研究生优秀教材风采展(一)《现代水文模拟与预报技术》、《现代...--考研网上

2020年9月，教育部、国家发展改革委、财政部联合印发《关于加快新时代研究生教育改革发展的意见》，意见提出要加强课程教材建设，提升研究生课程教学质量。江苏省学位委员会、江苏省教育厅联合发布《江苏省研究生教育质量提升工程（2021-2025年）实施方案》，进一步提出组织实施“研究生优质教学资源建设计划”。
我校长期注重研究生教学资源建设，从2017年开始，以项目形式支持各学院积极开展研究生教育教学改革，包括精品教材、规划教材、精品课程、案例课程、在线课程和教改课题。实施以来，成果渐丰，特推出《研究生优秀教材风采展》，以交流促建设，推动优质资源共享，提升研究生教育教学质量。

一、《现代水文模拟与预报技术》

内容简介

《现代水文模拟与预报技术》本书主要介绍水文模型、数据同化与融合和数值天气预报以及实时洪水校正技术的原理、方法以及一些最新的进展。主要内容包括：水文模型的发展综述；下垫面特征提取、数据同化融合；概念性水文模型如新安江、美国萨克拉门托及半分布式模型tpmodel；基于网格的水文模型，介绍基于网格的新安江模型、topkapi、基于网格的萨克拉门托模型、watelood模型及wrf-hydro；大尺度水文模型vic与swat；水文模型参数率定理论、方法以及水文模型不确定性分析理论和方法及集合预报技术；生态水文模拟、雷达测雨与数值天气预报及实时校正理论与方法。本书可供从事水情防汛、水文水资源、地理和气象等专业科学工作者、工程技术人员和相关学科本科生、研究生教学参考书。

主编简介

李致家

1962年3月出生，博士，河海大学水文水资源学院教授，博士生导师。研究生方向为流域水文模型和洪水预报。联系邮箱：
zjli@hhu.edu.cn

张珂

1979年12月出生，博士，河海大学水文水资源学院教授，博士生导师。研究方向为水灾害预报预警与遥感水文学。联系邮箱：
kzhang@hhu.edu.cn

王栋

1972年11月出生，博士，南京大学地球科学与工程学院水科学系教授，主要研究方向为不确定性问题。联系邮箱：
wangdong@nju.edu.cn

姚成

1982年12月出生，博士，河海大学水文水资源学院副教授，硕士生导师。研究方向为流域水文模型和洪水预报。联系邮箱：
yaocheng@hhu.edu.cn

李巧玲

1982年8月出生，博士，河海大学水文水资源学院副教授，硕士生导师。研究方向为流域水文模型和洪水预报。联系邮箱：
liqiaolinghhu@hhu.edu.cn

