本书以中国西北内陆河地区的水文学研究为主线，以内陆河流域水资源可持续开发利用与管理为目标，总结水文循环基础研究、水资源评价及其开发利用的成败经验与教训，提出我国西北内陆河流域的水资源可持续开发利用与管理基本宏观思路，为我国西北地区的社会、经济和生态的可持续发展提供参考。
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目录
前言
第一章 流域水文水资源系统 1
第一节 流域地表水与地下水系统 1
一、地表水系统 1
二、地下水系统 2
三、人类开发利用水资源的事实 3
第二节 流域水资源形成与转化 3
一、水资源形成过程 3
二、水资源消耗过程 4
三、人类活动对水资源的影响 5
第三节 水资源相互转化 6
一、降水资源转化 6
二、平原地表水与地下水转化 7
三、流域下游盆地水资源消耗 9
第四节 流域水资源特征 10
一、水资源的整体性 10
二、水资源的系统性 11
三、水资源相互转化 11
第二章 流域水资源形成与分布 12
第一节 区域范围与特点 12
一、地理范围 12
二、自然地理特点 12
三、经济社会特点 17
第二节 流域水的形成与分布规律 18
一、大气降水资源 18
二、冰川融水资源 20
三、河流水源 21
四、地下水资源 30
五、湖泊水资源 37
六、水资源总量及其区域分布 40
第三节 水资源开发利用中的问题 42
一、资源性的水资源短缺 42
二、水资源分布不均 43
三、经济发展与生态用水配置不协调 44
四、水资源利用缺乏系统性 44
五、水资源开发利用与调配方式滞后 45
六、山区水土流失严重 45
七、水资源利用效率低 46
八、水资源管理滞后 46
第四节 流域水资源二元动态演化模式 47
一、自然状态下流域水循环的特征 47
二、自然与人类双重作用下流域水资源演化的二元结构 47
第三章 内陆水循环与水文平衡 50
第一节 水循环的水文学基础 50
第二节 我国西北的内陆水循环 52
一、内陆水循环运动过程 52
二、内陆水循环的主要环节 54
三、内陆水循环的基本规律 57
第三节 内陆河流域山区到平原的水循环分析 66
一、上游山区水量消耗 66
二、山前平原的地表水与地下水转化 67
三、内陆盆地地下水对生态环境的作用 67
第四节 内陆河地区水文平衡 67
一、水热（能量）平衡 68
二、水盐平衡 72
三、水沙平衡 75
第五节 水文混合 80
一、分子混合 81
二、紊动混合 82
三、对流混合 83
第六节 内陆水循环认识 83
一、增加对内陆水循环整体性认识 83
二、山前平原局地水汽循环对降水的影响 83
三、陆地水循环链条中水资源开发利用的整体协调 84
四、内陆河流域的水资源良性循环 85
第四章 内陆河流域降水 86
第一节 西北内陆区降水资源及其分布 86
一、西北内陆区多年平均年降水量空间分布 87
二、西北内陆河区降水资源评价 87
三、西北内陆河区降水资源的地域分布 89
四、1956～2005年西北内陆区月、年降水序列变化趋势 95
第二节 河西内陆河流域降水资源 99
一、河西内陆河降水资源和广义水资源的估算 99
二、河西内陆河流域降水的年代际变化 100
三、河西内陆河流域降水的年际变化 101
四、河西内陆河流域降水的年际变化空间分布 101
五、河西内陆河流域降水时间分布均匀度变化 103
第三节 新疆内陆河流域降水资源 103
一、降水资源形成的地形条件 103
二、新疆内陆河流域年降水量及其时空分布 107
三、新疆内陆河流域降水的年内分配 108
四、新疆内陆河流域降水相对系数分析 109
五、新疆内陆河流域降水的年际变化 109
六、降雪与暴雨 111
七、降水资源的作用及其开发利用 111
第五章 冰雪消融与融水径流及其变化 114
第一节 河西内陆河流域冰川资源分布 114
第二节 祁连山中段（黑河上游）冰川分布特征 114
一、总体分布特征 114
二、黑河和北大河冰川变化 115
三、葫芦沟流域冰川变化 116
