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第1章 水资源开发与流域环境问题1

1.1 水资源开发与流域环境1

1.2 流域开发与流域复合生态系统3

1.2.1 流域复合生态系统内涵3

1.2.2 流域环境保护与可持续发展4

1.3 流域开发引发的主要环境问题5

1.3.1 水环境污染模拟与评价5

1.3.2 流域非点源污染与水体富营养化模拟评价8

1.3.3 流域开发复合生态系统环境评价问题10

1.3.4 水源地水安全问题11

1.3.5 外界变化条件下的流域环境模拟评价12

1.4 流域水环境生态系统修复与综合整治14

1.4.1 水环境治理发展历程14

1.4.2 河流生态环境治理发展趋势15

1.4.3 河流水环境治理及生态修复17

1.4.4 河流水环境生态治理展望21

参考文献22

第2章 不确定信息下的水生态环境评价方法25

2.1 流域水环境评价25

2.1.1 水环境评价的提出25

2.1.2 常规水环境评价方法25

2.2 水体富营养化驱动因子分析及评价30

2.2.1 湖泊富营养化30

2.2.2 湖泊富营养化评价指标选择及评价方法31

2.2.3 污染因子的粗糙集数学模型建立32

2.2.4 不确定信息下的水体污染因子分析及富营养化评价34

2.3 不确定信息下的水质风险评价36

2.3.1 水质评价未确知数学模型建立37

2.3.2 水质风险超标可信度计算模型38

2.3.3 水质风险度评价39

2.3.4 与确定性水质风险评价对比42

参考文献44

第3章 流域复合生态环境系统分析评价46

3.1 流域开发的环境影响46

3.2 常规流域环境影响评价方法47

3.3 流域开发累积环境效应特征提取及分析52

3.3.1 环境效应的累积特征及分析原则52

3.3.2 环境效应累积类型及途径54

3.4 基于动力学机理的复合系统环境效应分析56

3.4.1 环境效应及环境影响的非线性理论56

3.4.2 复合生态环境系统动力学机制57

3.4.3 环境效应的协同作用分析58

3.4.4 流域开发的生态响应60

3.4.5 累积影响及累积效应度量62

3.5 流域复合生态环境压力—累积效应评估63

3.5.1 累积影响评价时空边界确定63

3.5.2 流域开发压力—响应系统变量体系63

3.5.3 协同作用下的累积环境影响交互作用及计算64

3.5.4 流域水电开发累积效应分析计算（CEA）67

3.6 基于生态系统阈值特性的流域开发累积环境效应分析评价68

3.6.1 复合生态系统阈值特征68

3.6.2 复合生态系统环境因子量化的动态赋权69

3.7 流域水电梯级开发累积效应示例分析74

3.8 本章小结78

参考文献79

第4章 河流复合生态系统评价及生态修复模式81

4.1 城市河流复合生态环境81

4.2 城市河流复合生态系统评价方法82

4.2.1 评价指标筛选原则82

4.2.2 评价指标体系结构模型82

4.2.3 评价方法构建82

4.2.4 评价的标准83

4.2.5 评价方法84

4.3 基于复合生态的河流生态修复模式85

4.3.1 生态修复的内涵85

4.3.2 虞河复合生态系统的环境影响86

4.3.3 生态修复的目标及设计原则87

4.3.4 基于复合生态系统的城市河流生态修复模式87

参考文献89

第5章 河流水环境随机模拟方法90

5.1 河流水环境模拟预测90

5.2 水质模型研究进展91

5.2.1 确定性水质模型91

5.2.2 不确定性水质模型93

5.3 水质模型的建立96

5.3.1 确定性一维水质模型96

5.3.2 河流一维BOD随机模型99

5.3.3 BOD—DO耦合随机模型101

5.3.4 模型概率分布确立106

5.3.5 随机变量特征值计算分析108

5.4 本章小结110

参考文献110

第6章 河流水质随机模拟及污染风险分析113

6.1 研究区概况113

6.2 随机水质模型参数确定114

6.2.1 河道概化与设计流量114