黄迎春

1984年1月出生，博士，福州大学土木工程学院讲师，主要研究方向为流域水文模型和洪水预报。联系邮箱：
yingchunhuang2010@outlook.com

教材目录

第 1 章水文模拟与水文模型
1.1 水文模型的发展历史
1.2 水文模型分类
1.2.1 以水文过程为基础的分类
1.2.2 以时间尺度为基础的分类
1.2.3 基于空间尺度的分类
1.2.4 以求解方法为基础的分类
1.2.5 其他分类
1.3 尺度及其影响
参考文献
第 2 章流域下垫面特征提取与分析
2.1 概述
2.2 基于 dem的流域数字化
2.2.1 基本原理
2.2.2 dem预处理
2.2.3 栅格单元流向确定
2.2.4 集水面积的确定和河流栅格点的生成
2.2.5 水系生成
2.2.6 子流域的提取
2.2.7 流域出口断面的自动识别
2.3 流域下垫面特征提取
2.3.1 流域坡度 >坡向的计算
2.3.2 子流域长度的计算
2.3.3 流域面积及河道长度
2.3.4 等流时线分布
2.3.5 地形指数计算方法简介
2.3.6 流域平均坡度与河道平均坡度
2.3.7 地表覆盖类型提取
2.3.8 土壤类型提取
2.4 流域下垫面特征分析
2.5 小结
参考文献
第 3 章数据融合与同化
3.1 概述
3.1.1 数据融合
3.1.2 数据同化
3.2 数据融合
3.2.1 数据融合的定义
3.2.2 数据融合的方法
3.3 数据同化
3.3.1 数据同化的定义
3.3.2 数据同化算法
3.4 数据融合与同化的水文框架
3.4.1 多源降水融合
3.4.2 遥感土壤湿度同化
3.5 小结
参考文献
第 4 章新安江模型-sac模型及 t0pm0del
4.1 新安江模型
4.1.1 引言
4.1.2 模型的结构 ×原理及模型中的差分误差处理
4.1.3 模型的参数和率定
4.1.4 应用经验
4.1.5 增加超渗产流模拟的新安江模型
4.1.6 xaj-dch模型
4.1.7 新安江模型的其他形式
4.2 sac模型
4.2.1 引言
4.2.2 模型的原理和结构
4.2.3 模型的参数
4.3 topmodel
4.3.1 引言
4.3.2 topmodel的原理
4.3.3 topmodel与新安江模型的比较
参考文献
第 5 章具有物理基础的分布式水文模型
5.1 概述
5.2 具有物理基础的分布式水文模型的模拟方法
5.2.1 非饱和土壤水运动
5.2.2 饱和层水流运动
5.2.3 河道水流运动
5.2.4 坡面水流运动
5.3 freze和 harian“蓝图”模型
5.3.1 流域离散
5.3.2 模型组件
5.3.3 讨论
5.4 she模型系统
5.4.1 模型框架— 中心控制部分
5.4.2 截留和蒸散发
5.4.3 坡面与河道径流部分
5.4.4 非饱和流组件
5.4.5 饱和层组件
5.4.6 融雪
5.5 mikeshe系统
5.5.1 模型性能
5.5.2 集成体系结构
5.5.3 mikeshewm
5.6 具有物理基础的分布式水文模型的参数和所需资料
5.7 具有物理基础的分布式水文模型讨论
5.7.1 模型结构与尺度选择
5.7.2 模型率定与检验
5.7.3 模型优势
5.7.4 存在问题
5.7.5 模拟精度不高的原因分析
5.8 小结
参考文献
第 6 章基于网格的水文模型
6.1 topkapi模型和 tokaside模型
6.1.1 topkapi模型
6.1.2 tokaside模型
6.1.3 模型应用检验
6.2 网格新安江模型
6.2.1 模型结构
6.2.2 模型原理
6.2.3 模型参数估计
6.2.4 模型应用
6.3 考虑蓄超时空动态组合的网格新安江模型
6.3.1 模型结构
6.3.2 模型原理
6.3.3 模型参数估计
6.3.4 模型应用
6.4 小结
参考文献
第 7 章 wrf-hydro模型
7.1 引言
7.2 模型原理与结构
7.2.1 陆面模式
7.2.2 汇流演算模块
7.2.3 尺度转化
7.2.4 多参数化方案
7.3 模型输人输出与参数
7.3.1 模型输入输出
7.3.2 模型参数及率定方法
7.4 wrf-hydro模型在渭河流域的应用
7.4.1 流域介绍
7.4.2 驱动场景设计
7.4.3 洪水模拟表现
7.5 wrf-hydro模型与新安江模型对比
7.5.1 结构对比
7.5.2 输入输出信息对比
7.5.3 主要参数对比
7.6 小结
参考文献
第 8 章大尺度水文模型 vic
8.1 模型特点
8.2 模型结构
8.2.1 水量平衡