第三节 祁连山中段（黑河上游）冰川时间尺度变化 116
一、祁连山中段冰川时间尺度变化 116
二、祁连山中段各支流冰川数量变化差异 118
三、祁连山中段各流域冰川面积变化差异 119
第四节 祁连山东西段冰川变化 120
一、祁连山西段冰川总面积变化 120
二、祁连山西段不同规模冰川面积变化 121
三、祁连山东段冰川面积变化 122
第五节 新疆冰川资源及其分布现状 122
第六节 小冰期百年时间尺度的冰川变化 124
第七节 近几十年来典型流域冰川变化 125
一、乌鲁木齐河源一号冰川变化 125
二、乌鲁木齐河流域 126
三、艾比湖水系的天山四棵树河流域 127
四、伊犁河的喀什河流域 127
五、和田河-玉龙喀什河流域 127
六、阿克苏河水系的台兰河流域 128
七、喀喇昆仑山、慕士塔格-公格尔山典型冰川变化监测结果 128
八、天山开都河流域 129
第八节 冰川消融及冰川径流 130
一、冰川退缩对冰川水资源的意义 130
二、中国冰川融水径流的变化状况 131
三、代表性河流冰川融水径流变化监测 132
第九节 冰川水资源对气候变化的响应 134
第十节 适应气候变化的冰川水资源保护对策 137
第十一节 新疆积雪水资源变化及其对气候变化的响应 138
第六章 出山径流形成与模拟 143
第一节 内陆河出山径流研究进展 143
一、系统理论模型的应用 144
二、概念性模型的应用 144
三、分布式模型的应用 144
四、现有径流模型的特点 145
第二节 高山冰川径流的变化过程 146
一、高山冰川融水径流与气候 146
二、西北地区冰川径流变化 146
第三节 黑河干流出山地表径流的形成机理 147
一、气候特征 147
二、流域径流特征与时空变化 148
三、流域水资源状况 149
四、黑河干流山区概况 149
第四节 黑河干流出山月径流SWAT模型分析与设计 151
一、模型原理 151
二、模型输入数据 161
第五节 黑河干流出山月径流过程模拟与水文分析 165
一、水文过程模拟与结果评价 165
二、水文分析 180
第六节 气候变化对出山径流的意义 192
一、气候变化对冰川径流的影响 192
二、气候变化对径流的影响 193
三、冰川融水量对径流的影响 195
四、气温升高对冰川变化及融水径流的影响 195
五、气候变化对山区径流的影响 197
第七章 地下水补给与水资源转化 198
第一节 西北内陆区地下水资源特征 198
一、独特的自然环境 198
二、地下水资源的形成和分布特征 198
三、地下水资源赋存特征 202
四、地下水资源主要变化特征 205
第二节 西北内陆区地下水资源补给、径流与排泄 206
一、地下水资源补给分析计算 207
二、山区地下水资源 209
三、平原地区地下水资源补给与消耗 209
四、地下水资源量的分析计算方法 211
第三节 流域地表水与地下水资源的转化 213
一、洪积扇群地表水与地下水转化 214
二、洪积扇缘细土平原带地下水与地表水转化 214
三、地表水与地下水的转化次数 215
第四节 平原水资源的计算及其转化 216
一、平原总水资源的计算方法 216
二、平原地表水与地下水相互转化 219
第五节 干旱内陆河流域地下水开发利用 221
一、地下水农业灌溉 222
二、城市工业的地下水供给 223
三、人畜生活饮用供水 224
第六节 地下水开发利用存在的问题 224
一、下游地下水资源的亏缺 224
二、地下水开采水位持续下降与降落漏斗 226
三、土壤盐碱化问题 227
四、灌区次生盐渍化 228
五、地下水资源过度开采与采补不平衡 230
第七节 地下水可持续开采利用的原则 231
一、盆地地下水开采的采补平衡原则 231
二、维持生态稳定的地下水水位安全原则 232
三、保护地下水含水层避免退化原则 234
四、污水经处理后回补原则 235
五、地下水资源合理开采与管理定量评价原则 237
第八章 干旱区洪水与枯水径流 239
第一节 干旱内陆河地区洪水的主要特征 239
第二节 河西内陆河流域的旱涝特征 240
