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第1章 绪论1

1.1气候变化背景1

1.2人类社会发展模式与低碳发展模式的提出2

1.3全球碳源／汇演变与水资源系统之间的关系3

1.4研究的必要性与意义3

1.5关键科学问题4

上篇 理论与技术7

第2章 基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础7

2.1水利水电开发与碳平衡之间的关系7

2.2区域碳水耦合机制研究现状及发展趋势9

2.2.1研究现状9

2.2.2发展趋势14

2.3水资源合理配置研究现状及发展趋势14

2.3.1研究现状14

2.3.2发展趋势17

2.4区域碳水耦合机制的基本认知17

2.4.1区域碳水耦合的内涵17

2.4.2水循环17

2.4.3碳循环18

2.4.4水循环对碳循环的影响18

2.4.5碳循环对水循环的影响19

2.5基于低碳发展模式的水资源合理配置理论基础19

2.5.1内涵19

2.5.2总体任务20

2.5.3基本特征20

2.5.4配置目标20

2.5.5配置原则21

2.6本章小结21

第3章 基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架及关键技术22

3.1基于低碳发展模式的水资源合理配置技术框架22

3.2区域碳水耦合机制识别的关键技术23

3.2.1区域碳水耦合系统概化23

3.2.2原型观测与遥感解译25

3.2.3碳水耦合模型构建25

3.3基于低碳发展模式的水资源合理配置关键技术26

3.3.1技术框架26

3.3.2关键技术27

3.4本章小结28

第4章 区域碳水耦合模拟模型29

4.1模型功能需求分析及建模总体思路29

4.1.1模型功能需求分析29

4.1.2建模总体思路30

4.2区域碳水耦合模型物理概化31

4.2.1空间结构31

4.2.2时空尺度嵌套33

4.3要素过程模拟34

4.3.1能量流动35

4.3.2水循环49

4.3.3碳循环51

4.4模型校验55

4.4.1校验策略55

4.4.2校验准则55

4.5本章小结56

第5章 基于低碳发展模式的水资源合理配置模型57

5.1模型功能需求分析与建模策略57

5.1.1模型功能需求分析57

5.1.2建模策略58

5.2模型结构58

5.3目标函数与约束条件58

5.3.1目标函数58

5.3.2约束条件59

5.4模型求解61

5.5本章小结62

第6章 不同社会经济发展模式下的碳排放与需水预测63

6.1社会经济发展模式构建63

6.2碳排放预测方法与基础模型63

6.2.1 Cobb-Douglas动力学关系模型64

6.2.2能源强度模型64

6.2.3马尔科夫链模型64

6.3需水预测方法65

6.3.1人口发展与城镇化进程预测65

6.3.2区域社会经济发展指标预测66

6.3.3生产需水预测计算66

6.3.4生活需水预测计算67

6.3.5生态环境需水预测计算68

6.4本章小结68

下篇 实践应用71

第7章 白洋淀流域概况及主要生态环境问题71

7.1自然地理概况71

7.1.1地理位置71

7.1.2地质地貌71

7.1.3河流水系72

7.1.4气候与水文74

7.1.5土壤与植被75

7.2社会经济概况77

7.2.1行政分区与人口77

7.2.2经济发展与能源利用77

7.2.3水土资源开发利用78

7.3主要生态环境问题81

7.3.1水资源短缺，地下水超采严重81

7.3.2生态用水与用地被挤占，加剧湿地萎缩81

7.3.3面源污染加剧，水质不断恶化81

7.4本章小结82

第8章 白洋淀流域碳水耦合机制识别及演变规律83

8.1流域碳水耦合系统概化83

8.2模型数据来源与处理85

8.2.1气象参数86

8.2.2数字高程数据87

8.2.3水文地质参数87

8.2.4土地利用参数89

8.2.5土壤特征参数89

8.2.6植被特征参数89

8.3模型校验92

8.3.1水循环要素校验92

8.3.2碳循环要素校验95

8.4流域碳水耦合作用机制识别97

8.4.1碳循环要素演变规律97

8.4.2水循环要素演变规律100

8.4.3碳水耦合定量化关系101

8.5本章小结106

第9章 不同经济发展模式下的白洋淀流域碳排放与需水预测107

9.1白洋淀流域碳排放预测与分析107

9.1.1数据来源107

9.1.2参数估计与模型修正107

9.1.3预测结果与分析108

9.2白洋淀流域需水预测与分析110

9.2.1社会经济发展指标110

9.2.2生产需水111

9.2.3生活需水115

9.2.4生态需水116

9.2.5流域总需水117

9.3本章小结118

第10章 基于低碳发展模式的白洋淀流域水资源合理配置119

10.1配置方案集设置119

10.1.1方案集设置依据119

10.1.2不同水平年的配置方案120

10.2配置结果与分析124

10.2.1基准年124

10.2.2 2015水平年130

10.2.3 2020水平年136

10.2.4 2030水平年141

10.3方案比选147

10.3.1基准年147

10.3.2 2015水平年147

10.3.3 2020水平年148

10.3.4 2030水平年148

10.4推荐方案下的保障措施149

10.5本章小结151

第11章 结论与展望153

11.1结论153

11.2展望155

参考文献157