本書致力于無資料流域的徑流預(yù)測(PUB)研究，即在沒有徑流觀測數(shù)據(jù)的位置預(yù)測徑流。作為對水文研究“碎片化”困境的回應(yīng)，本書的目標(biāo)是集成不同過程、地域和尺度的PUB研究成果，采用比較研究的方法從世界范圍內(nèi)眾多流域的相似和相異中進(jìn)行學(xué)習(xí)，書中對用于PUB研究的方法開展了比較評價(“盲”測試)，并給出了水文詮釋。本書闡明了PUB研究的現(xiàn)狀，并可作為一個基準(zhǔn)評判PUB研究的未來進(jìn)展。本書提出了一個新的科學(xué)框架以促進(jìn)PUB乃至整個水文科學(xué)的研究。書中所提出的集成方法建立在國際眾多研究者的集體經(jīng)驗上，他們受到國際水文科學(xué)協(xié)會PUB倡議的鼓舞而參加這樣一個學(xué)界的共同計劃。本書對有助于PUB研究的科學(xué)、技術(shù)和社會因素提出了見解，并基于集成研究對PUB和水文學(xué)整體的預(yù)測、科學(xué)和學(xué)界方面進(jìn)行了推薦。
在世界上絕大多數(shù)無資料流域進(jìn)行徑流預(yù)測，對工程應(yīng)用如排水和防洪設(shè)施的設(shè)計、徑流預(yù)報以及水資源分配和氣候影響分析等流域管理任務(wù)是非常重要的。
本書綜合了數(shù)十年來世界各地的縝密分析研究，構(gòu)建了一個完整的流域水文學(xué)的研究路徑，為水文學(xué)者們提供了一個在發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家均適用的一站式資源，通過對氣候和景觀特征的梯度進(jìn)行比較分析，將獨立的、基于站點的研究結(jié)果集中起來。書中涉及的研究課題包括徑流區(qū)域分析和流量過程預(yù)測所需數(shù)據(jù)、流量歷時曲線、流路與停留時間、年徑流與季節(jié)性徑流以及洪水等。
書中列舉了許多案例研究，并在后一章給研究者和從業(yè)者提出了建議。
本書的作者均為參與過聲望卓著的國際水文科學(xué)協(xié)會(International Association of Hydrological Sciences，IAHS)無資料流域徑流預(yù)測(Predictions in Ungauged Basins，PUB)計劃的國際專家。對于水文學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、土壤科學(xué)和環(huán)境與土木工程等領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究者以及從事無資料流域徑流預(yù)測相關(guān)工作的專業(yè)人員來說，本書可以稱為一個關(guān)鍵資源。
本書的翻譯是清華大學(xué)水利系田富強(qiáng)博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊集體努力的成果。田富強(qiáng)，清華大學(xué)副教授，首批國家青年科學(xué)基金獲得者，主要研究領(lǐng)域為變化環(huán)境下的水循環(huán)規(guī)律和水資源管理，主要研究成果包括干旱區(qū)膜下滴灌棉田水鹽綜合調(diào)控技術(shù)、基于代表性單元流域的分布式水文模型、中長期徑流預(yù)報系統(tǒng)等，發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，SCI論文50多篇，SCI引用600余次，獲大禹水利科技一等獎1項(排名及時)， 擔(dān)任《Hydrol. Earth Syst. Sci.》編輯、國際灌排委員會生物能源工作組主席。
本書原著參與貢獻(xiàn)的有130位，其中GÜNTER BLÖSCHL是維也納技術(shù)大學(xué)水文學(xué)教授，擔(dān)任水資源系統(tǒng)中心主任、水利工程與水資源管理研究所所長。他發(fā)表了大量水文學(xué)和水資源相關(guān)的著述，并曾擔(dān)任本領(lǐng)域好的十個學(xué)術(shù)期刊的編委和副主編。Blöschl教授為美國地球物理聯(lián)合會會士和德國科學(xué)與工程院院士，曾是國際水文科學(xué)協(xié)會(IAHS)無資料流域徑流預(yù)測(PUB)計劃的主席，并被選為歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會主席。最近他獲得了歐洲研究理事會(ERC)的高等研究經(jīng)費資助(Advanced Grant)。
MURUGESU SIVAPALAN是伊利諾伊大學(xué)土木與環(huán)境工程系、地理與地理信息科學(xué)系教授。他是國際水文科學(xué)協(xié)會(IAHS)無資料流域徑流預(yù)測(PUB)計劃的首任主席。他在國際期刊上發(fā)表了大量流域水文學(xué)方向的文章，現(xiàn)在擔(dān)任歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會期刊《Hydrology and Earth System Sciences》的執(zhí)行編輯。Sivapalan教授還獲得了歐洲地球物理學(xué)會的John Dalton勛章、國際水文科學(xué)協(xié)會的國際水文學(xué)獎以及美國地球物理聯(lián)合會的水文科學(xué)獎和Robert E. Horton勛章。他也是澳大利亞政府的百年勛章獲得者，并被荷蘭代爾夫特理工大學(xué)授予榮譽(yù)博士學(xué)位。
