水文过程复杂非平稳变化特性识别研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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桑燕芳 著

图书标签:

• 水文过程
• 非平稳性
• 复杂性
• 变化特性
• 识别
• 水文学
• 气候变化
• 时空分析
• 统计方法
• 模型应用

店铺： 西单图书大厦专营店

出版社： 中国水利水电出版社发行部

ISBN：9787517048454

商品编码：29380020677

出版时间：2017-11-01

基本信息

商品名称： 水文过程复杂非平稳变化特性识别研究	出版社： 中国水利水电出版社	出版时间：2017-11-01
作者：桑燕芳	译者：	开本： 16开
定价： 49.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787517048459	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

本书系统介绍了水文过程非平稳变化等复杂特性研究方面新的基础理论与技术方法。基 础理论方面，通过研究解决小波分析的两个基本问题和三个关键问题，改进和完善了小波分 析方法体系，提供了其在水文学应用的理论依据。技术方法方面，梳理了水文过程非平稳变 化特性研究的若干关键问题，在此基础上，进一步完善了水文气候系统变异与非平稳性诊断 方法，实现了水文过程演变复杂程度定量判别、水文过程周期和趋势变化等准确识别、水文 要素多时间尺度响应关系定量描述，并发展了中长期水文气候概率预测预报的技术途径。 本书注重基础理论方法研究与实际水文问题分析相结合，在水文过程非平稳变化等 复杂特性识别研究方面，具有很好的指导和示范作用，可作为高等学校水文水资源等相 关领域的教学参考书，也可供相关科技工作者参考使用。

