水代謝、水再生與水環境承載力（簡體書）

《水代謝、水再生與水環境承載力》可作為高等院校水科學與環境科學等專業的研究生以及從事相關領域研究者的參考書。

總序
序
前言
理論方法篇
第1章 緒論
1.1研究背景與意義
1.2水循環、水代謝與水再生研究進展
1.2.1水循環的研究進展
1.2.2水代謝的研究進展
1.2.3水再生的研究進展
1.3水環境承載力研究進展
1.4總結與展望
1.5全書結構
第2章 水代謝、水再生與水環境承載力概述
2.1水系統組成與功能
2.1.1水系統的概念
2.1.2水系統的組成與屬性特征
2.1.3水系統功能
2.1.4水系統分類
2.1.5水循環、水代謝與水再生及水環境承載力之間的關系
2.2水循環系統組成與功能
2.2.1水循環系統辨識
2.2.2水循環系統功能
2.3水代謝系統組成與功能
2.3.1水代謝系統辨識
2.3.2水代謝系統功能
2.4水再生系統組成與功能
2.4.1水再生系統辨識
2.4.2水再生系統功能
2.5水循環、水代謝與水再生的影響因素分析
2.5.1自然影響因素分析
2.5.2社會影響因素分析
2.5.3流域水資源的影響因子識別
2.6水環境承載力及其特征
2.6.1環境、資源與生態概念及其間關系的界定
2.6.2水環境承載力
2.6.3水環境承載力的主要特征
第3章 基于GIS的流域水資源自然再生能力評價
3.1相關研究進展
3.1.1水資源評價研究
3.1.2水量轉化規律和水平衡模型研究
3.1.3地統計學在環境和水資源領域的應用研究
3.2基于GIS的流域水資源自然再生能力評價方法
3.2.1水資源自然可再生能力綜合評價方法
3.2.2水資源自然可再生能力單指標評價方法
3.2.3基于GRID的流域水資源自然可再生能力評價方法
3.3流域水量平衡模型
3.4模型輸入
3.5模型系統集成及模型參數率定
第4章 城市水資源社會再生能力評價
4.1相關研究進展
4.1.1城市水資源評價的研究現狀與進展
4.1.2常用的評價方法
4.2城市水資源社會再生系統分析及其功能
4.2.1城市水資源社會再生系統分析
4.2.2城市水資源社會再生系統的功能表征
4.3城市水資源社會再生能力評價指標體系
4.3.1指標體系的構建
4.3.2各指標解釋
4.3.3綜合評價指標
4.4城市水資源社會再生能力評價方法概述
4.4.1評價方法的選擇
4.4.2人工神經網絡方法簡介
4.4.3基于人工神經元網絡評價模型
4.4.4評價標準的建立
4.4.5基于MATLAB城市水資源社會再生能力評價模型
4.4.6基于灰色關聯的城市水資源社會再生能力評價方法
第5章 基于城市水代謝的水環境承載力動態調控
5.1水環境承載力量化方法的相關研究進展及方法選擇
5.1.1水環境承載力量化方法的相關研究進展
5.1.2確定量化方法
5.2基于城市水代謝提高水環境承載力的方案設計
5.2.1水環境承載力的雙向調控
5.2.2傳統城市水代謝下提高水環境承載力的對策
5.2.3新型城市水代謝下提高水環境承載力的方案設計
5.3系統動力學建模
5.4城市水代謝系統反饋回路分析
5.5城市水代謝動態仿真模型
5.5.1變量和參數的選擇
5.5.2水代謝動態仿真模型結構設計
5.5.3模型中方程式的建立
5.5.4模型參數選擇
5.6基于城市水代謝的城市水環境承載力動態調控模型
案例研究篇
第6章 涇河流域水資源自然再生能力評價
6.1涇河流域概況
6.1.1自然環境
6.1.2水資源概況
6.2涇河流域水資源自然再生能力影響要素分析
6.2.1涇河流域降水空間變異分析
6.2.2涇河流域蒸散量的計算和分析
6.3流域水平衡模擬
6.3.1模型輸入數據預處理
6.3.2模型系統集成
6.3.3模型參數分析調整
6.3.4徑流模擬結果分析
6.3.5模擬數據輸出結果
6.4涇河流域水資源自然再生能力評價
6.4.1評價數據整理
6.4.2模型計算結果
6.4.3結果分析
第7章 黃河流域主要城市水資源社會再生能力評價
7.1黃河流域概況
7.2數據預處理
7.2.1數據收集整理
7.2.2評價標準樣本數據
7.32000年黃河流域主要城市水資源社會再生能力評價
7.3.1水資源再生量評價
7.3.2水資源再生效率評價
7.3.3黃河流域主要城市水資源社會再生能力綜合評價
7.4水資源再生效率動態評價
7.4.1數據收集
7.4.2評價結果及其分析
7.5基于webGIS城市水資源社會再生能力評價信息發布
7.5.1信息發布系統的技術方案
7.5.2信息發布系統的實現
第8章 基于城市水代謝的北京市通州區水環境承載力動態調控
8.1研究區概況
8.1.1人口和經濟概況
8.1.2水量和水質情況
8.1.3規劃目標
8.2模型參數來源
8.2.1通州區統計數據
8.2.2通州區相關規劃
8.2.3相關標準
8.3通州區水環境承載力情景設計
8.3.1基本約束條件設計
8.3.2傳統城市不可持續水代謝情景設計
8.3.3新型城市可持續水代謝情景設計
8.4情景模擬結果
8.4.1傳統城市不可持續水代謝情景
8.4.2新型城市可持續水代謝情景
8.4.3與規劃目標的比較
8.5模型靈敏度分析
8.5.1參數的變化對目標值產生的影響
8.5.2基本約束條件的變化對目標值產生的影響
第9章 結論與建議
9.1結論
9.2建議
參考文獻
附錄1 專家咨詢表
附錄2 模型變量和參數列表
附錄3 模型結構圖
附錄4 模型公式
彩插

