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第1章　绪论1

1.1　研究背景与意义1

1.1.1　我国中小河流山洪灾害概况1

1.1.2　中小河流防洪面临的挑战2

1.1.3　研究的必要性与需求分析2

1.2　国内外山洪监测与预警技术研究进展3

1.2.1　国外技术研究进展3

1.2.2　国内技术研究进展5

1.3　研究目标与内容6

1.3.1　研究目标与任务6

1.3.2　主要研究内容6

1.4　研究区概况7

1.4.1　研究区的选择7

1.4.2　湘江洣水流域概况9

1.4.3　赣江遂川江流域概况11

第2章　中小河流水文站网布设原则与方法14

2.1　概述14

2.2　山洪灾害监测雨量站网布设原则14

2.2.1　站网布设目的14

2.2.2　设站数量原则15

2.2.3　设站位置原则15

2.3　中小河流水文站网布设方法15

2.3.1　山洪灾害防治区划15

2.3.2　降雨分区16

2.4　遂川江流域雨量站网密度分析17

2.4.1　遂川江流域雨量站网密度17

2.4.2　抽站法18

2.4.3　流域水文模型法30

2.4.4　结果对比分析36

2.5　洣水流域雨量站网密度分析39

2.6　山洪监测站网布设特点40

2.7　小结41

第3章　中小河流山洪预警指标42

3.1　概述42

3.2　山洪预警指标的研究方法42

3.2.1　雨量预警指标的确定方法42

3.2.2　预警响应时间的确定方法43

3.2.3　水位预警指标的确定43

3.3　遂川江流域山洪预警指标的确定44

3.3.1　遂川江流域山洪特征44

3.3.2　警戒雨量和转移雨量的确定44

3.3.3　警戒水位和转移水位的确定59

3.3.4　山洪预警响应时间的确定60

3.4　小结62

第4章　降水空间分布和流域蒸散发估算技术64

4.1　概述64

4.2　雨量站监测降水数据的空间插值方法64

4.3　雷达测雨的应用实例68

4.3.1　研究区概况68

4.3.2　雷达测雨数据直接估测降雨分布68

4.3.3　雷达测雨数据校正70

4.3.4　基于分布式水文模型的雷达数据产品适用性评价71

4.4　蒸散发的遥感监测方法研究74

4.4.1　单层蒸散发模型74

4.4.2　蒸发模型中的地表植被参数化方案77

4.5　小结78

第5章　数字高程模型生成数字流域技术80

5.1　概述80

5.2　基于快速排序的分级填洼算法80

5.2.1　M＆V算法原理及实现伪码81

5.2.2　快速排序实现分级填洼83

5.3　流向及集水面积确定87

5.4　基于“蓝线”的集水面积阈值确定88

5.4.1　集水面积阈值的概念88

5.4.2　“蓝线”处理89

5.4.3　河网密度推求阈值90

5.4.4　流域宽度分布推求阈值91

5.4.5　水系分形推求阈值93

5.4.6　根据阈值提取水系94

5.5　数字水系尺度转换95

5.5.1　尺度转换的必要性分析95

5.5.2　最大集水面积出流小栅格96

5.5.3　河网栅格流向聚集96

5.5.4　坡地栅格流向聚集97

5.5.5　栅格流向修正97

5.6　小结98

第6章 以水文学理论为基础的分布式水文模拟技术——XIN3GRID100

6.1　概述100

6.2　XIN3GRID模型的建立100

6.2.1　模型构建流程100

6.2.2　降水空间插值100

6.2.3　产流计算101

6.2.4　汇流计算105

6.3　模型参数及其率定方法107

6.3.1　模型参数107

6.3.2　参数率定方法109

6.4　模型在山洪预报中的应用110

6.4.1　应用流域的资料情况110

6.4.2　模型率定与验证110

6.4.3　精度评定与误差分析129

6.4.4　结果与讨论132

6.5　模型的参数地区综合136

6.5.1　无资料流域水文预报概述136

6.5.2　区域化流量历时曲线137

6.5.3　以FDC为目标实现模型参数区域化139

6.6　小结140

第7章　基于水文物理机制的分布式水文模拟技术——GBHM142

7.1　概述142

7.2　GBHM的原理与结构142

7.2.1　GBHM的结构142

7.2.2　坡面产汇流计算144

7.2.3　河道汇流计算148

7.3　模型参数与确定方法150

7.3.1　模型参数与参数确定方法150

7.3.2　模型的参数识别与地区综合150

7.4　GBHM在山洪预报中的应用154

7.4.1　应用流域概况和基础数据信息处理154

7.4.2　模型估算与模型校验160

7.4.3　精度评定与误差分析170

7.5　小结171

第8章　基于地貌单位线的山洪经验预报方法172

8.1　概述172

8.2　地貌单位线简介172

8.3　基于地貌单位线的遂川江流域山洪预报方法173

8.3.1　采用的地貌单位线方法173

8.3.2　面积函数的推求173

8.3.3　地貌单位线推求176

8.3.4　净雨过程推求179

8.3.5　洪水过程推求180

8.4　小结186

第9章　中小河流山洪预警预报原型系统187

9.1　概述187

9.2　总体结构与设计187

9.2.1　总体结构187

9.2.2　功能设计188

9.2.3　接口设计189

9.2.4　数据库设计189

9.3　中小河流山洪预报原型系统192

9.3.1　系统结构192

9.3.2　系统功能193

9.3.3　关键技术194

9.4　中小河流山洪预警原型系统196

9.4.1　系统结构196

9.4.2　系统功能197

9.4.3　关键技术205

9.5 中小河流山洪预警预报原型系统的应用208

9.5.1　在遂川江流域的应用情况208

9.5.2　在洣水流域的应用情况210

9.6　小结212

第10章　成果总结与有关建议213

10.1　成果总结213

10.1.1　中小河流水文站网布设方法213

10.1.2　数字高程模型生成数字流域技术214

10.1.3　降雨和蒸散发能力的时空分布估算技术研究214

10.1.4　基于水文物理机制的分布式水文模拟技术研究214

10.1.5　水文模型的参数识别和参数地区综合215

10.1.6　中小河流山洪预警指标研究216

10.1.7　中小河流山洪预警预测原型系统216

10.2　有关建议217

参考文献218

附录1　GBHM模型用户指南224

附录2　XIN3GRID用户建模指南229

附表　不同初始土壤饱和度条件下的临界雨量表237