本书介绍了现代城市人水和谐建设的基本概念，针对城市人工水体建设中存在的一系列科学问题提出了模型群耦合的思想，以人工水系为纽带，集成中尺度天气分析、地表水、地下水、水量水质模拟技术，通过联合运用工程、生态与管理措施，分析了城市水生态系统建设中生态环境保护、城市防洪、水资源综合利用、水文化建设等相互关系，研究了水系统的演变规律，提出了一整套科学的研究方法和可行的实施措施。

本书可供从事水资源规划、水环境保护、城市规划的科研、规划、设计和管理人员参考，也可供高等院校相关专业师生参阅。

董增川，男，1963年2月16日生，教授，博士，博士生导师。

主要研究方向为水资源系统规划管理与可持续利用、防洪系统实时预报及优化调度等。提出了大系统优化的背景分解协调方法，建立了水资源利用与社会经济生态环境协调发展的系统动力学模拟模型、水资源与区域可持续发展和谐度的评价指标体系和评价分析方法、河道与水库（群）及蓄滞洪区防洪联合运用的模型体系，开发了具有不同时空尺度与广泛适应性的区域水资源优化配置决策支持系统及流域洪水实时调度系统。承担国家自然科学基金重大项目专题、省部级重点科技项目30余项。发表论文140余篇，其中SCI、EI检索论文13篇，出版专著2部。获省部级教学奖2项，科技进步奖3项。为江苏省优秀中青年科学技术带头人，享受国务院政府津贴。兼任联合国教科文组织国际水文计划中国国家委员会委员、国际水文科学协会（IHAS）中国国家委员会委员、教育部科学技术委员会委员、中国地理学会水文地理专委会副主任、中国水力发电学会水文泥沙专委会副主任、中国海洋湖沼学会理事、《水文》、《水资源保护》、《湖泊科学》、《河海大学学报》期刊编委会委员等。

