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第一章 西北干旱区水资源分布及特征1

第一节 西北干旱区水资源特点2

一、水资源的形成2

二、水资源赋存形式3

三、水资源数量8

四、水资源特征16

第二节 西北干旱区水资源区域差异性21

一、水资源分布的区域差异22

二、水资源可利用量的区域差异25

三、水储量变化的区域差异32

第三节 水资源研究现状与热点问题36

一、水汽来源与气候变化37

二、蒸发潜力与实际蒸散发40

三、冰川水资源变化43

四、水资源构成与径流分割44

五、流域水循环问题46

六、气候模式和水文模型47

七、水系统脆弱性与水资源安全49

参考文献50

第二章 西北干旱区水资源形成的气象因素57

第一节 研究方法与数据58

一、研究方法58

二、数据来源63

第二节 西北干旱区气温变化特征63

一、气温变化趋势分析64

二、气温突变检测83

三、气温变化归因分析85

第三节 西北干旱区降水变化特征93

一、西北干旱区水汽通量特征94

二、降水变化趋势分析98

三、降水突变检测113

第四节 西北干旱区未来气候变化分析115

一、西北干旱区未来气温变化趋势115

二、西北干旱区未来降水变化趋势119

小结122

参考文献122

第三章 西北干旱区水文水资源系统127

第一节 不同时空尺度径流变化特征128

一、数据来源及处理128

二、年径流变化特征129

三、径流四季变化特征147

第二节 径流变化的周期性检验148

一、北疆径流周期分析149

二、南疆径流周期分析150

三、河西走廊径流周期分析154

第三节 径流的未来变化趋势154

一、统计模型及经验性模型154

二、北疆径流变化趋势155

三、南疆径流变化趋势159

四、河西走廊径流变化趋势167

五、典型案例分析168

小结170

参考文献171

第四章 气候变化对水文水资源的影响173

第一节 径流变化的原因分析173

一、径流与气候因子的关系174

二、径流对0℃层高度变化的响应190

第二节 径流对气候变化的敏感性分析206

一、不同敏感性计算方法对比206

二、气候变化对典型河流径流的影响208

第三节 气候和人类活动对径流的影响210

一、典型源流区气候和人文要素的量化210

二、典型干流区气候和人文要素的量化215

三、气候和人类活动对博斯腾湖入湖径流影响的定量分析220

第四节 气候变化对冰雪水资源的影响225

一、冰川对气候变化的响应226

二、冰川融水对河川径流的影响229

三、不确定性分析242

四、积雪对气候变化的响应243

小结258

参考文献259

第五章 西北干旱区蒸散发时空变化分析263

第一节 蒸散发研究的理论基础263

一、蒸散发不同概念的理解263

二、蒸发悖反观点的提出264

三、蒸发正比和互补理论265

第二节 蒸发潜力变化趋势及归因266

一、蒸发皿蒸发时空变化差异及原因266

二、潜在蒸散发时空变化差异及原因280

第三节 基于遥感和SEBAL模型的实际蒸散发估算287

一、SEBAL模型物理基础288

二、SEBAL模型辅助数据292

三、典型案例分析293

第四节 不同时空尺度上实际蒸散发与蒸发潜力的关系300

一、基于水热平衡原理计算年尺度实际蒸散发300

二、年际尺度上实际蒸散发与蒸发潜力的关系301

三、年内日尺度上典型流域实际蒸散发与蒸发潜力的关系304

四、干旱区水循环过程的响应探讨305

小结307

参考文献308

第六章 西北干旱区水资源构成与径流组分特征311

第一节 径流组分及贡献量分析312

一、研究方法312

二、基于同位素技术的径流组分分析317

三、冰雪融水补给特征及贡献量325

第二节 基流分割特征及贡献量327

一、研究方法327

二、基流分割结果330

三、基流量变化特征334

第三节 地表水、地下水转化及贡献量336

一、研究方法336

二、不同水体的稳定同位素组成特征336

三、水化学特征分析338

四、地表水对地下水的补给量340

第四节 径流组分对气候变化的响应343

