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尚松浩 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030246080

商品编码：29596028146

包装：平装

出版时间：2009-05-01

基本信息

书名：土壤水分动态模拟模型及其应用

定价：48.00元

作者：尚松浩

出版社：科学出版社

出版日期：2009-05-01

ISBN：9787030246080

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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土壤水是联系地表水和地下水的纽带，是农作物、林草等植物耗水的主要来源，同时与土壤中的盐分、污染物运移密切相关。因此土壤水分与水文循环、植物耗水及生长、土壤及地下水环境等有密切的关系，土壤水动态变化规律是水文学、土壤学、农田水利学、生态学等学科共同关注的领域。本书系统总结了作者10余年来在土壤水动态模拟模型及其应用方面所取得的研究成果。主要模型包括指数消退模型、人工神经网络模型、水量平衡模型、冻融期土壤水热耦合传输模型、SPAC水热耦合传输模型等。本书可作为水文学、土壤学、气象学、农业水土工程等学科研究生的教学参考书，也可供相关专业技术人员参考。

内容提要

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本书系统总结了作者十余年来在土壤水分动态模拟模型及其应用方面的研究成果，主要模型包括指数消退模型、人工神经网络模型、水量平衡模型、冻融期土壤水热耦合传输模型、土壤－植物－大气连续体（SPAC）水分运移模型、SPAC水热耦合传输模型，主要应用领域包括土壤水分动态变化过程模拟分析、农田水分消耗与转化规律分析、农田水分合理调控与优化灌溉制度等。
本书可作为水文学、土壤学、气象学、农业水土工程等学科研究生的教学参考书，也可供相关专业技术人员参考。

