流域径流模拟一直是水文科学研究的重点内容，水文模型常用于径流模拟。伴随着计算机技术和3S技术的飞速发展，水文模型从概念性水文模型逐步发展至分布式与半分布式水文模型，这些模型的诞生和发展极大地丰富了水文科学的研究内容。本书以洪安涧河流域为研究对象，系统研究和分析了洪安涧河流域变化环境下流域径流响应机制，以及SWAT模型、新安江模型、HEC-HMS模型和TOPMODEL模型在洪安涧河流域洪水预报中的应用，结合《水文水情预报规范》对各模型模拟结果进行分级和精度对比。本书具有系统性、新颖性和实践性的特点。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 水文模型国内外研究进展 1
1.1.1 水文模型研究进展 1
1.1.2 SWAT模型的研究现状和进展 2
1.1.3 HEC-HMS分布式水文模型的研究现状 4
1.1.4 TOPMODEL模型研究现状 5
1.2 气候变化对径流影响的研究现状和进展 6
1.3 土地利用变化对径流影响的研究现状和进展 8
1.4 水文模型参数优选研究进展 9
第2章 洪安涧河流域概况 10
2.1 流域概况 10
2.1.1 地理位置 10
2.1.2 河流水系 10
2.1.3 土壤条件 13
2.1.4 土地利用情况 13
2.1.5 工程概况 14
2.2 历史山洪记录 15
2.2.1 历史文献洪水资料记载 15
2.2.2 山西省历史洪水调查成果 16
2.2.3 当地水旱记载 16
2.3 社会经济概况 17
第3章 变化环境下的洪安涧河流域径流响应机制 18
3.1 气候与土地利用变化对径流的影响研究 19
3.1.1 气候变化下径流响应机制研究方法 19
3.1.2 流域气候特征分析 19
3.1.3 气候变化情景模拟结果分析 20
3.2 土地利用变化下的径流响应机制 23
3.2.1 土地利用类型变化下径流响应机制研究方法 23
3.2.2 土地利用类型资料处理 24
3.2.3 土地利用变化下的径流响应机制 27
3.3 气候与土地利用对径流影响贡献率分析 29
3.4 水库塘（堰）坝建设对水文要素的影响分析 31
3.4.1 水库塘（堰）坝数据分析 31
3.4.2 水利工程建设影响要素 32
3.5 小结 33
第4章 TIGGE降雨产品径流预报 34
4.1 集合预报数据库 34
4.1.1 TIGGE数据简介 34
4.1.2 ECMWF降雨集合预报信息介绍 35
4.2 预报数据的检验及精度分析 36
4.2.1 数据的获取和处理 36
4.2.2 ECMWF数据检验及检验结果 39
4.3 ECMWF径流预报结果及分析 41
4.4 小结 42
第5章 基于SWAT模型的径流模拟 43
5.1 SWAT模型简介 43
5.1.1 SWAT模型的发展 43
5.1.2 SWAT模型的原理与结构 45
5.2 SWAT模型的建立 50
5.2.1 数据库构建 50
5.2.2 水文参数提取 55
5.3 模型应用 58
5.3.1 模拟方法 58
5.3.2 参数的敏感性分析 60
5.3.3 参数率定 62
5.3.4 模拟结果与分析评价 63
5.4 小结 67
第6章 新安江模型在山区洪水预报中的应用 68
6.1 新安江模型结构与参数 68
6.1.1 模型结构 68
6.1.2 模型单元划分 70
6.1.3 产汇流计算 70
6.1.4 河道洪水演进 74
6.2 考虑人类活动影响的新安江模型洪水预报 74
6.2.1 模型单元划分 75
6.2.2 人类活动对新安江模型参数的影响 76
6.3 SCE-UA算法对新安江模型参数的优选 76
6.3.1 SCE-UA算法 76
6.3.2 SCE-UA参数寻优 78
6.3.3 新安江模型评价标准 79
6.4 模型应用 80
6.4.1 数据收集和处理 80
6.4.2 新安江模型在洪安涧河流域中的应用 83
6.4.3 考虑人类活动的新安江模型在洪安涧河流域中的建立及求解 84
6.4.4 基于SCE-UA方法的改进新安江模型应用求解 86
6.4.5 模型结果分析比较 87
6.5 小结 92
第7章 基于HEC-HMS模型的洪水预报 93
7.1 HEC-HMS模型原理及结构 93
7.1.1 流域模块 93
7.1.2 气象模块 93
7.1.3 控制运行模块 94
7.1.4 时间序列模块 94
7.2 HEC-HMS模型计算模块 94
7.2.1 产流计算 95
7.2.2 直接径流计算 96
7.2.3 河道汇流计算 97
7.3 参数优选 98
7.3.1 优化方法 99
7.3.2 优化目标函数 100
7.4 洪水预报误差和精度等级评价 100
7.5 模型的率定与验证 101
7.5.1 场次洪水的选择 101
7.5.2 模型参数率定 102
7.5.3 模拟结果 103
7.6 小结 110
第8章 基于TOPMODEL模型的洪水预报 111
8.1 TOPMODEL模型原理及结构 111
8.1.1 蒸发计算 112
8.1.2 产流计算 112
8.1.3 汇流计算 114
8.1.4 模型参数 114
8.2 模型构建 115
8.2.1 流域地形指数计算 115
8.2.2 流域水流长度计算 116
8.2.3 水文数据 117
8.3 TOPMODEL模型的率定与验证 120
8.3.1 参数率定 120
8.3.2 模拟结果 121
8.4 小结 127
第9章 结语 128
参考文献 131
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