8.2.2 能量平衡
8.2.3 积融雪模型
8.2.4 汇流模型
8.2.5 冻土模型
8.3 参数估计
8.3.1 植被参数
8.3.2 土壤参数
8.3.3 参数优选
8.4 模型调整
8.5 模型应用
8.5.1 benchmark应用
8.5.2 陆面水文应用
8.5.3 陆气耦合应用
8.5.4 vic模型在中国珠江流域的应用
8.6 小结
参考文献
第 9 章 swat模型
9.1 swat模型发展和应用
9.1.1 swat模型发展
9.1.2 应用情况
9.2 swat模型结构和原理
9.2.1 模型结构
9.2.2 模型原理
9.3 模型参数率定
9.4 计算实例
9.4.1 流域概况
9.4.2 基础数据库的建立
9.4.3 swat模型构建
9.4.4 模拟结果
9.5 swat模型与 modflow的耦合计算
9.5.1 swat模型与 modflow耦合进展
9.5.2 耦合方法
9.5.3 计算实例
9.6 小结
参考文献
第 10 章模型的率定技术
10.1 引言
10.2 模型率定的基本概念
10.3 sce ua算法
10.4 asmo方法
10.5 小结
参考文献
第 11 章集合预报
11.1 水文集合预报方法概述
11.2 气象集合预报的统计后处理
11.2.1 概述
11.2.2 联合概率分布类模型
11.2.3 emos类模型
11.2.4 气象集合预报时空序列生成方法
11.3 水文集合预报的后处理
11.3.1 概述
11.3.2 自回归后处理模型
11.4 水文集合预报的评价方法
11.4.1 精度
11.4.2 可靠性
11.4.3 分辨力
11.4.4 锐度
11.5 小结
参考文献
第 12 章水文模型的可靠性分析
12.1 不确定来源及其量级
12.1.1 自然不确定性
12.1.2 数据不确定性
12.1.3 模型参数不确定性
12.1.4 模型结构不确定性
12.2 模型输出结果可靠性的估计
12.3 可靠性分析方法
12.3.1 mcs方法
12.3.2 lhs方法
12.3.3 mfosm 方法
12.3.4 afosm 方法
12.3.5 rosenblueth点估计方法
12.3.6 har点估计方法
12.3.7 不同可靠性分析方法性能比较
12.4 确定不确定性的关键来源
12.5 有效量化水文信息不确定性的方法——以水文站网优化为例
12.6 小结
参考文献
第 13 章生态水文模拟
13.1 生态水文学简介
13.2 植物与水的关系
13.2.1 水的结构和特性
13.2.2 水在植物体内的传输过程
13.3 植被生物物理过程模拟
13.3.1 植被冠层结构与遥感度量
13.3.2 地表能量平衡与分配
13.3.3 植被蒸腾与土壤蒸发模式
13.3.4 陆地蒸散发模式的全球应用
13.3.5 植被过程动态模拟
13.4 小结
参考文献
第 14 章雷达测雨与数值天气预报
14.1 雷达测雨
14.1.1 天气雷达发展概述
14.1.2 雷达定量估测降水研究进展
14.1.3 雷达估测降水原理和资料预处理
14.1.4 降水量估算方法
14.1.5 雷达定量测雨在水文中的应用概述
14.1.6 雷达估测降水与水文模型的耦合应用实例
14.2 数值天气预报
14.2.1 大气运动的基本方程组
14.2.2 我国数值预报模式 gra#es简介
14.2.3 中尺度数值预报模式—wrf模式简介
14.2.4 气象模式和水文模型的耦合
14.2.5 气象模式和水文模型的耦合应用实例
参考文献
第 15 章实时校正与资料同化的理论和应用
15.1 实时校正方法分类
15.2 预报误差
15.3 预报精度与预见期
15.4 几个实时校正模型及其比较
15.4.1 误差自回归模型
15.4.2 误差反馈法
15.4.3 k-最近邻实时校正法
15.4.4 比较分析
15.5 卡尔曼滤波与马斯京根法结合的实时预报与校正方法
15.5.1 马斯京根矩阵解法
15.5.2 卡尔曼滤波基本原理
15.5.3 基于马斯京根法的卡尔曼滤波
15.6 蓄满产流模型的卡尔曼滤波算法
15.6.1 基本原理
15.6.2 状态空间模型的建立
15.6.3 非线性状态空间方程的线性化处理
15.6.4 推广的卡尔曼滤波方程
15.6.5 应用实例
15.7 时间序列与回归分析法
15.8 人工神经网络分析法
15.8.1 神经网络和 bp模型
15.8.2 河道洪水预报的神经网络模型
15.8.3 神经网络模型在河道洪水预报中的应用
15.9 集合卡尔曼滤波算法
15.10 资料融合同化与实时校正
参考文献