在水系統中，水循環更多強調的是水在太陽輻射和重力作用下，以蒸發、降水和徑流等方式進行的周而復始的運動過程，在水量上實現再生，更側重于水量的自然與社會演替過程。水代謝更強調的是用水過程中質的演替過程，通過優化調整水體代謝過程（特別是社會水代謝過程），使水體在水質上實現變化，其更側重于水質的演替。水再生強調的是水量可通過水循環不斷補充，水質通過水代謝不斷改變；由此得到開發利用的特征。由此可見，水再生包括量的再生與質的再生，量的再生更多取決于水循環過程，而質的再生則更多取決于水代謝。其中，水循環與水代謝是水再生的基礎與條件，水再生是水循環與水代謝的結果。因此，水循環與水代謝都可促進水再生。
水循環是水資源量的可再生的源泉。只有水體的量得到持續補充，才會不斷得到可被利用的水資源，進而實現水再生。若水的自然與社會循環中的每個環節都能健康運行，則可以不斷提高水資源的自然與社會再生能力，在有限的水環境承載力約束下，實現流域/區域水資源與水環境持續健康發展。
水代謝是再生水水質有保證的前提。只有通過水體代謝，實現質的補充與優化，才有可被利用的再生水。若水系統中代謝功能與路徑得到優化，則水再生的效率提高，更能滿足人類生產、生活的需求。
另外，水的自然再生與社會再生對水循環與水代謝起著重要的促進作用。通過水體的再生可更好地補充水量、優化水質，更好地實現水的循環運行與代謝順暢。也就是水的自然再生性可促進水循環，水的社會再生可使水代謝運轉順暢。
水循環與水代謝二者互在其中，互相促進。首先，水循環系統可以保證充足的水供給水代謝系統，促進流域/區域的水代謝系統周而復始地健康運行。而水代謝系統運轉正常，一方面可以改變水質；另一方面，可以使水體順利實現水循環過程，促進水體環境的健康發展。其次，在水循環過程中，水代謝（特別是自然代謝）是參加水循環過程的物質本身具有的屬性；而水代謝又是依存于水體的循環進行的；因此，二者相互關聯、相互作用，水代謝過程依存于水循環過程，而水循環過程同樣伴隨著水代謝過程。
水循環、水代謝與水再生是流域/區域水系統運轉過程的重要組成部分，同時，水循環、水代謝與水再生過程相互關聯、相互影響并相輔相成。而水環境承載力是流域/區域水系統的重要屬性特征，是水系統對外表現的主要功能之一，用以表征水系統承載人類生產與生活用水、排污活動強度閾值。它既強調水環境供給水資源的能力，又強調水環境消納污染物的能力，還強調水環境支撐水生態系統的能力，并將水環境與人類活動有機聯系在一起。作為水系統對外表現功能的水環境承載力的大小取決于水循環、水代謝與水再生過程。通過改善水代謝過程，可維持持續的水循環與健康的水代謝，在確保水系統健康持續發展的同時，提高水環境承載力。