THORSTEN WAGENER是布里斯托大學(xué)土木工程系水與環(huán)境安全學(xué)教授。他是國際水文科學(xué)協(xié)會副主席，是《Hydrology and Earth System Sciences》以及其他幾本專業(yè)期刊的編委及副主編。Wagener博士曾獲得DAAD(德意志學(xué)術(shù)交流中心)獎學(xué)金、IEMSS事業(yè)起步獎、《Journal of Environmental Modeling and Software》論文獎、美國國家環(huán)境保護(hù)局(EPA)事業(yè)起步獎、美國土木工程師協(xié)會Walter Huber土木工程研究獎、Alexander von Humboldt基金會研究獎學(xué)金以及大學(xué)水資源理事會教育與公共服務(wù)獎。
ALBERTO VIGLIONE是維也納技術(shù)大學(xué)的水文學(xué)者。2004—2007年間，他在都靈理工大學(xué)水力學(xué)系完成了題為《無資料地區(qū)水文學(xué)變量預(yù)測的無監(jiān)督統(tǒng)計方法》的博士論文研究。他已經(jīng)獨立發(fā)表或合作發(fā)表了很多水文學(xué)領(lǐng)域特別是以基于統(tǒng)計和基于過程兩種視角研究洪水以及流域的水文特性等方面的論文。Viglione博士開發(fā)了R語言環(huán)境下的區(qū)域頻率分析和降雨-徑流模擬軟件。這個軟件現(xiàn)在可以在線使用。他也是一些著名學(xué)術(shù)期刊的審稿人，參與了意大利、奧地利和一些其他歐洲國家的關(guān)于水文學(xué)和洪水頻率分析的一系列研究項目。
HUBERT SAVENIJE是荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的水文學(xué)教授和水資源部主任。他還是《Hydrology and Earth System Sciences》和《Physics and Chemistry of the Earth》期刊的主編。他是國際水文科學(xué)協(xié)會(IAHS)主席當(dāng)選人，也是無資料流域徑流預(yù)測(PUB)計劃的主席。Savenije教授在專業(yè)期刊上發(fā)表了大量論文，并且是聯(lián)合國教科文組織水教育學(xué)院(UNESCO-IHE, Institute for Water Education)的副院長。他還是歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會(EGU)以及IAHS的國際水資源系統(tǒng)委員會前任主席。他獲得了眾多獎項，其中最為著名的是歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會的Henry Darcy勛章和Batch獎。
簡要介紹
摘要
譯者前言
本書貢獻(xiàn)者名單
序
前言
第1章 緒 論 - 1 -
1.1 進(jìn)行徑流預(yù)測的原因 - 1 -
1.2 無資料流域徑流預(yù)測的難點 - 3 -
1.3 水文學(xué)研究的“碎片化” - 4 -
1.4 無資料流域的徑流預(yù)測：應(yīng)對水文學(xué)研究的碎片化 - 5 -
1.5 本書的目標(biāo)：集成不同過程、地域和尺度 - 6 -
1.6 閱讀此書的方式和收獲 - 10 -
第2章 無資料流域徑流預(yù)測的集成框架 - 11 -
2.1 流域是復(fù)雜系統(tǒng) - 11 -
2.2 比較水文學(xué)和達(dá)爾文方法 - 15 -
2.3 從比較水文學(xué)到無資料流域徑流預(yù)測 - 21 -
2.4 無資料流域徑流預(yù)測的評估 - 23 -
第3章 無資料流域徑流預(yù)測的數(shù)據(jù)采集方案 - 27 -
3.1 需要數(shù)據(jù)的原因 - 27 -
3.2 層次化數(shù)據(jù)獲取 - 28 -
第4章 過程寫實：水分流路與儲存 - 50 -
4.1 預(yù)測：出于正確原因而有效 - 50 -
4.2 水分流路和儲存的過程控制 - 52 -
4.3 根據(jù)響應(yīng)特性推斷水分流路和儲存 - 54 -
4.4 無資料流域水分流路和儲存的估計 - 60 -
4.5 在無資料流域水文預(yù)測中應(yīng)用水分流路和儲存信息 - 63 -
4.6 要點總結(jié) -65 -
第5章 無資料流域年徑流量預(yù)測 - 66 -
5.1 我們擁有的水量 - 66 -
5.2 年徑流：過程和相似性 - 67 -