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二、《现代水文信息技术》

内容简介

《现代水文信息技术》系统介绍了感知技术、测控技术、通信技术、计算机技术和集成技术等现代信息技术在水文信息采集、传输、处理和服务中的应用，内容包括现代水文信息技术的内涵、水文监测体系的构建与未来发展趋势、现代感知技术在各种水文要素监测中的应用、现代通信技术在水文信息传输中的应用、水文自动测报系统的关键技术、以及突发水事件应急监测技术。本书通过现代信息技术在水文自动测报系统和国家防汛指挥系统中的应用实践案例，让学生们充分了解水文科技的发展趋势，提高学生们在该学科的理论水平和实际应用能力。

主编简介

张静怡

张静怡，女，1966年出生，副教授，硕士生导师，主要从事水文学及水资源学科的教学和科研工作。1988年毕业于河海大学水文系，2002年获荷兰delft国际水利工程学院（ihe）水文水资源专业硕士学位，2008年获河海大学水文水资源学院博士学位。先后承担水利部创新基金、国家948、国家自然科学基金等纵向和横向科研项目40余项。指导硕士研究生20余名。在sci期刊和国内核心期刊及国际会议上发表第一作者学术论文20余篇。获得江苏省一类精品课程和二类优秀课程各1项，科研成果获水利部大禹水利科学技术一等奖1项。

吴志勇

吴志勇，男，1979年出生，教授，博士生导师，全国优秀博士学位论文获得者。2001毕业于河海大学水文水资源学院，2008年获河海大学水文学及水资源专业博士学位。任河海大学水文水利自动化研究所所长、中国水利学会水文气象学委员会副秘书长、国际水文科学协会中国委员会（cnc-iahs）陆气关系分委会、水文观测分委会、水资源系统分委会委员等。获江苏省优秀学术硕士学位论文指导教师、首届中国水利学会刘光文青年科技奖等称号。入选江苏省高校青蓝工程优秀青年骨干教师培养计划、江苏省333高层次人才培养工程中青年科学技术带头人、教育部新世纪优秀人才支持计划等。先后承担国家自然科学基金面上项目和青年项目、全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目、国家重点研发项目专题、水利部公益性行业科研专项项目、江苏省自然科学基金面上项目等纵向科研项目30余项。指导博、硕士研究生30余名。发表学术论文100多篇，其中sci检索40余篇；出版学术专著2部，参编专著2部。科研成果获水利部大禹水利科学技术一等奖2项，珠江水利委员会科学技术二等奖1项。

唐运忆

唐运忆，男，1963年出生。1985年7月毕业于华东水利学院陆地水文专业。现任江苏省水文水资源勘测局研究员级高级工程师，长期从事水文监测、水文情报预报工作。近年主编出版《2015年苏南地区暴雨洪水》、《2016年江苏省暴雨洪水》等专著，主编《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》（db32/t3675-2019）等地方标准。