水文过程的复杂非平稳变化特性识别研究：一本揭示地下水命运的著作 在日益复杂多变的气候和人类活动影响下，我们赖以生存的水资源系统正经历着前所未有的挑战。水文过程，这一涵盖降雨、径流、蒸发、地下水补给与排泄等一系列相互关联的动态变化，其内在的复杂性和非平稳性愈发凸显。这不仅给水资源的管理和利用带来了严峻的考验，也对生态系统的健康和可持续发展构成了潜在威胁。 “水文过程复杂非平稳变化特性识别研究”一书，正是聚焦于这一核心问题，深入剖析了在多重因素驱动下，水文过程呈现出的复杂性与非平稳性，并系统地阐述了识别这些变化特性的关键方法与理论。本书并非泛泛而谈，而是以严谨的科学态度和深厚的学术功底，旨在为读者提供一个理解和应对水文系统变化的全新视角，尤其是在当前全球变化背景下，深入理解地下水这一隐蔽但至关重要的水资源，以及其在复杂非平稳变化中的响应机制，具有极其重要的现实意义。 核心议题：打破线性思维，拥抱复杂性 传统的水文模型和分析方法，往往建立在一定的简化假设之上，倾向于将水文过程视为相对平稳或可预测的线性系统。然而，现实世界的水文现象，尤其是地下水系统，却远比这复杂得多。地下水的运动受地质构造、岩性、水力梯度、水文地质参数等多种空间异质性因素的影响，其补给和排泄又与地表水、大气降水、蒸散发等过程紧密耦合，这些耦合关系本身就具有非线性和动态性。 本书的第一个重要贡献，在于它清晰地指出了以往研究中可能存在的局限性，并强调了识别水文过程复杂非平稳变化特性的必要性。它挑战了“平均状态”或“线性趋势”的简单化理解，而是深入探讨了水文系统中存在的各种非线性反馈机制、混沌动力学行为、以及由气候变化、土地利用变化、人类工程活动等外部扰动引起的突变和多尺度变化。 地下水：隐秘而关键的水文要素 本书的一个显著特色，是它对地下水系统给予了特别的关注。地下水作为陆地水循环的重要组成部分，不仅是许多地区重要的饮用水源和农业灌溉水源，更是维持河流基流、湿地生态和区域气候稳定的关键。然而，地下水系统的动态变化往往比地表水更为隐蔽，其响应过程也更加复杂和滞后。 例如，长期干旱可能导致地下水位持续下降，但其恢复过程可能需要漫长的时间，并且受到补给条件、含水层结构等多种因素的制约。大规模的地下水抽取，则可能引起地下水位下降、涌陷、咸水入侵等一系列连锁反应，这些影响的产生和发展往往具有非线性和累积性。气候变化对地下水的影响更是多方面的，例如降水格局的改变会影响地下水补给，蒸散发的增加会加剧地下水排泄，极端降水事件可能导致短期内地下水位快速上升，但整体趋势可能因蒸发加剧而下降。 本书通过对一系列真实案例的分析，揭示了地下水系统在复杂非平稳变化下的独特表现。它探讨了地下水补给与排泄机制的非线性响应，例如在不同降雨强度和频率下，地下水补给速率的变化规律；分析了地下水流场的时空变异性，以及这种变异性如何受到地质构造和水力边界条件的影响；并深入研究了人类活动（如抽取、注入、工程建设）对地下水系统产生的非线性反馈效应。 方法论的革新：从统计到动力学，从单变量到多变量 识别水文过程的复杂非平稳变化特性，需要超越传统的单一变量、线性的统计分析方法。本书系统地梳理和介绍了当前最前沿的识别技术和方法。 非线性动力学方法： 借助相空间重构、Lyapunov指数、分形维数等工具，揭示水文系统内在的混沌特性和吸引子结构，理解其非线性演化规律。 时间序列分析新进展： 引入小波分析、经验模态分解（EMD）及其改进方法（如CEEMDAN），能够有效地分解出水文序列中的不同尺度分量和趋势，识别非平稳性。 多变量耦合分析： 强调了水文要素之间相互作用的重要性，引入 Granger 因果检验、互信息、相关分析等方法，探究不同水文变量（如降雨、地表径流、地下水位）之间的相互影响和耦合关系。 机器学习与人工智能： 积极拥抱大数据时代，将机器学习算法（如支持向量机、随机森林、神经网络）应用于水文过程的模式识别、异常检测和预测。这些算法能够捕捉复杂的数据模式，处理高维数据，并对非线性关系进行建模。 数据驱动模型与机理模型相结合： 并非完全否定机理模型，而是强调数据驱动方法在识别复杂非平稳变化特性方面的优势，同时探讨如何将机理理解融入数据驱动模型，或者利用数据驱动方法改进机理模型参数。 本书在方法论的介绍上，并非仅仅罗列技术名称，而是深入浅出地阐述了每种方法的原理、适用条件以及在水文研究中的具体应用案例。例如，在讨论小波分析时，会结合实际的降雨径流序列，展示如何通过小波系数的时频分析，捕捉到不同时间尺度上的降雨变化如何影响径流响应，以及这些响应是否呈现出非平稳的特征。在介绍机器学习时，会以地下水位预测为例，说明如何利用历史气象数据、水文观测数据，训练模型来预测未来地下水位的变化趋势，并重点分析模型的预测结果如何反映出地下水系统的非线性响应。 案例研究：真实世界的复杂性 理论与实践相结合是本书的另一大亮点。书中引用了大量来自不同地理区域、不同水文条件下的真实案例研究，将抽象的理论方法具象化。这些案例涵盖了： 干旱半干旱地区的地下水资源演变： 分析了由于气候变化和过度抽取，地下水位下降、水质恶化等非平稳现象，并利用特定方法识别出其驱动因素和演化规律。 季风气候区的河流径流波动： 探讨了降雨格局变化（强度、频率、季节性）对河流径流年际和年代际变化的影响，以及这些变化如何呈现出非平稳性。 城市化区域的水文响应： 研究了土地利用方式改变（如不透水面积增加、地下工程建设）对地表径流、地下水补给与排泄的影响，以及这些影响如何导致水文过程的非平稳化。 滑坡、泥石流等灾害的前兆识别： 借鉴了水文过程复杂非平稳变化特性的识别方法，用于监测和预警与地下水变化相关的地质灾害。 通过这些丰富的案例，读者可以直观地感受到水文过程复杂非平稳变化的真实面貌，并学习如何运用书中介绍的方法去分析和理解这些现象。 研究意义与未来展望 “水文过程复杂非平稳变化特性识别研究”一书的出版，无疑为水文学、水资源管理、环境科学、生态学等相关领域的研究者和实践者提供了宝贵的参考。 提升水文预报与水资源管理能力： 深入理解水文过程的复杂非平稳性，能够显著提高水文模型的准确性，从而为更精准的水文预报、洪水预警、干旱预测以及合理的水资源调配提供科学依据。 促进水生态环境保护： 地下水作为重要的环境介质，其非平稳变化直接影响着河流、湖泊、湿地的健康，进而影响到整个水生态系统的稳定性。本书的研究成果有助于更好地理解和保护水生态系统。 应对气候变化与可持续发展： 气候变化已经成为影响水文过程的最主要驱动力之一。本书的研究对于评估气候变化对水资源的影响，制定适应性策略，实现水资源的可持续利用，具有重要的理论和实践意义。 推动学科交叉与融合： 水文过程的复杂性使其成为一个典型的多学科交叉领域。本书的研究方法和思路，能够促进数学、统计学、计算机科学、地球科学等学科的交叉与融合，催生新的研究方向和技术手段。 本书的研究并非止步于现状，而是为未来的研究指明了方向。例如，如何在更精细的空间尺度上识别和刻画水文过程的非平稳性？如何将多源遥感数据、物联网水文监测数据与现有模型相结合，以更全面地监测和分析水文变化？如何建立更具韧性和适应性的水资源管理体系，以应对未来更加复杂多变的水文挑战？这些问题都值得进一步的探索。 总而言之，“水文过程复杂非平稳变化特性识别研究”是一本具有前瞻性、系统性和实践性的学术专著。它不仅深刻揭示了水文过程，特别是地下水系统内在的复杂性与非平稳性，更提供了一套行之有效的识别方法和分析工具。通过阅读本书，读者将能够更深刻地理解我们所处的水文环境的动态演变，为解决当前及未来的水资源挑战，贡献智慧和力量。

