水文过程的非平稳性及其模拟与生态水文效应已成为水文科学研究及水资源管理的热点与学术前沿。本书是在华南湿润区地表径流过程非平稳性时空特征及其水生态效应多年系统研究的基础上进行总结与提炼而形成的系统性学术成果，全面揭示了气候变化和人类活动影响下水文过程的时空规律，从全国尺度和流域尺度系统评价了水文过程变异可能对水生态系统及水生物多样性的影响。针对变化环境下极端水文过程的洪水量级和频率变化特征，初步构建了非平稳性识别、非平稳性洪水频率分析模型和非平稳性重现期计算方法等一套适应变化环境的水文频率分析理论体系。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的和意义 2
1.3 国内外研究进展 3
1.3.1 洪水时空变化特征 3
1.3.2 登陆热带气旋及其对洪水的影响 4
1.3.3 海洋表面温度异常与地表径流过程的遥相关 5
1.3.4 人类活动对径流过程的影响及其水生态效应 6
1.3.5 非平稳性洪水频率分析理论与方法 7
1.4 当前研究存在的问题 10
1.5 研究内容及框架 11
1.5.1 研究内容 11
1.5.2 研究框架 12
参考文献 13
第2章 洪水极值时空特征及洪水频率分析 21
2.1 研究区域和数据 21
2.2 研究方法 23
2.2.1 多重趋势检测 23
2.2.2 广义极值分布 23
2.2.3 核估计技术 24
2.3 洪水量级多重趋势分析 25
2.4 洪水频率特征 25
2.5 历史时期洪水风险分析 29
2.6 讨论与小结 31
2.6.1 讨论 31
2.6.2 小结 33
参考文献 34
第3章 洪水极值时空特征及热带气旋影响 36
3.1 研究区域和数据 36
3.2 热带气旋导致的洪水事件识别 38
3.3 洪峰的混合分布特征 38
3.4 热带气旋对洪峰量级的影响 42
3.5 热带气旋对洪峰极值分布的影响 44
3.6 讨论与小结 46
3.6.1 讨论 46
3.6.2 小结 47
参考文献 47
第4章 洪水极值及平均流量时空特征受低频气候变化的影响 49
4.1 研究区域和数据 50
4.2 研究方法 52
4.2.1 年平均和洪峰流量序列空间分解及时间模态 52
4.2.2 气候指标和年平均及洪峰流量的遥相关关系 52
4.2.3 气候指标对年平均和洪峰流量影响的遥感性分析 53
4.3 气候指标对年平均和洪峰流量时空分解模态的影响 53
4.4 气候指标对年平均和洪峰流量影响的时间平稳性 57
4.5 不同事件/时期气候指标对年平均和洪峰流量的影响 59
4.6 气候指标对年平均和洪峰流量灵敏度影响 62
4.7 小结 66
参考文献 66
第5章 洪水极值非平稳性对洪水频率分析的影响及其防洪风险评估 70
5.1 研究区域和数据 70
5.2 研究方法 72
5.2.1 变异点检测 72
5.2.2 时间趋势检测 73
5.2.3 GAMLSS模型 73
5.2.4 长期持续效应检测 75
5.2.5 累计距平曲线法 75
5.2.6 洪水极值频率分布拟合线型 76
5.2.7 指数趋势拟合模型 76
5.2.8 考虑时间趋势的洪水频率分析模型 77
5.2.9 非平稳性条件下重现期计算和防洪风险评估 77
5.3 非平稳性和尺度特征分析 79
5.3.1 变异点分析 79
5.3.2 变异前后趋势变化 81
5.3.3 GAMLSS结果分析 84
5.3.4 长期持续效应分析 87
5.4 水文变异对洪水频率分析的影响 90
5.4.1 CSDMC分析结果 90
5.4.2 变异前后概率极值分布函数变化 90
5.4.3 变异前后设计流量值变化 94
5.4.4 变异前后洪水重现期及频率变化 98
5.5 水文趋势对洪水频率分析的影响 101
5.5.1 正态性检验 101
5.5.2 趋势检验和分析 102
5.5.3 考虑时间趋势的洪水频率分析 105
5.5.4 基于非平稳性的洪水重现期和防洪风险评估 108
5.6 讨论与小结 111
5.6.1 讨论 111
5.6.2 小结 112
参考文献 114
第6章 基于水库调节及低频气候变化的非平稳性洪水频率分析 117
6.1 研究区域和数据 117
6.2 研究方法 119
6.2.1 水库指标 119
6.2.2 GAMLSS 119
6.3 水库指标分析 121
6.4 GAMLSS模型构建 121
6.5 非平稳性模型分析 124
6.6 非平稳性模型与平稳性模型模拟结果比较研究 127
6.7 基于非平稳性模型的水文过程模拟及预测 131
6.8 小结 132
参考文献 133
第7章 径流过程时空特征及水利工程影响与水生态效应 135
7.1 研究区域和数据 136
7.1.1 区域尺度 136
7.1.2 典型小流域 137
7.2 研究方法 138
7.2.1 基于Gini系数的径流年内分配均匀度评价 138
7.2.2 基于ANOSIM径流空间均匀度评价 139
7.2.3 生态剩余和生态赤字 140
7.2.4 径流过程改变程度评价 141
7.2.5 生物多样性影响评价 141
7.3 中国地表径流过程时空均匀度评价 142
7.3.1 年内分配均匀度变化 142
7.3.2 空间均匀度变化 145
7.3.3 降水、径流特征变化 147
7.4 河流流态时空特征及其对水生物多样性的影响 155
7.4.1 生态径流指标 155
7.4.2 水文过程变异程度评价 158
7.4.3 生态径流变化及其对生物多样性的影响 161
7.4.4 生态径流指标与IHA32 指标比较 164
7.5 讨论与小结 166
7.5.1 讨论 166
7.5.2 小结 167
参考文献 168
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