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第1章 绪论1

1.1 水分运移过程1

1.1.1 降雨1

1.1.2 径流2

1.1.3 径流异质性3

1.1.4 土壤水分5

1.2 泥沙输移过程7

1.2.1 侵蚀产沙7

1.2.2 土地利用／覆被变化的水文泥沙效应9

1.2.3 沟壑治理工程的水文泥沙效应11

1.3 本书技术路线与结构12

1.3.1 技术路线12

1.3.2 本书结构13

第2章 试验区概况15

2.1 吉县试验区概况15

2.1.1 地理位置15

2.1.2 气候16

2.1.3 地质地貌17

2.1.4 土壤17

2.1.5 植被18

2.2 安塞县试验区概况18

2.2.1 地理位置18

2.2.2 气候19

2.2.3 地质地貌19

2.2.4 土壤20

2.2.5 植被21

2.2.6 土地利用现状21

2.2.7 马家沟流域水土流失与沟壑治理22

第3章 降雨分布及特征分析25

3.1 降雨分布25

3.1.1 降雨量年际分布25

3.1.2 降雨量年内分布27

3.1.3 流域降雨量级分布28

3.1.4 流域暴雨雨型30

3.1.5 侵蚀性降雨32

3.1.6 临界产流降雨量分布33

3.2 降雨特征小波分析34

3.2.1 小波变换的基本原理35

3.2.2 马家沟流域降雨量小波分析36

3.2.3 蔡家川流域降雨量小波分析39

第4章 土壤持水性能及水分入渗42

4.1 土壤性质观测方法42

4.1.1 土壤物理性质测定42

4.1.2 土壤入渗测定42

4.1.3 土壤水分特征曲线的标定43

4.2 土壤持水性能43

4.2.1 样地基本情况及研究方法43

4.2.2 不同林地土壤水分特征曲线44

4.2.3 土壤比水容量与水分分类45

4.3 土壤水分入渗46

4.3.1 土壤水分运动参数分析46

4.3.2 不同地类土壤水分入渗研究52

4.3.3 影响土壤入渗因素分析55

第5章 土壤水分承载力69

5.1 林地水分生产力69

5.1.1 生物量分析69

5.1.2 土壤水分与林木生长分析75

5.1.3 林地水分条件与生产力关系80

5.2 主要造林树种的耗水规律84

5.2.1 林地供耗水量平衡84

5.2.2 不同季节林地供耗水85

5.2.3 不同林地供水与耗水86

5.3 坡面尺度林地土壤水分承载力86

5.3.1 不同立地条件土壤储水量聚类与生物产量状况86

5.3.2 林地生物产量模型的选取与参数确定88

5.3.3 最适植被生物产量计算89

5.3.4 主要造林树种密度的确定89

第6章 土壤水分空间异质性91

6.1 土壤水分时空分布规律91

6.1.1 土壤水分的垂直分布91

6.1.2 土壤水分的季节动态97

6.2 土壤水分入渗模型模拟及其空间变异性100

6.2.1 土壤入渗模型概述100

6.2.2 各地类土壤水分入渗性能模型拟合101

6.3 土壤入渗空间异质性104

6.3.1 简化Philip入渗模型105

6.3.2 简化Philip入渗模型的土壤转换函数106

6.3.3 小流域土壤水分入渗特性的空间分异108

第7章 土地利用／覆被变化特征112

7.1 土地利用动态及其预测112

7.1.1 DEN图112

7.1.2 土地利用分类图113

7.2 土地利用／覆被的演变过程114

7.2.1 土地利用变化过程分析114

7.2.2 土地资源数量变化模型115

7.2.3 土地利用空间转移变化过程116

7.2.4 土地利用程度变化121

7.2.5 土地利用／覆被变化趋势124

7.3 土地利用／覆被动态演变驱动力及驱动机制分析125

7.3.1 自然因素126

7.3.2 人口因素126

7.3.3 政策因素127

7.3.4 经济因素127

第8章 坡面土地利用／覆被变化下的水沙效应128

8.1 坡面土地利用／覆被对产流产沙的影响128

8.1.1 坡面土地利用／覆被对径流的影响128

8.1.2 坡面土地利用／覆被对产沙的影响129

8.2 坡地经济林与水土保持林的产流产沙效应130

8.3 坡度对坡面产流产沙的影响133

第9章 坡面产流模型136

9.1 影响坡面径流因素分析136

9.1.1 降雨与径流的关系136

9.1.2 地形因子与径流的关系137

9.1.3 植被因子与径流的关系138

9.2 坡面产流模型的构建148

9.2.1 降雨－入渗－产流综合模型的建立148

9.2.2 坡面产流－入渗模型156

9.3 场降雨水文模型的构建160

9.3.1 分布式水文模型技术平台概述160

9.3.2 流域分布式暴雨水文模型（PRMS-Storm）构建167

第10章 流域土地利用／覆被变化的水沙效应179

10.1 SWAT模型原理及组成179

10.1.1 SWAT模型原理179

10.1.2 SWAT模型组成179

10.2 SWAT的运行及模型校准180

10.2.1 SWAT的运行180

10.2.2 模型的校准和验证182

10.3 模型的输出182

10.4 基于SWAT模型的马家沟流域产流产沙模拟184

10.4.1 流域数据库的构建184

10.4.2 土地利用和土壤的定义及叠加189

10.4.3 水文响应单元的分配190

10.4.4 创建模型输入文件190

10.4.5 基于马家沟流域的模型校准和验证190

第11章 泥沙来源及流域尺度对洪水过程的影响195

11.1 坡面（沟间地）与沟道（沟谷地）的输沙量195

11.2 流域尺度变化对流域径流的影响198

11.3 流域尺度对流域径流过程的影响200

11.3.1 流域的选取200

11.3.2 流域尺度变化对流域产流模式的影响200

11.3.3 流域尺度的变化对流域洪水过程的影响203

11.4 嵌套流域洪水过程计算模拟205

第12章 流域植被／工程复合作用下的水沙效应208

12.1 流域径流和泥沙对降雨响应208

12.1.1 年际尺度径流和泥沙对降雨响应208

12.1.2 月尺度径流和泥沙对降雨响应211

12.2 流域径流和泥沙对土地利用响应213

12.2.1 对比流域选取213

12.2.2 土地利用现状215

12.2.3 无林流域和森林流域雨季径流对比分析218

12.2.4 多林流域和少林流域雨季径流对比分析220

12.2.5 多林流域和少林流域枯水流量对比分析222

12.2.6 天然林与人工林对流域径流调节作用223

12.2.7 森林植被对流域产沙的影响224

12.3 土地利用和降雨减沙理水耦合效应226

12.3.1 对径流量影响226

12.3.2 对侵蚀产沙影响232

12.4 淤地坝对水沙资源调控效应233

12.4.1 淤地坝减沙效益分析233

12.4.2 淤地坝在流域减沙中作用235

12.4.3 淤地坝淤积库容分析240

12.4.4 单坝拦沙效益比较241

12.5 不同治理范式下流域侵蚀强度变化243

参考文献245