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“水文过程复杂非平稳变化特性识别研究”，这几个字组合在一起，像是一本通往未知世界的地图。作为一个对环境科学充满热情的人，我总觉得，我们对脚下这片土地的理解，很大程度上取决于我们对水的认识。水是生命的源泉，也是地球上最活跃、最善变的物质之一。它从天而降，汇入江河，渗透地下，滋养万物，再蒸发升腾，周而复始。然而，这种循环并非简单重复，而是充满了“复杂”和“非平稳”。尤其是在全球气候变化的大背景下，传统的、基于稳定假设的水文模型和预测方法，往往显得力不从心。这本书的题目，恰恰点出了问题的核心——如何“识别”这些复杂非平稳变化的“特性”。我好奇作者们是如何克服这些挑战的。是否会运用人工智能、大数据分析等前沿技术？是否会提出全新的理论框架？是否会通过对全球典型区域的深入案例研究，为我们提供具有普适性的洞察？这本书的出版，对我而言，不仅是对一个科学问题的探索，更是一种对未来水资源管理和环境保护的期盼。它或许能够为我们提供更清晰的视野，去理解和应对那些来自水文过程的挑战。

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一本严谨的学术专著，从书名就能感受到其背后蕴含的深厚研究功底。“水文过程复杂非平稳变化特性识别研究”——这几个关键词组合在一起，便勾勒出一幅宏大的科学图景。作为一名对水资源管理和环境保护有着浓厚兴趣的读者，我深知理解水文过程的动态变化对于有效应对水旱灾害、优化水资源配置、以及预测气候变化对水循环的影响至关重要。非平稳性，这个词汇本身就暗示了水文过程并非一成不变，而是受到多种复杂因素的交织影响，其内在规律可能随时间推移而发生改变，甚至呈现出难以预测的混沌状态。而“特性识别”，则意味着这本书不仅仅是描述现象，更深入地去探究这些变化的本质、原因以及它们所遵循的规律。我期待这本书能够为我们揭示隐藏在看似混乱水文数据背后的秩序，提供一套科学而有效的识别和分析复杂非平稳变化的方法论。或许，它会带领我们进入一个全新的视角，去审视河流的脉搏、降雨的节奏、以及地下水的呼吸，从而更深刻地理解地球水循环的奥秘。这本书的书名本身就充满了挑战性和吸引力，让我迫不及待地想翻开它，去探索那充满未知的科学前沿。