5.3 無資料流域年徑流預(yù)測的統(tǒng)計方法 - 77 -
5.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的年徑流 - 84 -
5.5 比較評估 - 87 -
5.6 要點總結(jié) - 94 -
第6章 無資料流域季節(jié)性徑流預(yù)測 - 95 -
6.1 我們能夠擁有水的時間 - 95 -
6.2 季節(jié)性徑流：過程和相似性 - 97 -
6.3 無資料流域季節(jié)性徑流預(yù)測的統(tǒng)計方法 - 109 -
6.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的季節(jié)性徑流 - 113 -
6.5 比較評估 - 116 -
6.6 要點總結(jié) - 123 -
第7章 無資料流域流量歷時曲線預(yù)測 - 124 -
7.1 我們擁有水的時間有多長？ - 124 -
7.2 流量歷時曲線：過程及相似性 - 125 -
7.3 無資料流域流量歷時曲線預(yù)測的統(tǒng)計方法 - 134 -
7.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的流量歷時曲線 - 138 -
7.5 比較評估 - 141 -
7.6 要點總結(jié) -147 -
第8章 無資料流域低流量的預(yù)測 - 149 -
8.1 流域的干旱程度 - 149 -
8.2 低流量：過程和相似性 - 150 -
8.3 無資料流域低流量預(yù)測的統(tǒng)計方法 - 156 -
8.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的低流量 - 163 -
8.5 比較評估 - 165 -
8.6 要點總結(jié) - 171 -
第9章 無資料流域的洪水預(yù)測 - 172 -
9.1 洪水有多大？ - 172 -
9.2 洪水：過程和相似性 - 173 -
9.3 無資料流域洪水預(yù)測的統(tǒng)計方法 - 183 -
9.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的洪水 - 190 -
9.5 比較評估 - 197 -
9.6 要點總結(jié) - 203 -
第10章 無資料流域流量過程的預(yù)測 - 205 -
10.1 徑流動態(tài) - 205 -
10.2 徑流動態(tài)：過程和相似性 - 206 -
10.3 無資料流域流量過程預(yù)報的統(tǒng)計方法 - 215 -
10.4 基于過程方法預(yù)測無資料流域的流量過程 - 218 -
10.5 比較評估 - 237 -
10.6 要點總結(jié) - 243 -
第11章 PUB實踐：案例研究 - 245 -
11.1 考慮實踐應(yīng)用的無資料流域的預(yù)測 - 245 -
11.2 從印度Krishna流域長期徑流模式中得到的水文啟示 - 247 -
11.3 中國湟水流域年平均徑流的預(yù)測 - 252 -
11.4 基于指標(biāo)法繪制俄羅斯西伯利亞流域的年徑流深 - 255 -
11.5 加拿大大草原徑流年際變化空間分布的預(yù)測 - 259 -
11.6 南非和萊索托的季節(jié)徑流預(yù)測及其不確定性 - 263 -
11.7 美國東北地區(qū)環(huán)境流量的確定 - 267 -
11.8 加拿大安大略湖水電開發(fā)的連續(xù)低流量過程模擬 - 271 -
11.9 意大利中部水電項目的徑流歷時曲線估算 - 274 -
11.10 奧地利實施歐盟防洪法 - 278 -
11.11 《澳大利亞降雨和徑流》指導(dǎo)手冊修正以改進(jìn)洪水預(yù)測 - 282 -
11.12 通過掌握徑流模式來預(yù)測一個智利安第斯山脈的流域的水文過程線 -286 -
11.13 法國ephemeral流域徑流頻率 - 290 -
11.14 水文過程線預(yù)測數(shù)據(jù)缺乏的問題解決，贊比亞Luangwa流域 - 294 -
11.15 加納遙感湖水水位信息對徑流模擬的支持 - 300 -
11.16 美國西南部城市徑流預(yù)測模型的改進(jìn) - 304 -
11.17 預(yù)測徑流幫助津巴布韋實現(xiàn)千年發(fā)展目標(biāo) - 308 -
11.18 澳大利亞全國用水審計的徑流量預(yù)測 - 316 -
11.19 湄公河平原徑流量分布預(yù)測 - 320 -
11.20 在瑞典執(zhí)行歐盟水框架指令(EU Water Framework Directive) - 324 -
11.21 總結(jié) - 330 -
第12章 集成的成果 - 331 -
12.1 從集成中學(xué)習(xí) - 331 -
12.2 集成過程、區(qū)域和尺度 - 333 -
12.3 集成牛頓法和達(dá)爾文法 - 343 -
12.4 集成和科學(xué)共同體 - 349 -
第13章 推薦 - 353 -
13.1 無資料流域前進(jìn)的徑流預(yù)報&mi
