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第1章 绪论 1

1.1 研究背景与意义 1

1.2 国内外研究进展 3

1.2.1 分布式水文模型研究进展 3

1.2.2 陆气耦合模式研究进展 6

1.2.3 非一致性条件下的气象水文集合预报 8

1.3 关键科学问题 11

1.4 技术大纲 12

第2章 气候变化条件下的数值天气预报技术 14

2.1 数值天气预报模式WRF 14

2.1.1 模式总体结构 14

2.1.2 模式坐标与离散格式 15

2.1.3 WRF模式物理过程及参数化方案 17

2.2 WRF模式在雅砻江流域的本地化应用 20

2.2.1 研究区域 20

2.2.2 高性能计算环境 21

2.2.3 雅砻江流域WRF模式构建 22

2.3 预报结果评价指标体系 24

2.3.1 评价指标 24

2.3.2 基于Euclid贴近度的综合评价方案 26

2.4 参数化方案动态优化 27

2.4.1 参数化方案组合及实验设计 28

2.4.2 不同参数化方案组合的模拟结果评价 30

2.4.3 不同参数化方案组合欧几里得（Euclid）贴近度评价及优选 46

2.5 小结 47

第3章 高强度人类活动影响的水文模拟技术 49

3.1 模型空间单元划分方法 49

3.1.1 参数分区划分 49

3.1.2 子流域划分 50

3.1.3 子流域内部单元划分 51

3.1.4 土地利用单元划分 52

3.1.5 水利工程处理 53

3.2 气象要素空间展布方法 55

3.3 考虑人类活动影响的水循环产汇流计算 56

3.3.1 产流计算 56

3.3.2 汇流计算 58

3.3.3 水库调洪计算 59

3.4 不同规模水库通用调度图优化技术 63

3.4.1 调度图绘制 64

3.4.2 基于DDS算法的水库参数率定 66

3.5 第二松花江流域洪水预报应用验证 67

3.5.1 流域概况 67

3.5.2 下垫面资料收集与整理 68

3.5.3 分布式模型应用验证 69

3.5.4 土地利用变化对径流影响 72

3.5.5 流域水利工程调查基本资料整理分析 79

3.5.6 水利工程运行对暴雨洪水汇流过程的影响 81

3.6 小结 94

第4章 水文模型参数高效率定技术 95

4.1 水文模型参数赋值 95

4.1.1 产流参数 95

4.1.2 汇流参数 99

4.1.3 模型可调参数 100

4.2 基于GLUE-PSO的不确定性参数估计算法 102

4.2.1 不确定性参数估计 103

4.2.2 GLUE-PSO算法改进 105

4.2.3 基于GLUE-PSO算法的不确定性参数估计流程 110

4.3 参数敏感性信息引导搜索方向的动态维度搜索算法 112

4.3.1 动态维度搜索算法 112

4.3.2 改进的动态维度搜索算法 112

4.3.3 改进的动态维度搜索算法性能评价 114

4.4 小结 126

第5章 基于陆气耦合的水文集合预报技术 128

5.1 水文预报不确定性对水库调度的影响分析 128

5.1.1 预报不确定性统计分析与预报演进的鞅模型 129

5.1.2 预报不确定性实例分析与预报演进的通用鞅模型 135

5.1.3 预报不确定性对水库调度影响分析 144

5.2 变化环境下耦合模式径流集合预报 152

5.2.1 陆气耦合模式 152

5.2.2 水文模型参数不一致性 153

5.2.3 基于参数动态优选的径流集合预报 159

5.2.4 雅砻江分布式水文模型及耦合模式构建 164

5.2.5 基于模型参数库的径流集合预报 164

5.3 小结 169

第6章 基于三维可视化的预报平台开发 170

6.1 系统总体框架 170

6.2 系统运行环境 172

6.3 系统开发关键技术 174

6.3.1 动态链接库技术 174

6.3.2 通用GIS软件EasyGIS的开发 175

6.3.3 面向对象编程技术 176

6.3.4 数据库访问组件开发 179

6.3.5 陆气耦合组件开发 180

6.3.6 三维可视化技术 181

6.4 数据库设计和方案管理模式 182

6.4.1 数据库表结构设计 182

6.4.2 方案管理模式 184

6.5 系统主要模块展示 185

6.5.1 数值天气模式管理及运行模块 185

6.5.2 雨水情查询模块 186

6.5.3 水文模拟及预报模块 188

6.5.4 模型参数动态管理模块 189

6.5.5 网格数据管理与作业运行模块 190

6.5.6 数字地球三维展示模块 191

6.6 小结 193

第7章 结语 194

7.1 主要成果及创新 194

7.2 展望 196

参考文献 197

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