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第1章 西南喀斯特典型区概况及生态环境特征1

1.1 引言1

1.2 典型研究区概况2

1.2.1 贵州省2

1.2.2 乌江流域3

1.2.3 后寨河流域4

1.2.4 陈旗流域5

1.2.5 花江峡谷7

1.2.6 荔波自然保护区7

1.3 水文地质特征8

1.3.1 普定岩溶地区水文地质特征8

1.3.2 花江岩溶地区水文地质特征10

1.3.3 荔波岩溶地区水文地质特征14

1.4 生态环境特征18

1.4.1 植物的选择性生长18

1.4.2 土壤的脆弱性20

1.4.3 水土资源的不平衡21

1.4.4 表层岩溶与生态环境的相互关系21

第2章 喀斯特区水文地质参数及生态水文实验22

2.1 引言22

2.2 土壤入渗试验22

2.2.1 Guelph入渗仪入渗试验22

2.2.2 单环变水头入渗试验24

2.3 表层岩溶带的水文地质特征27

2.3.1 表层岩溶带27

2.3.2 表层岩溶带裂隙率的测定29

2.3.3 表层岩溶带发育深度及受地形的影响31

2.3.4 表层岩溶带裂隙渗透系数测定37

2.4 岩溶裂隙入渗试验及数值模拟反求渗透系数38

2.4.1 野外裂隙注水入渗试验38

2.4.2 数值模拟原理39

2.4.3 数值模型构建与裂隙水文地质参数推求39

2.4.4 不同裂隙组合情形下入渗水流模拟40

2.5 岩溶含水层抽水试验42

2.5.1 等效多孔介质井流方程42

2.5.2 双重介质井流方程43

2.5.3 抽水试验44

2.5.4 水文地质参数推求结果分析45

2.6 基于流量衰减过程的渗透系数推求48

2.6.1 通过衰减系数推求含水层渗透系数48

2.6.2 基于Brutsaert方法的渗透系数推求52

2.7 喀斯特小流域（陈旗）生态水文观测57

2.7.1 不同生境区气象、水文观测57

2.7.2 不同植被覆盖区的气象、水文变化特征59

2.7.3 不同生境区土壤水分测定及变化特征分析62

第3章 喀斯特流域降水-径流响应统计分析模型71

3.1 引言71

3.2 喀斯特流域降水-径流响应特征分析72

3.2.1 研究区域和观测资料72

3.2.2 时间序列分析方法76

3.2.3 岩溶泉降水-径流响应分析79

3.3 喀斯特流域降水-径流响应模拟85

3.3.1 多元线性回归模型85

3.3.2 人工神经网络模型90

3.4 喀斯特流域枯季径流分析101

3.4.1 枯季径流分析方法102

3.4.2 衰减系数区域化分析106

第4章 喀斯特流域概念性水文模型及应用113

4.1 引言113

4.2 喀斯特流域月水文模型114

4.2.1 喀斯特流域径流形成过程114

4.2.2 模型原理及计算方式114

4.2.3 模型参数优化方法124

4.2.4 实例应用125

4.3 喀斯特流域日水文模型136

4.3.1 模型结构136

4.3.2 模型原理137

4.3.3 实例应用141

第5章 喀斯特流域分布式水文模型及应用152

5.1 引言152

5.2 喀斯特流域分布式水文模型概述152

5.2.1 喀斯特含水层特征152

5.2.2 喀斯特流域多重水流运动155

5.2.3 多重介质含水层水流计算模型概述160

5.2.4 喀斯特流域分布式水文模型建模思路161

5.3 喀斯特流域多重水流计算及分布式水文模型163

5.3.1 基于连续介质的分布式土壤-植被-水文模型163

5.3.2 基于多重介质等效体的分布式水文模型172

5.4 喀斯特流域水文过程模拟178

5.4.1 模型资料179

5.4.2 陈旗流域裂隙生成184

5.4.3 模型参数率定与验证185

5.4.4 岩石裂隙对水文过程的影响分析189

5.5 岩溶地貌对水文过程影响的模拟194

5.5.1 模型资料194

5.5.2 参数率定与模型验证200

5.5.3 落水洞对汇流过程的影响202

5.5.4 深层径流带对地下河径流过程的影响203

5.6 喀斯特流域地下水数值模拟204

5.6.1 基于等效连续介质的MODFLOW模型204

5.6.2 基本原理及数值求解方法205

5.6.3 典型喀斯特流域地下水数值模拟205

5.6.4 后寨河流域模型构建205

5.6.5 模型识别与验证结果分析211

5.6.6 模型参数灵敏度分析215

第6章 喀斯特流域水源划分及植物水分利用的同位素分析方法218

6.1 引言218

6.2 基于稳定同位素和水化学成分的流域径流划分220

6.2.1 原理与方法220

6.2.2 采样与测试221

6.2.3 氢、氧同位素关系及水化学动态变化221

6.3 喀斯特地区土壤、植被水分同位素测定226

6.3.1 样品采集226

6.3.2 野外试验227

6.3.3 室内试验228

6.4 喀斯特地区植物水分来源计算及影响因素230

6.4.1 水分来源比例的测算方法230

6.4.2 测算结果分析231

第7章 喀斯特流域植被耗水量及生态需水量估算249

7.1 引言249

7.2 喀斯特流域典型植被耗水量的测定与计算249

7.2.1 花江石漠化生态修复样区典型建群植物——花椒林地蒸腾耗水量249

7.2.2 普定样区优势适生树种的生态耗水量254

7.2.3 花江喀斯特峡谷石漠化地区花椒林地最大与最小生态需水量256

7.3 基于分布式水文模型的喀斯特流域植被耗水量计算258

7.3.1 流域植被散发计算258

7.3.2 植被散发量影响因素260

7.3.3 植被可利用水资源量计算263

第8章 西南喀斯特地区水循环变化特征及气候变化的水文效应265

8.1 引言265

8.2 贵州省水文要素变化特征265

8.2.1 贵州省降水变化特征265

8.2.2 降水集中度及其变化特征270

8.2.3 气候变化对潜在蒸散发影响的分析274

8.2.4 贵州省径流变化特征分析283

8.2.5 贵州省年径流系数变化及影响因素分析290

8.3 乌江流域水循环要素变化特征302

8.3.1 乌江流域降水、气温变化特征302

8.3.2 乌江流域蒸散发量变化特征304

8.4 气候变化的水文效应评估309

8.4.1 未来气候变化趋势分析309

8.4.2 未来气候变化对潜在蒸散发影响的分析311

8.4.3 气候变化对区域径流的影响313

参考文献316