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第1章 绪论1

1.1 研究目的与意义1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 绿水水文过程研究进展2

1.2.2 绿水资源量及分布研究进展5

1.2.3 气候变化对水文过程的影响6

1.2.4 土地利用变化对水文过程的影响8

1.3 流域绿水研究的关键科学问题9

1.4 南小河沟流域已开展的研究工作12

参考文献12

第2章 研究区概况及研究方法16

2.1 研究区概况16

2.1.1 地理位置16

2.1.2 地形地貌18

2.1.3 气候特征18

2.1.4 地质土壤18

2.1.5 植被类型19

2.2 资料收集与处理20

2.2.1 水文资料20

2.2.2 气象资料22

2.3 研究方法22

2.3.1 绿水资源量的计算方法22

2.3.2 绿水对土地利用与气候变化响应的研究方法26

2.3.3 绿水变化规律的研究方法27

参考文献29

第3章 绿水的水文过程分析30

3.1 流域降雨特性分析30

3.1.1 降雨年内变化分析30

3.1.2 降雨量年际变化规律32

3.1.3 年降雨量变化趋势及突变分析33

3.1.4 降雨年型划分34

3.2 流域入渗特征分析35

3.2.1 经验模型模拟及参数率定35

3.2.2 BP神经网络模型模拟41

3.3 参考作物蒸散变化趋势分析及过程模拟47

3.3.1 参考作物蒸散量变化趋势分析48

3.3.2 影响参考作物蒸散量的因素分析51

3.3.3 参考作物蒸散过程模拟及模型修正52

3.4 本章小结56

参考文献57

第4章 绿水资源量的分析与计算58

4.1 试验设计58

4.1.1 样地选取58

4.1.2 降雨量及气象要素的测定59

4.1.3 植被截留量的测定60

4.1.4 土壤蒸发量的测定60

4.1.5 土壤含水率的测定60

4.1.6 土壤容重的测定60

4.1.7 土壤水分常数的测定61

4.1.8 植被长势参数的测定62

4.2 植被截留特征分析与计算63

4.2.1 植被截留特征分析63

4.2.2 植被截留量拟合计算64

4.3 土壤蒸发特征分析与计算68

4.3.1 土壤蒸发特征分析68

4.3.2 土壤蒸发对表层土壤水分的影响72

4.3.3 不同植被覆盖土壤蒸发强度对比76

4.4 土壤蒸发的拟合计算77

4.4.1 土壤表层含水率与土壤蒸发强度相关性分析78

4.4.2 土壤蒸发拟合计算81

4.5 绿水总量的分析与计算83

4.5.1 绿水总量计算83

4.5.2 绿水消耗量计算85

4.6 绿水资源量与植被生长关系分析92

4.7 本章小结94

参考文献95

第5章 绿水水分运动数值模拟97

5.1 土壤水分运动基本方程97

5.1.1 土壤水分运移方程的离散化98

5.1.2 初始条件和边界条件100

5.1.3 时间步长100

5.1.4 模型参数及其确定101

5.1.5 根系吸水项105

5.2 模型的应用107

5.2.1 土壤特性参数的选择107

5.2.2 不同土地利用下土壤水资源量的模拟108

5.2.3 典型林地土壤含水率的模拟113

5.3 本章小结118

参考文献119

第6章 南小河沟流域绿水的变化规律研究120

6.1 绿水资源量计算120

6.1.1 水量平衡法120

6.1.2 微气象学法123

6.1.3 模型的对比与选取126

6.2 绿水随时间的变化规律127

6.2.1 绿水的年际变化127

6.2.2 绿水的年内变化128

6.3 绿水的变化趋势分析128

6.4 绿水系数变化及其生态环境意义130

6.4.1 绿水系数的时间变化趋势130

6.4.2 绿水系数与其影响因素的关系131

6.4.3 绿水系数与流域侵蚀产沙的关系131

6.4.4 绿水系数的增大在农业生产上的意义133

6.4.5 绿水系数对生态环境的指示意义133

6.4.6 关于绿水系数应用意义的讨论135

6.5 本章小结135

参考文献136

第7章 绿水对土地利用变化的响应137

7.1 土地利用变化137

7.1.1 土地利用概况139

7.1.2 土地利用面积的变化140

7.1.3 土地利用类型的变化速率141

7.1.4 土地利用变化对水文过程的影响142

7.2 不同土地利用及地貌类型的绿水变化分析144

7.2.1 土地利用方式144

7.2.2 地貌类型145

7.2.3 土壤储水量的季节变化147

7.3 土壤储水量的垂直变化149

7.3.1 不同植被类型土壤储水量的垂直变化149

7.3.2 不同树龄植被土壤储水量的垂直变化151

7.3.3 不同地貌土壤储水量的垂直变化153

7.3.4 土壤水分有效性分析154

7.4 不同土地利用情景下的绿水评估156

7.4.1 不同土地利用情景的构建156

7.4.2 不同土地利用情景下绿水模拟156

7.5 不同土地利用类型对绿水变化的贡献157

7.5.1 地形对土壤水分的影响160

7.5.2 整地方式对土壤水分的影响166

7.5.3 集水面的化学处理对土壤水分的影响167

7.5.4 不同土地利用的土壤水分效应分析170

7.6 本章小结173

参考文献174

第8章 绿水对气候变化的响应175

8.1 黄土高原沟壑区气候变化分析175

8.1.1 研究方法176

8.1.2 降雨周期分析178

8.1.3 温度变化规律181

8.2 绿水与气候变化的关系183

8.2.1 绿水与降雨的关系183

8.2.2 绿水与气温的关系191

8.2.3 降雨、气温和绿水的关系192

8.3 本章小结192

参考文献193

第9章 土地利用和气候变化对绿水影响的定量评价194

9.1 土地利用和气候变化对水文的综合影响及区分195

9.2 土地利用和气候变化对绿水影响的研究方法197

9.2.1 情景分析法197

9.2.2 分离评判法198

9.3 土地利用和气候变化对绿水变化的贡献199

9.4 本章小结200

参考文献200

第10章 流域绿水的未来变化预测202

10.1 基于马尔可夫链的绿水预测202

10.1.1 马尔可夫链法的基本原理202

10.1.2 马尔可夫链的应用204

10.2 基于不同土地利用情景的绿水预测205

10.3 基于不同气候情景的绿水预测207

10.3.1 多元回归法207

10.3.2 BP神经网络方法208

10.3.3 多元回归法和BP神经网络方法预测结果的比较211

10.3.4 未来气候变化条件下的绿水预测211

10.4 本章小结213

参考文献213