目录

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前言
主要符号列表
章 概述
1.1 土壤水研究的背景与意义
1.2 土壤水分动态模拟模型的类型
1.3 现场试验基本情况与本书主要模型简介
第2章 土壤水分指数消退模型及其应用
2.1 土壤水分的指数消退模型
2.2 指数消退模型在冬小麦田间土壤水分动态预报中的应用
2.3 小结
第3章 土壤水分模拟的BP网络模型及其应用
3.1 BP网络与BP算法
3.2 BP网络模型在土壤水分动态模拟预报中的应用
3.3 小结
第4章 农田土壤水量平衡模型及其应用
4.1 农田土壤水量平衡模型
4.2 北京与晋中冬小麦田间水量平衡模拟分析
4.3 农田水量平衡模型在作物非充分灌溉制度优化中的应用
4.4 小结
第5章 裸地土壤水动力学模型及其应用
5.1 裸地土壤水动力学模型
5.2 土壤水动力学模型的数值计算方法
5.3 降水人渗过程的数值模拟
5.4 蒸发条件下土壤水热传输的数值模拟
5.5 小结
第6章 冻土水热耦合迁移模型及其应用
6.1 冻土水热迁移模型及其数值计算方法
6.2 冻土水热特性参数
6.3 地下水位恒定情况下冻土水热迁移模拟分析
6.4 地下水位变化情况下冻土水热迁移模拟分析
6.5 蒸发条件下冻土水热迁移模拟分析
6.6 小结
第7章 农田SPAC水分运移模型及其应用
7.1 作物生长条件下农田SPAC水分运移模型
7.2 模型检验及模拟分析
7.3 北京冬小麦－夏玉米灌溉制度与土壤水动态模拟分析
7.4 小结
第8章 农田SPAC水热传输模型及其应用
8.1 水分胁迫条件下SPAC水热传输模型的建立
8.2 SPAC水热传输模型的求解
8.3 北京冬小麦田间水热传输模拟分析
8.4 新疆叶尔羌河绿洲冬小麦动态耗水规律模拟分析
8.5 新疆叶尔羌河绿洲地下水浅埋区农田水热传输模拟分析
8.6 小结
第9章 结论与展望
9.1 土壤水动态模拟模型
9.2 土壤水动态模拟模型的应用
9.3 土壤水动态模拟模型的发展方向
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《城市水循环管理：理论、模型与实践》 引言：城市水文系统的复杂性与可持续发展需求 随着全球城市化进程的加速，城市水系统面临着前所未有的挑战。传统的“线性”水管理模式——从取水、输送到排放——已无法适应现代城市对水资源安全、水环境质量以及防洪减灾日益增长的需求。城市是一个高度复杂的人工生态系统，其水循环过程受到自然气候条件、城市下垫面结构（如不透水层、绿地、水体）以及人类活动（如供水、排水、污水处理）的共同影响。理解和模拟这一复杂的水循环机制，是实现城市可持续发展和建设韧性城市的基础。 本书《城市水循环管理：理论、模型与实践》旨在系统梳理和深入探讨现代城市水循环的科学原理、先进的模拟方法及其在实际城市水务管理中的应用。本书内容聚焦于水资源的可持续利用、城市内涝风险的精细化管理、雨洪资源的有效调蓄以及城市水环境的生态修复，强调将理论研究与工程实践紧密结合。 第一部分：城市水循环基础理论与特征 本部分首先奠定了理解城市水文过程的理论基础。城市化对自然水文过程产生了显著的扰动，这些扰动是进行科学管理的前提。 第一章：城市化对水文过程的影响机制 本章详细分析了城市化过程中地表覆盖变化的物理机制，特别是透水性地表被不透水结构（道路、屋顶、广场）取代后，如何影响降雨的入渗、地表径流的产生与汇集速率。探讨了城市热岛效应如何间接影响蒸散发过程。阐述了城市水循环中“快响应”特征的形成，即降雨事件后径流峰值的迅速抬升与缩短，这直接导致了城市内涝风险的加剧。 第二章：城市水文要素的时空分布与量化 本章侧重于城市水文关键要素的精确量化。深入讨论了城市降雨场的空间异质性及其在小流域尺度上的代表性问题。重点分析了城市地表蒸散发的估算方法，比较了传统Penman-Monteith模型在城市复杂冠层下的修正需求。