.1评价指标体系建立的原则50

3.3.2水资源系统恢复力评价指标体系的建立51

3.4水资源系统恢复力评价54

3.4.1基于模糊聚类法的分区评价54

3.4.2基于综合分析法的定量评价55

3.5水资源系统恢复力阈值56

3.5.1水资源系统恢复力阈值的概念56

3.5.2水资源系统恢复力阈值的影响因素56

3.5.3水资源系统恢复力阈值的特性57

3.6本章小结58

第4章 山西省水资源系统脆弱性和恢复力评价59

4.1研究区概况59

4.2山西省气候变化特征值65

4.2.1降水65

4.2.2气温69

4.2.3蒸发70

4.3径流演变规律分析72

4.3.1滑动平均法72

4.3.2 MannKendall秩次检验法76

4.4水资源系统脆弱性评价78

4.4.1评价指标的选取78

4.4.2水资源系统脆弱性评价指标体系的建立79

4.4.3水资源系统脆弱性评价的模糊聚类法79

4.4.4水资源系统脆弱性评价的综合分析法82

4.5水资源系统恢复力评价88

4.5.1评价指标的选取88

4.5.2水资源系统恢复力评价指标体系的建立89

4.5.3水资源系统恢复力评价的模糊聚类法89

4.5.4水资源系统恢复力评价的综合分析法92

4.6本章小结98

第5章 山西省气候情景预测101

5.1全球与中国的气候变化104

5.1.1全球气候变化104

5.1.2中国气候变化105

5.1.3人类活动对气候变化影响研究105

5.2气候模式模拟气候变化分析112

5.2.1气候模式112

5.2.2模拟全球气温变化114

5.2.3模拟降水变化117

5.3 GCMs输出结果的修正120

5.4山西省气候模式模拟比较122

5.4.1气温比较123

5.4.2降水比较124

5.4.3模式模拟未来气候变化129

5.5气候情景在山西省的适应性分析132

5.5.1气温132

5.5.2降水134

5.5.3蒸发135

5.6本章小结138

第6章 山西省水资源情景预测模拟140

6.1流域特征提取140

6.1.1 DEM预处理140

6.1.2流向的确定140

6.1.3水系的提取141

6.1.4流域界限的识别和子流域划分143

6.1.5子流域的长度、坡度144

6.1.6子流域的面积、河道长度144

6.2资料情况及处理145

6.2.1蒸发资料145

6.2.2降水资料145

6.2.3径流资料147

6.3产汇流模型的建立149

6.3.1水文模型149

6.3.2产汇流模型的确定150

6.3.3模型参数率定与模拟结果分析154

6.4气候情景下的水资源预测158

6.4.1选用的气候情景158

6.4.2低降水情景160

6.4.3高降水情景161

6.4.4未来水资源的时间分布162

6.4.5人类活动对地表水资源的影响163

6.4.6地下水资源170

6.5本章小结171

第7章 山西省水资源系统脆弱性和恢复力预测172

7.1评价指标预测172

7.1.1降水量预测172

7.1.2地下水更新能力预测173

7.1.3年干旱指数预测173

7.1.4水土流失率预测176

7.1.5水利工程调节能力预测177

7.1.6地下水开采率预测178

7.1.7地表水资源利用率预测179

7.1.8人均GDP预测180

7.1.9人均水资源量预测181

7.1.10人口密度预测182

7.1.11受灾率预测183

7.1.12交通信息通畅率预测184

7.2变化环境下水资源系统脆弱性预测184

7.2.1水资源系统脆弱性预测情景分析184

7.2.2水资源系统脆弱性预测186

7.3变化环境下水资源系统恢复力预测193

7.3.1水资源系统恢复力预测情景分析193

7.3.2水资源系统恢复力预测194

7.4引黄入晋对山西省水资源系统脆弱性与恢复力的影响203

7.5水资源系统脆弱性和恢复力结果分析205

7.6降低脆弱性 提高恢复力对策207

7.7本章小结210

第8章 结论与展望211

8.1主要研究结论211

8.2技术创新研究成果214

8.3研究展望214

参考文献217