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这本书的标题《水文过程复杂非平稳变化特性识别研究》立刻抓住了我的眼球，因为它触及到了一个我长期以来深感困惑且至关重要的问题。在我看来，我们所处的时代，各种环境变化异常剧烈，而水文过程作为地球系统中最活跃、最复杂的组成部分之一，其非平稳性带来的挑战更是日益严峻。无论是日益频繁的极端天气事件，还是长期气候变化对水资源的潜在威胁，都迫切需要我们对其变化特性有更深入、更准确的认识。这本书的出现，仿佛是一盏明灯，照亮了探索这条复杂路径的可能。我尤其对“复杂”和“非平稳”这两个词感到好奇。它们暗示着这本书的研究对象绝非简单的线性模型可以概括，而是涉及多尺度、多驱动力、多反馈机制的耦合系统。而“特性识别”则说明了作者们并非止步于现象的描述，而是致力于揭示这些复杂变化背后隐藏的规律和机制。这本书的出版，对于从事水利工程、生态保护、甚至城市规划等领域的专业人士来说，无疑是极具价值的参考。它可能会为我们提供一套全新的分析工具和研究思路，帮助我们更好地预测未来，做出更明智的决策，从而更好地应对人与水之间日益紧张的关系。

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当我在书店里瞥见《水文过程复杂非平稳变化特性识别研究》这本书时，我的脑海中立刻涌现出无数关于地球表面流动的水的画面：奔腾的江河、滋养万物的降雨、深邃的地下水系，以及它们在不同时间、不同地点呈现出的千姿百态。这本书的书名，精准地捕捉到了这些现象背后最核心的科学挑战——“复杂”和“非平稳”。在我的理解中，水文过程从来都不是静态的，它受到地理环境、气候条件、甚至人类活动的多重影响，这些因素的相互作用使得过程的演变充满了不确定性。而“非平稳”，则更是强调了这种不确定性并非随机的波动，而是可能伴随着系统性的转变和趋势的改变。这本书的作者们显然是在进行一项艰巨而重要的研究，他们试图穿透这些复杂和非平稳的表象，去“识别”出隐藏在背后的“特性”。我设想着，这本书或许会通过大量的实证数据分析，运用先进的数学模型和统计方法，揭示出不同水文过程（如降雨径流、蒸发蒸腾、地下水补给等）在不同区域、不同气候条件下，其复杂非平稳变化的具体表现形式、驱动因子以及未来演变趋势。这对于我们理解和适应一个变化的世界，具有不可估量的意义。

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《水文过程复杂非平稳变化特性识别研究》——仅仅是这个书名，就足以勾起我极大的好奇心。我总觉得，自然界中的许多现象，都隐藏着我们尚未完全理解的深刻规律，而水文过程无疑是其中最迷人也最难捉摸的一种。它既包含了江河湖海的宏观景象，也渗透到微观的土壤孔隙和空气湿度之中；它既受到日照、降雨等短期因素的影响，也与板块运动、冰川融化等长期变化息息相关。而“复杂”和“非平稳”，这两个词汇，更是为水文过程描绘了一幅充满变数、难以预测的画面。它暗示着，过去的一些经验和理论，可能已不足以完全解释现在的变化。因此，“特性识别”显得尤为重要。这本书的作者们，想必是深入研究了大量的水文数据，运用了精密的科学工具，去捕捉那些转瞬即逝、难以察觉的“特性”，去揭示隐藏在混乱表象之下的内在逻辑。我期待这本书能够为我打开一扇窗，让我能够更深入地理解水在地球上的动态之旅，也为我们如何更好地与水共存，提供更科学、更前瞻性的指导。