此外，对城市供水管网漏损、污水排放的时空变化规律进行了量化描述，将这些“人为”水流纳入到整个城市水平衡分析框架中。 第三章：城市水文过程的耦合效应 城市水循环不再是简单的地表水、地下水过程的叠加，而是多圈层、多要素的复杂耦合。本章探讨了地表径流与地下水补给、城市排水管网水流、河流系统水动力过程以及城市空气湿度和气温之间的相互反馈机制。特别是对“快速径流—高污染负荷”耦合现象的机理进行了剖析，为后续的水污染控制奠定基础。 第二部分：城市水循环模拟模型构建与应用 本部分是本书的核心，系统介绍了用于解析城市水文过程的各类数学模型，从概念模型到分布式、完全耦合模型，并强调了模型在不同管理目标下的选择与应用。 第四章：城市小流域尺度水文模型 本章详细介绍了一系列适用于城市尺度或小流域尺度的水文模型。重点阐述了基于“等效不透水率”的径流系数法在快速估算中的局限性，并深入讲解了如SWMM（Storm Water Management Model）等在处理城市小尺度、快响应水文事件中的优势。讨论了如何将城市基础设施（如排水管网、泵站）的运行条件嵌入到水文模型中，实现水力与水文的初步耦合。 第五章：城市雨洪过程的精细化二维/三维模拟 随着计算能力的提升，对城市内涝进行精细化模拟成为可能。本章聚焦于二维（2D）和三维（3D）浅水动力学模型（如基于有限差分或有限元方法）在城市街道和低洼区域的积水深度、流速预测中的应用。详细介绍了如何利用高分辨率的数字高程模型（DEM）构建城市地形，如何准确模拟水流穿越建筑物和障碍物的过程，以及如何耦合地表水与地下水的交换过程，以评估城市防洪安全。 第六章：城市水质模型的集成与应用 水质是城市水循环管理中的另一重要维度。本章讨论了城市水质模型的构建，包括非点源污染负荷的产生与传输（如初期雨水径流中的污染物负荷）。重点介绍如何将污染物输送模型与水动力模型耦合，模拟污染物在城市河流、湖泊乃至地下水中的迁移转化过程，特别是针对重金属和病原体的模拟策略。 第七章：水资源系统的集成管理模型 本章着眼于宏观尺度的水资源调配。探讨了如何构建包含供水、需求预测、水库调度与非常规水源（如再生水、雨水收集）利用的综合优化模型。模型目标是实现水资源利用效率的最大化与用水安全风险的最小化，特别是在干旱年份的水资源应急调度策略的建立。 第三部分：城市水循环管理的实践与创新 本部分将理论模型应用于实际工程和管理决策中，探讨了“海绵城市”理念下的新型技术与管理范式。 第八章：基于模型的内涝风险评估与规划 本章阐述了如何利用前述的模拟工具进行城市内涝风险的定量评估。从概率性风险分析（如不同重现期降雨下的淹没范围）到实时预警系统的构建，详细介绍了模型在城市防洪规划、重要设施保护优先级排序中的作用。探讨了“源头减排、过程控制、系统治理”的理念如何通过模型进行量化验证。 第九章：海绵城市建设中的工程技术与模型验证 “海绵城市”强调恢复城市水文的自然功能。本章详细介绍了各类低影响开发（LID）设施（如雨水花园、下凹式绿地、透水铺装）的设计参数及其对水文过程的影响。重点在于如何将LID措施的尺度效应和空间布局纳入到大尺度的城市水循环模型中进行模拟和优化设计，以量化LID对削减洪峰和径流污染的贡献度。 第十章：智能水务与实时决策支持系统 面向未来，城市水管理正朝着智能化方向发展。本章探讨了物联网（IoT）传感器数据、遥感信息与水循环模型如何集成，构建实时的水文气象预报和决策支持系统。阐述了数据同化技术在校正模型预测偏差、提升实时预报精度中的关键作用，为城市管理者提供即时、可靠的水务信息。 结语：面向韧性与生态的未来城市水治理 本书的最终目标是为城市水务规划者、工程师和研究人员提供一套科学的方法论和工具箱，以应对日益严峻的水挑战。未来的城市水管理必须更加强调系统的韧性、生态的友好性以及管理的智慧化。通过深入理解城市水循环的内在规律，结合先进的模拟技术，才能构建出真正安全、可持续、宜居的现代城市。