一、河西内陆河流域气温变化 240
二、河西内陆河流域暴雨特性 241
三、河西内陆河流域的洪水特性 241
第三节 塔里木盆地洪水灾害的时间分布特征分析 242
第四节 塔里木盆地气象灾害的空间分布特征分析 243
一、灾害的空间格局及其特征分析 243
二、灾害空间格局特征的成因分析 243
第五节 新疆内陆河地区暴雨的特点和分布 244
一、新疆内陆河地区暴雨的主要特点 244
二、新疆内陆河地区暴雨的分布 245
第六节 枯水径流 249
一、地带性因素 250
二、非地带性因素 251
三、人类活动的影响 253
第七节 枯水径流分析方法 254
一、资料的审查分析 254
二、长期实测资料的枯水径流的分析方法 255
三、流量历时曲线 258
四、退水曲线 259
五、枯水流量频率曲线分析 260
六、数学模型分析 263
第八节 河道径流断流的分析 263
一、河道径流断流的时间 264
二、河流出现断流的分布 264
三、断流与集水面积间的关系 265
第九章 流域蒸发量与生态需水量估算 266
第一节 内陆河流域蒸散发 266
第二节 内陆河流域水面蒸发量估算 267
一、折算系数法 268
二、经验公式法 269
第三节 西北干旱区陆面蒸散量的估算 275
一、水量平衡法 277
二、折算系数法 278
第四节 内陆河流域生态需水量估算 278
一、生态需水的若干研究进展 278
二、生态需水量计算方法 283
第五节 干旱内陆河流域生态需水量估算 289
一、水量平衡法 289
二、潜水蒸发法 300
三、生态学方法 301
第六节 黑河下游地区生态需水量 306
一、不同时期天然植被面积变化 306
二、典型植被耗水定额估算 307
三、典型植被生态需水量估算 308
第七节 基于RS技术的植被生态需水量估算 309
一、黑河中游地区生态需水量估算 309
二、黑河下游地区生态需水量估算 311
三、不同计算方法的对比分析 311
第十章 流域水体化学 313
第一节 内陆河流域水体化学研究的主要内容与基础 314
第二节 内陆河流域水体化学特征 315
一、降水的化学特征 315
二、地表水体化学分异规律 316
三、地下水水体化学特征 317
四、天然水中的微量元素 319
五、水化学变化 320
第三节 水化学组成相关分析 322
一、矿化度与水化学成分之间的关系 322
二、水化学成分之间的关系 324
第四节 水化学的形成作用 325
一、离子来源 325
二、化学成分的形成作用 326
三、人类活动对流域水体的影响 329
第十一章 流域尺度的生态水文 334
第一节 流域生态系统特点 334
一、山地亚系统 335
二、绿洲亚系统 335
三、荒漠亚系统 336
第二节 山地生态系统的径流形成 337
一、山地森林生态系统涵养调蓄水源 338
二、山地草原生态系统水土保持 338
三、高山冰川积雪与草甸植被生态系统产生冰雪融水径流 339
第三节 平原生态系统的径流利用耗散 343
一、人工绿洲生态系统 344
二、城镇绿洲生态系统 348
三、天然绿洲生态系统 350
四、平原湿地生态系统 353
五、荒漠生态系统 355
第四节 内陆河流域生态系统用水与水资源评价 360
一、绿洲生态系统生态需水划分 361
二、绿洲生态系统生态需水计算 362
三、内陆河流域绿洲生态需水量初步估算 363
第五节 面向生态系统的水资源评价 363
第六节 基于生态需水量的理论与问题 366
一、生态需水量的概念与组成 366
二、干旱区生态需水的分类与界定问题 367
三、生态需水量的评价方法 369
第七节 流域生态水文研究展望 371
一、生态水文过程领域 371
二、生态水资源领域 372
第十二章 水资源开发利用引起的重大生态和环境问题 374
第一节 流域中下游的生态系统水平衡失调 375
一、塔里木中下游径流量减少 375
二、黑河下游水资源量减少 375
第二节 下游绿洲灌区次生盐碱化 376
一、水环境演变 376
二、土壤盐碱化 381
