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For undergraduate hydrology courses in engineering, geology, environmental science, forestry, and geography. This text gives a real-world, applications-oriented introduction to engineering hydrology with an emphasis on design. It provides comprehensive coverage of the important hydrologic processes, the effects of land use change (including its detection and modeling), and the ethics and professionalism of a practicing hydrologist. Numerous worked examples, case studies, and exercises in each chapter support the concepts presented.
洪水调控与水文工程：基于流域尺度的综合管理 作者：[此处填写真实的作者姓名] 出版社：[此处填写真实的出版社名称] ISBN：[此处填写真实的ISBN号] --- 内容简介 《洪水调控与水文工程：基于流域尺度的综合管理》是一部深入探讨现代水资源管理与防洪减灾策略的专业著作。本书着眼于全球气候变化背景下日益复杂的水文现象，特别是极端降水事件和流域尺度洪水波动的管理挑战，旨在为水利工程师、流域规划师、环境决策者以及相关领域的研究人员提供一套系统化、前沿且实用的理论框架与工程技术指导。 本书的核心理念是流域整体性与可持续性。我们摒弃了过去孤立地看待单一工程构筑物的传统方法，转而强调从整个水文循环和地理单元出发，进行多目标、跨尺度的综合决策。全书内容严谨，图表丰富，深度融合了经典的水文水力学原理与最新的信息技术应用，特别关注了工程措施与生态友好型解决方案的协同作用。 全书共分为七个主要部分，共计二十章，逻辑清晰地从基础理论推进到复杂的系统设计与风险评估。 第一部分：流域水文过程与风险认知 本部分奠定了全书的理论基础，聚焦于理解流域尺度上的水流动态与不确定性。 第一章：现代水文科学的演进与流域概念的重塑 本章首先回顾了传统水文研究范式，重点阐述了在非平稳气候条件下，如何将流域视为一个动态、耦合的生态-工程系统。引入了“水文系统响应”的概念，强调了土地利用变化、气候模态对产流和汇流过程的深远影响。 第二章：极端水文事件的表征与概率分析 详细阐述了洪水频率分析的最新进展，包括基于非平稳性假设的频率估计方法（如分段分析法）。重点讨论了如何利用先进的极值理论（如Gumbel、Weibull分布）来量化特大洪水（如千年一遇）的发生概率，并介绍了事件驱动型洪水（如暴雨洪水）与长期累积型洪水（如融雪洪水）的差异化风险评估。 第三章：遥感、GIS与分布式水文模型的集成应用 本章深入探讨了如何利用高分辨率遥感数据（如卫星降雨产品、地表水体监测）来驱动现代分布式水文模型（如SWAT, HSPF）。详细介绍了地理信息系统（GIS）在流域特征提取、水文网络构建以及模型校准与验证中的关键作用，强调了数据驱动型模型在实时预报中的潜力。 第二部分：工程防洪体系与结构优化 本部分聚焦于传统与非传统工程手段在洪水控制中的设计、运行与优化。 第四章：水库群联合调度与防洪效益最大化 区别于单一水库的运行规则，本章侧重于区域水库群的梯级优化调度。引入了多目标决策分析（MCDA），平衡防洪、供水、发电与生态基流维持。详细解析了基于预报的实时泄洪方案制定流程，以及水库溃决风险的评估与应急预案。 第五章：河道整治与行洪能力提升的生态学考量 探讨了传统硬化河堤与生态化河岸修复的权衡。重点介绍了基于“自然化”思想的河道断面设计原则，如弯曲度恢复、滩地利用，以及如何通过疏浚、清障等手段，在不显著增加上游风险的前提下，提高河道的过洪能力。 