评分☆☆☆☆☆

这本书名听起来就带着一种严谨而深邃的学术气息，让我这个对土壤和水循环一直充满好奇的读者，不禁产生了跃跃欲试的冲动。虽然我并非土壤学或水文学领域的专业人士，但“动态模拟”和“应用”这两个词汇，已经暗示了这本书并非纸上谈兵，而是充满了解决实际问题的可能。我猜测，书中很可能深入浅出地阐述了构建一个有效的土壤水分动态模拟模型所需要考虑的各个环节，从基础的物理化学原理，到各种影响因素的量化，再到模型验证和参数校准的方法。更重要的是，它可能还会具体探讨这些模型在不同场景下的应用，比如农业灌溉的优化、水资源的管理、干旱预测，甚至是气候变化对区域水分平衡的影响评估。我非常期待书中能够通过生动的案例研究，将抽象的模型概念具象化，让我理解这些复杂的模型究竟是如何帮助我们理解和应对现实世界中的水资源挑战的。如果书中能够配以清晰的图表和数据分析，那将是对我这样的非专业读者极大的福音，能帮助我更直观地理解那些可能相当复杂的数据和结果。我希望它不仅仅是一本理论性的著作，更是一本能够激发思考、指导实践的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的兴趣，主要源于其“应用”二字所蕴含的实用价值。作为一名长期关注环境可持续发展的普通人，我深知水资源的重要性，也常常为干旱和洪涝等极端天气事件感到忧虑。因此，一本能够提供科学工具来预测和管理土壤水分的书籍，对我来说具有非凡的吸引力。我设想，这本书可能会详细介绍几种目前在国际上广泛应用的土壤水分模拟模型，比如DNDC、SWAT，或者是其他的专有模型，并对其各自的优缺点、适用范围进行深入的对比分析。更吸引我的是，书中或许会提供大量的实际案例，展示这些模型是如何在不同地理区域、不同土地利用类型下发挥作用的。例如，它可能会讲述如何利用模型来指导精准农业，实现节水灌溉，提高作物产量；或者如何通过模型分析，为区域水资源规划和调度提供科学依据，以应对日益严峻的水资源短缺问题。我特别期待书中能讨论模型在应对气候变化带来的影响方面的潜力，比如预测未来土壤水分状况的变化趋势，以及为适应性措施提供建议。如果书中能够包含一些模型软件的使用指南或者数据处理的建议，那将是锦上添花，让我能够更直接地接触到这些先进的技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书名直击我内心深处对“土壤”和“水分”这两个基本自然元素的好奇。我一直觉得，土壤不仅仅是承载万物的基石，它本身就是一个充满生命力的复杂系统，而水分则是这个系统中至关重要的“血液”。“动态模拟”这个词，让我联想到书中可能在用一种科学、严谨的方式，去刻画土壤水分在不同环境条件下的“表情”变化。我猜想，书中会从最基础的土壤物理学出发，讲解水分在土壤孔隙中的运动机制，比如毛细管作用、重力作用，以及这些作用是如何受到土壤质地、结构、含水量等因素影响的。而“模拟”则意味着，这本书会尝试用数学语言和模型来“复刻”这些自然过程，让我能够理解，我们是如何通过模型来预测未来的土壤水分状况的。更吸引我的是“应用”这个词。我非常期待书中能提供一些具体的、具有启发性的应用案例，比如在干旱地区的抗旱减灾，在湿润地区的水土保持，甚至是在城市绿化和生态修复工程中，土壤水分模型能够发挥怎样的作用。我希望这本书不仅能让我增长知识，更能让我理解，这些看似抽象的模型，是如何实实在在地为解决现实世界中的水资源问题贡献力量的，让我能够感受到科学的魅力和力量。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“土壤水分动态模拟模型及其应用”这个书名时，脑海中立刻浮现出无数个关于水在土壤中运动的画面。作为一名对自然科学充满探索精神的读者，我尤其对“动态模拟”这个概念感到着迷。这是否意味着书中会深入浅出地解析土壤中水分的复杂行为，比如它如何渗入地下、如何在土壤层中移动，又如何通过蒸发和植物蒸腾作用回到大气中？我好奇书中是否会介绍一些经典的、或者前沿的数学模型，用以描述和预测这些动态过程，并且会不会详细讲解构建这些模型所依赖的物理原理和数学工具。更令我兴奋的是“及其应用”这部分。我希望这本书能展示这些模型是如何被运用到实际生活中，比如在农业生产中优化灌溉策略，减少水资源浪费；在环境保护领域，如何评估土地利用变化对土壤水分的影响；甚至是在水文地质调查中，如何利用模型来推测地下水的补给和排泄。我期待书中能够提供一些具体的案例分析，展示模型是如何帮助决策者做出更科学、更有效的管理和规划。如果书中能够涉及一些与遥感、GIS等技术相结合的应用，那将是极大的亮点，因为它能将模型模拟的成果与现实世界的空间信息进行有效整合。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，精准地抓住了我对某一领域求知欲的核心。我一直对自然界的“动态”过程充满好奇，而土壤水分正是这样一个既基础又极其复杂的动态系统。我推测，书中一定会花大量篇幅去解析土壤水分的运动规律，这可能涉及到水分的入渗、传导、蒸发、蒸腾等一系列物理过程，并且会探讨土壤质地、结构、温度、湿度以及植被覆盖等多种因素是如何相互作用，共同影响着这些过程的。我尤其期待的是，这本书能够提供一种系统性的思维方式，教会读者如何将这些分散的、看似杂乱无章的自然现象，通过数学模型的方式进行整合和量化。所谓“模拟”，我理解为是一种用模型来“扮演”真实世界的能力，而“应用”则意味着这种扮演并非为了好玩，而是为了解决实际问题。因此，我迫切想知道，这本书是如何将模型从理论推演走向实际应用的，是否会介绍一些成熟的建模软件，或者提供一些构建自定义模型的思路和方法。我想象着，书中可能会有一些令人振奋的应用场景，比如在环境修复、土壤改良、乃至是地质灾害预警等方面，土壤水分模拟都可能扮演着至关重要的角色，而这本书恰好能够为我打开这扇通往实际应用的大门。