第三节 上游山区植被退化与水土流失 382
一、气温升高，极端气候事件增多，气象灾害增加 382
二、冰川退缩，雪线上升 383
三、河川径流有增有减，水土流失现象增大 383
四、草场严重退化，生产力和生态服务功能下降 384
五、森林资源总量不足，水源涵养功能下降 385
六、山前平原区泉水枯竭河水断流 385
七、土地荒漠化扩展 386
第四节 河流水质恶化与水污染严重 387
一、塔里木河干流水环境恶化 387
二、黑河干流水环境恶化 388
三、河西内陆河流域水污染问题 388
第五节 平原植被退化土地沙漠化 390
一、平原植被严重退化威胁绿洲 390
二、中下游土地沙漠化不断加剧影响区域环境稳定 391
第六节 土壤性质变化 393
一、塔里木河流域土壤理化性质变化 393
二、黑河下游土壤养分变化 394
三、土壤有机碳含量变化 394
第七节 用水紧张程度分类 395
第八节 可持续利用预警综合评价 396
一、基于主成分分析的评价方法 397
二、水资源可持续利用预警综合评价 397
第十三章 流域水资源承载力 401
第一节 水资源承载力研究状况 401
一、水资源承载力的概念与发展 401
二、水资源承载力的研究方法 402
第二节 水资源承载力分析方法——动态模拟递推算法 405
一、水资源承载力分析系统及分析步骤 406
二、流域水资源量承载力分析 407
三、水环境容量承载力分析 413
四、未来水环境污染预测 415
五、水环境容量计算与承载力分析 417
第三节 水资源承载力研究存在的问题与发展趋势展望 418
一、存在问题 418
二、发展趋势展望 418
第十四章 流域尺度的水资源合理利用与评价 420
第一节 流域水资源开发原则 422
第二节 内陆河流域水资源开发利用 422
一、塔里木河流域水资源开发利用 423
二、河西内陆河流域水资源开发利用 423
第三节 水利工程建设概况 424
一、塔里木河流域水利工程建设情况 425
二、河西内陆河流域水利工程建设情况 425
第四节 水资源利用状况 425
一、石羊河流域水资源开发利用 426
二、黑河流域水资源开发利用 428
三、塔里木河流域水资源开发利用 432
第五节 可利用水量与生态需水量 435
一、水资源可利用量 435
二、河道内生态需水量 436
第六节 水资源开发利用综合评价 438
第十五章 流域水资源可持续管理及对策 440
第一节 可持续水资源利用与管理的概念 440
一、可持续发展的意义及实质 441
二、可持续发展的定义与解释 441
第二节 可持续水资源利用与管理提出的背景 442
一、水利发展的历史进程 442
二、流域水量-水质-生态耦合系统模型建立 443
第三节 流域水管理的生态水文模型 444
一、流域生态水文模型研究状况 445
二、流域生态水文模型的应用 449
三、应用流域生态水文模型时应注意的几个关键问题 450
四、模型参数估计与数据同化 452
第四节 可持续水资源管理优化模型及其求解方法 453
一、模型的一般表达式 453
二、模型的求解方法 455
三、优化模型求解步骤 456
第五节 西北内陆河区的水资源开源前景 456
一、冰雪水、雨水和地表径流水资源 456
二、跨流域调水 458
三、地下水的开采潜力 460
四、可转化的水资源 460
五、可被开发利用的水资源 462
第六节 应对西北干旱区资源型缺水问题的对策 471
一、未来种植业结构 471
二、流域水资源管理制度 471
三、保护涵养水源 472
四、建设节 水型社会 472
五、建设绿洲农牧业高效村社 472
六、冰川科学研究 473
七、跨流域调水的水费筹集机制 473
八、建立水资源市场机制 474
九、气候变化适应对策 474
十、流域水资源安全保障体系 475
第七节 建立节 水型生态特区 475
第八节 建立生态环境监测预警系统 477
参考文献 478
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