6.2.2 水质参数确定116

6.3 河流水质随机模拟验证118

6.4 水质模拟对比分析120

6.4.1 随机与确定性模型的对比120

6.4.2 不同分布形式的水质随机模拟对比122

6.5 河流水污染风险概率预测评价123

6.5.1 gamma分布函数参数确定123

6.5.2 水污染风险概率分析124

6.6 本章小结127

参考文献128

第7章 水体富营养化生态动力学模拟130

7.1 湖泊富营养化的数学模型130

7.1.1 水体富营养化模拟预测130

7.1.2 水体富营养化经验模型131

7.1.3 水体富营养化模拟机理模型132

7.1.4 水体富营养化模拟的生态动力机制134

7.2 湖泊富营养化主要影响因素136

7.2.1 水温和光辐射136

7.2.2 温度分层137

7.2.3 湖泊深度、湖泊形状及水流137

7.2.4 湖泊底泥137

7.3 湖泊（水库）富营养化的生态动力学模型138

7.3.1 湖泊生态系统结构及影响因素138

7.3.2 湖泊生态浮游植物生长的影响因素139

7.3.3 湖泊富营养化生态动力学模型建立143

7.3.4 模型求解及参数率定145

7.4 水体富营养化生态模拟146

7.4.1 隔河岩水库及流域概况146

7.4.2 隔河岩水库富营养化评价147

7.4.3 隔河岩水库富营养化状况生态模拟150

7.4.4 水体富营养化生态模型简化153

7.5 水体富营养化二维生态动力学模型155

7.5.1 引言155

7.5.2 模型建立155

7.5.3 模型的求解157

7.5.4 模型应用160

参考文献162

第8章 水体富营养化随机模拟方法及应用164

8.1 水体富营养化模拟的不确定性164

8.2 随机微分方程建模方法165

8.2.1 随机过程165

8.2.2 均方微积分166

8.2.3 随机微分方程167

8.3 随机水体富营养化模型建立168

8.3.1 模型的建立168

8.3.2 模型解析解法169

8.3.3 模型数值解法172

8.4 随机模型和确定型模型对比分析173

8.5 水库富营养化随机模拟应用174

参考文献176

第9章 流域农业非点源污染模拟及敏感性分析178

9.1 非点源污染模拟研究178

9.1.1 研究背景及意义178

9.1.2 非点源污染研究进展180

9.2 非点源污染模型（SWAT）183

9.2.1 SWAT模型结构183

9.2.2 水量平衡方程184

9.2.3 土壤侵蚀模型186

9.2.4 营养物流失模型187

9.3 典型流域农业非点源污染模拟189

9.3.1 研究区域概况189

9.3.2 空间信息提取191

9.3.3 降雨—径流特征分析195

9.3.4 模型参数率定及验证197

9.4 模型参数敏感性分析205

9.4.1 参数敏感性分析方法205

9.4.2 参数选取206

9.4.3 参数敏感性影响分析206

9.5 本章小结208

参考文献209

第10章 典型流域非点源污染风险及关键源区识别211

10.1 水文敏感区非点源污染211

10.2 降雨—径流—污染因子时间分布模拟212

10.3 降雨—径流—污染因子空间分布模拟214

10.3.1 径流的空间分布模拟214

10.3.2 TN和TP侵蚀模数空间分布215

10.3.3 TN和TP流失风险划分216

10.4 流域内非点源污染关键源区识别217

10.4.1 模糊隶属风险模型217

10.4.2 TN流失高风险区识别218

10.4.3 TP流失高风险区识别218

10.5 本章小结219

参考文献219

第11章 典型流域最佳管理模式仿真模拟研究221

11.1 最佳管理模式分类221

11.1.1 工程性管理措施221

11.1.2 非工程性管理措施222

11.2 SWAT模型中最佳管理模式应用分析222

11.2.1 流域内最佳管理模式构建与仿真222

11.2.2 非点源污染控制措施效果分析225

11.3 本章小结225

参考文献226