教材目录

第 1 章绪论
1.1 我国的四大水问题及其发展变化
1.1.1 中国水资源面临的四大问题
1.1.2 我国四大水问题的发展与变化
1.2 现代水文信息技术内涵
1.2.1 水文现代化的内涵
1.2.2 现代水文信息技术的基本概念
1.2.3 水文监测面临的挑战和需求
1.3 现代水文监测体系
1.3.1 国外水文监测体系概况
1.3.2 我国水文监测体系的发展
1.3.3 现代水文监测体系
第 2 章水文信息基本理论
2.1 概述
2.1.1 水信息学的诞生及其进展
2.1.2 水信息学的主要研究内容
2.1.3 水信息学的应用和发展趋势
2.2 水文测站
2.1.1 定义
2.1.2 分类
2.2.3 水文测站的设立
2.3 水文站网
2.3.1 定义及目的
2.3.2 基本水文站网布设原则
2.3.3 站网布设中存在的问题
2.3.4 水文站网规划和优化
第 3 章现代水文信息采集技术
3.1 现代感知技术
3.1.1 传感器感知技术
3.1.2 集成智能传感器
3.1.3 物联网技术
3.1.4 无线传感器网络
3.2 水位计
3.2.1 水位仪器现状
3.2.2 浮子式水位计
3.2.3 超声波水位计
3.3 雨雪和蒸发监测技术
3.3.1 降水量观测要求和方法
3.3.2 监测仪器
3.3.3 翻斗式雨量计
3.3.4 称重式雪量计
3.3.5 雷达测雨
3.3.6 降水量观测误差
3.3.7 水面蒸发观测
3.4 流速测量
3.4.1 流速仪器现状
3.4.2 转子式流速仪
3.4.3 电波流速仪
3.4.4 电磁流速仪
3.5 流量测验
3.5.1 流量测验新仪器现状
3.5.2 声学多普勒流速剖面仪
3.5.3 声学时差法流量仪
3.5.4 流量实时在线监测
3.6 泥沙测验
3.6.1 泥沙测验仪器现状
3.6.2 悬移质采样器
3.6.3 光学散射测沙
3.6.4 tes-91泥沙在线监测系统
3.6.5 推移质泥沙测验
3.6.6 跃移质泥沙测验
3.6.7 河床质泥沙测验
3.7 水质监测
3.7.1 水质监测现状
3.7.2 水质监测仪器
3.7.3 电极法水质仪
3.7.4 水质在线自动监测系统
3.7.5 生物类监测仪
3.8 地下水及墒情监测
3.8.1 地下水水位监测
3.8.2 地下水水质监测
3.8.3 地下水水温监测
3.8.4 地下水出水量监测
3.8.5 墒情监测
第 4 章现代水文信息传输技术
4.1 现代通信技术概论
4.1.1 通信和通信网
4.1.2 通信系统的组成及功能模块
4.1.3 通信的方式
4.1.4 通信系统的分类
4.1.5 通信系统的主要性能指标
4.1.6 通信技术的发展现状及趋势
4.2 超短波通信技术
4.2.1 无线通信概述
4.2.2 超短波通信的组网结构
4.2.3 通信组网电路设计
4.2.4 超短波通信设备配置
4.3 电话通信技术
4.3.1 电信业务网概述
4.3.2 公网有线通信
4.3.3 pstn通信设备配置
4.4 卫星通信技术
4.4.1 卫星通信概述
4.4.2 海事卫星c
4.4.3 北斗卫星
4.5 移动通信技术
4.5.1 移动通信概述
4.5.2 短信通信
4.5.3 gprs通信
4.5.4 3g、4g以及5g移动通信系统
4.6 水文信息传输
4.6.1 各种通信方式的对比
4.6.2 应用现状及实例
第 5 章水文自动测报系统
5.1 概述
5.1.1 水文自动测报的目的和意义
5.1.2 水文自动测报系统的基本概念
5.1.3 我国水文自动测报系统的发展历程
5.1.4 最新技术进展和发展趋势
5.2 系统功能和组成
5.2.1系统功能
5.2.2 系统组成
5.3 系统规模和工作体制
5.3.1 系统规模
5.3.2 工作体制
5.4 信息流程和通信组网方案
5.4.1 信息流程
5.4.2 通信组网方案
5.5 系统设备配置
5.5.1 遥测设备
5.5.2 传感器
5.5.3 通信设备
5.5.4 遥测终端机
5.5.5 中继机
5.5.6 其他配套设备
5.5.7 中心站设备
5.6 数据处理系统
5.6.1 数据处理系统的内容和要求
5.6.2 数据处理系统的功能
5.6.3 中心软硬件平台技术
5.7 实例
第 6 章突发水事件应急监测技术
6.1 水文应急监测体系现状
6.1.1 突发性水事件的特性
6.1.2 水文应急监测的特点
6.2 堰塞湖监测
6.2.1 堰塞湖监测的主要工作内容
6.2.2 应急控制网的建立及实施
6.2.3 堰塞湖坝体测量
6.2.4 堰塞湖水位监测
6.2.5 应用举例：唐家山堰塞湖水文应急监测
6.3 突发性水污染事件监测
6.3.1 突发性水污染事件的分类
6.3.2 水污染应急监测的作用
6.3.3 应急监测的基本要求
6.3.4 应急监测的主要方法
6.3.5 现场应急监测的主要仪器
6.4 分洪与溃口洪水监测
6.4.1分洪溃口流量测验
6.4.2 溃口最大流量及沿程最大流量计算
6.5 冰塞冰坝监测
6.5.1 冰塞冰坝监测的主要工作内容
6.5.2 冰塞冰坝监测
6.5.3 冰坝特征估算
参考文献

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文字 | 河海大学研究生院、水文水资源学院

图片 | 河海大学研究生院、水文水资源学院

编　辑 | 高雨慧

责　编| 朱峻质

指导 | 王慧

审　核| 房阔

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