第六章：城市内涝防御与低影响开发（LID）策略 针对快速城市化带来的“下渗不足、径流过快”问题，本章系统介绍了LID技术的工程原理与应用指南。内容涵盖透水铺装、绿色屋顶、下凹式绿地等分散式工程，并结合大型地下调蓄工程（如隧道、蓄水池）的设计规范，构建城市多层次的防洪韧性系统。 第三部分：流域洪水预报与预警系统 本部分侧重于技术前沿，关注信息技术在减轻洪水灾害中的应用。 第七章：实时水文监测网络与数据同化技术 阐述了新一代水文监测站点的布设原则，包括雷达、自动气象站、水位流量计的集成。详细介绍了数据同化技术（如卡尔曼滤波）在校正水文模型状态向量中的应用，以提高短期洪水预报的精度和时效性。 第八章：集合预报系统及其在风险沟通中的作用 针对水文预报固有的不确定性，本章全面介绍了集合预报（Ensemble Forecasting）的构建方法。强调了如何将预报结果转化为概率性风险信息，并指导防汛指挥部门根据不同概率区间制定差异化的应急响应措施。 第九章：洪水演进的智能模型：深度学习的应用潜力 探讨了利用循环神经网络（RNN）、长短期记忆网络（LSTM）等深度学习模型，替代或辅助传统物理模型的可能性。分析了数据驱动型模型在捕捉复杂非线性水文响应方面的优势和局限性。 第四部分：非工程措施与社会韧性建设 本部分转向社会管理、规划约束和非结构化减灾措施。 第十章：洪水风险图编制与国土空间规划的耦合 详细介绍了洪水风险区的识别、分级与图斑绘制技术。阐述了如何将洪水风险信息融入土地利用规划、基础设施选址以及灾害保险制度的设计中，实现“避险导向”的开发管理。 第十一章：流域防洪规划中的多目标协同与冲突消解 探讨了在多方利益主体（农业、工业、生态保护、居民安全）博弈下，如何通过系统动力学或博弈论模型来构建最优防洪策略。重点分析了上下游之间的利益补偿机制和协同防洪协议的制定。 第十二章：社区防灾教育与应急响应的机制设计 关注防灾体系的“最后一公里”。内容涵盖公众风险感知、疏散路径规划、应急物资储备以及社区自救互救能力的培养，旨在提升社会对突发洪水的整体韧性。 第五部分：水文模型的高级应用与不确定性分析 本部分深入技术细节，处理模型应用中的关键挑战。 第十三章：不确定性来源的量化与模型可靠性评估 系统梳理了水文模型中输入数据不确定性、模型结构不确定性、参数不确定性的量化方法（如GLUE方法）。强调了在工程设计中，必须将模型的不确定性纳入安全裕度考量。 第十四章：小流域快速洪水响应建模：快速评估技术 针对突发山洪灾害，介绍了用于快速评估的简化模型（如一维浅水方程的简化形式）和基于事件响应的快速建模流程，以适应极短预报期内的工程决策需求。 第十五章：气候变化情景下的水文响应预测 结合CMIP（耦合模式比较计划）数据，讨论了不同温室气体排放情景下，未来降雨强度、蒸散量和径流特性的可能变化，并据此指导长期水利基础设施的适应性设计。 第六部分：生态水文与水资源可持续性 本部分将洪水调控置于更广阔的生态背景下。 第十六章：河流生态基流的确定与保障 阐述了如何通过水文指标（如变异系数、季节性变化）来量化河流的健康状态，并据此确定最小生态需水量，确保防洪工程不损害河流的生物多样性及其维持功能。 第十七章：水土保持措施对洪水过程的调节作用 分析了植被恢复、梯田建设等水土保持工程对暴雨产流过程的延缓和削减效果，并将其量化参数纳入流域尺度的洪水预报模型中进行耦合计算。 第七部分：跨界与综合水资源管理 第十八章：跨流域调水与洪水风险的溢出效应 研究了大型水利工程对相邻流域或下游区域水文过程的间接影响，讨论了跨界水资源分配中的公平性与效率问题。 第十九章：水旱同控：非常规水资源利用与洪水资源的耦合 探讨了如何将洪水期富余的水资源通过人工回灌、地下水补充等方式进行储存和利用，实现水资源由“灾害负担”向“战略资源”的转化。 第二十章：面向韧性（Resilience）的水文工程新范式 总结全书，提出未来水文工程应从“抵抗（Resistance）”转向“适应与恢复（Adaptation and Recovery）”。强调规划应允许适度的洪水侵入，同时确保系统在遭受冲击后能快速恢复其关键功能。 --- 本书力求在理论深度、技术前沿性和工程实践指导性之间达到完美的平衡，是水利工程领域研究人员和从业者不可或缺的参考手册。
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