一、研究方法343

二、基流对气候变化的响应344

三、冰川对增温的响应356

小结358

参考文献360

第七章 气候变化情景及其对径流的影响365

第一节 区域气候变化影响研究进展365

第二节 典型流域的GCM评价367

一、数据367

二、基于秩打分的GCM评价方法370

三、各个要素的GCM评价372

四、GCM综合评价及敏感性分析386

第三节 统计降尺度模型在塔里木河流域的适用性评价391

一、数据391

二、方法介绍392

三、降尺度结果比较分析396

第四节 塔里木河流域源区未来气温和降水变化分析407

一、源区未来最高和最低气温变化分析407

二、源区未来降水变化分析413

第五节 塔里木河流域源区径流对未来气候变化的响应415

一、气候变化对源流区径流时间变化特征的影响416

二、气候变化对源流区径流空间分布特征的影响418

小结423

参考文献424

第八章 西北干旱区极端水文事件研究429

第一节 极端水文事件研究进展429

一、问题的提出429

二、极端水文事件研究成为热点431

第二节 气候极值的变化432

一、冷极值435

二、暖极值441

三、日较差444

四、气温极值的比较445

五、降水极值445

六、极值、均值与高程的关系447

第三节 极端水文事件的时空变化451

一、极端水文事件年内分布454

二、极端水文事件年际及年代际变化457

三、极端水文事件的变异459

四、极端水文事件的空间分布460

第四节 气候变化与极端水文事件的关系464

一、极端水文事件与气候的关系465

二、与流域气候的关系466

三、极端水文事件对气候变化的响应471

第五节 西北干旱区气候极值跃变及其影响因子474

一、气候极值区域趋势研究476

二、气温、降水极值空间差异分析478

三、气候极值突变研究480

四、极端高温和极端降水时间频率间的关系483

五、气候极值态变化对均值态的贡献率484

六、气温、降水突变的可能原因分析486

第六节 径流极值特征与遥相关488

一、水文极值的变化489

二、频率分析491

三、与环流变量的相关分析493

四、水文极值与环流指标的小波一致性分析496

小结499

参考文献501

第九章 西北干旱区供需水分析508

第一节 西北干旱区农业用水特征分析508

一、西北干旱区农业生产概况508

二、农业用水的影响因素分析510

三、西北干旱区农业灌溉需水量的计算512

四、西北干旱区农业灌溉需水量的时空变化特征517

第二节 西北干旱区工业用水特征分析523

一、工业用水的影响因素分析523

二、西北干旱区工业用水的计算524

三、西北干旱区工业用水时空变化特征529

第三节 西北干旱区生活用水特征分析533

一、生活用水的影响因素分析533

二、西北干旱区生活用水的计算534

三、西北干旱区生活用水时空变化特征540

第四节 气候变化对西北干旱区农业用水的影响546

一、气候变化对西北干旱区作物生长期的影响546

二、气候变化对西北干旱区作物灌溉需水量的影响550

第五节 西北干旱区水资源供需分析及预测552

一、西北干旱区水资源供需分析552

二、气候变化情景下的作物灌溉需水量558

三、不同应对策略的情景分析562

小结566

参考文献567

第十章 西北干旱区水资源开发利用与管理571

第一节 水资源管理面临的挑战571

一、水-生态-社会经济系统复杂572

二、水资源多元构成574

三、水循环过程独特575

四、水资源的不确定性加大576

第二节 水资源开发存在的问题577

一、资源性缺水577

二、工程性缺水579

三、浪费性缺水581

第三节 水资源管理对策与建议582

一、深化水资源管理体制与机制创新584

二、制定落实最严格的水资源管理制度585

三、加快实施退耕还牧、退地减水行动计划586

四、构建地表水、地下水的统一管理机制586

五、加快“南水西调”方案的研究实施587

参考文献588

附录一 作者发表的相关论文目录590

附录二近5年培养的与本研究相关的硕士、博士学位论文目录599

索引600