“城市人工水体建设丛书”序

前言

第1章 绪论

1.1 现代城市人水和谐的理念

1.2 城市人工水体建设的科学问题

1.2.1 气象效应

1.2.2 水文地质、工程地质的影响

1.2.3 防洪功能

1.2.4 水生态环境保护

1.2.5 水质演化和保护

1.2.6 水资源综合利用

第2章 城市水系统模型群耦合模拟技术

2.1 郑东新区水系

2.1.1 地理位置

2.1.2 郑东新区概念规划概述

2.1.3 龙湖水系概述

2.2 研究内容描述

2.3 模型群耦合模拟系统

2.4 研究方法与关键技术

2.4.1 研究方法

2.4.2 关键技术

第3章 陆地水体的气象效应

3.1 陆地水体的气象效应研究现状

3.1.1 陆地水体气象效应的观测研究进展

3.1.2 陆地水体气象效应的理论研究进展

3.1.3 陆地水体气象效应的数值模拟研究进展

3.2 陆地水体气象效应的动力学和热力学理论

3.2.1 陆地水体的动力学理论

3.2.2 陆地水体的热力学理论

3.3 陆地水体气象效应观测事实

3.3.1 水系对气象因子的影响分析

3.3.2 水陆的交互影响分析

3.4 水体环境效应的数值模拟方法

3.4.1 陆地水体环境效应的二维非静力平衡数值模拟

3.4.2 城市水体环境效应的三维数值模拟

3.5 龙湖水体气象效应的数值模拟应用研究

3.5.1 龙湖水体气象效应敏感性数值试验方案设计

3.5.2 龙湖水体气候效应结果分析

第4章 人工水体的地下水效应与地质灾害分析

4.1 地下水运动描述

4.2 研究区工程地质条件分析

4.2.1 渗透稳定性问题

4.2.2 边坡(基坑)稳定性分析

4.3 浅层地下水数值模拟与预测

4.3.1 水文地质模型概化

4.3.2 数学模型及求解

4.3.3 模型校正与验证

4.3.4 成湖方案的预测与优化

4.4 人工水体地质灾害分析

4.4.1 湖体开挖后的渗漏问题

4.4.2 农田浸没及次生盐渍化问题

4.4.3 湖体开挖的稳定性问题

第5章 城市雨洪模拟

5.1 城市化及城市洪涝灾害的特点

5.1.1 城市化的水文响应

5.1.2 城市洪涝灾害

5.2 城市区产流计算模型与方法

5.2.1 水面产流计算

5.2.2 水田产流计算

5.2.3 旱地产流计算

5.2.4 城镇产流计算

5.2.5 总产流量计算

5.3 城市区汇流模型与方法

5.4 城市雨洪模型简介

5.4.1 蓄水、处理、溢流模型

5.4.3 沃林福特模型

5.4.4 伊利诺排水模型

5.5 龙湖水系与城市防洪关系研究

5.5.1 研究内容

5.5.2 研究路线

5.5.3 计算方法

5.5.4 龙湖水系规划

5.5.5 计算结果

5.5.6 主要研究结论

第6章 城市水系生态系统构建

6.1 水生态系统构建的基本理论

6.1.1 水陆交错带理论

6.1.2 湖泊生态系统氮、磷循环理论

6.1.3 水生态系统能值转换理论

6.1.4 系统动力学思想

6.2 水生态系统构建的技术体系

6.2.1 水生态系统设计的指导思想

6.2.2 水生态系统设计的技术路线

6.2.3 龙湖生态系统概念设计

6.3 龙湖水生生态系统具体方案设计

6.3.1 环湖带生态设计方案

6.3.2 湖体生态系统设计方案

6.4 水环境生态保护效益分析

6.4.1 湖岸带子系统生态保护效应

6.4.2 湖体子系统生态保护效应

6.4.3 龙湖水环境生态保护工程系统效益分析

6.5 生态风险分析

6.6 水环境保护应急方案

6.6.1 应急技术措施

6.6.2 应急组织措施

6.7 龙湖生态工程实施与运行管理

6.7.1 龙湖生态工程的概述

6.7.2 龙湖水环境辅助生态措施

6.7.3 龙湖生态工程实施技术支撑

6.7.4 龙湖水生态保护系统运行管理方法

6.7.5 研究结论

第7章 水环境要素演化规律分析

7.1 水量水质联合模拟数学理论和方法

7.1.1 河网非稳态水量水质数学模型

7.1.2 二维非稳态水量水质数学模型

7.1.3 水质参数的分析

7.2 龙湖水系水环境要素模拟问题描述

7.2.1 水环境要素模拟标准

7.2.2 污染源调查与分析

7.2.3 水文设计条件分析

7.3 工程调控措施

7.4 龙湖水体工程调控措施的应用及影响分析

7.4.1 龙湖水体研究问题概述

7.4.2 工程调控措施对龙湖湖体的水环境影响分析

7.4.3 工程调控措施对港汊的水环境影响分析

7.4.4 不同湖深方案综合调控措施的水环境影响分析

7.4.5 推荐方案

第8章 水资源综合利用

8.1 城市水资源利用的研究动态及发展状况

8.1.1 城市污水和雨水利用的可行性研究

8.1.2 国外城市污水及雨水资源利用的发展概况

8.1.3 国内城市污水及雨水资源利用的发展概况

8.2 城市水资源综合利用途径

8.3 城市水资源综合利用方案研究

8.3.1 城市杂用水利用

8.3.2 生态景观利用

8.3.3 农业灌溉利用

8.3.4 地下水回灌利用

8.3.5 工业利用

8.4 郑东新区水资源综合利用

8.4.1 研究背景

8.4.2 城市生活污水资源利用

8.4.3 龙湖水体资源综合利用

8.4.4 雨水资源利用

8.4.5 研究结论与建议

第9章 城市水文化建设

9.1 水文化内涵

9.1.1 水文化概念

9.1.2 水文化内容

9.1.3 水文化特征

9.2 水文化建设

9.2.1 水文化建设原则

9.2.2 水文化建设方法

9.2.3 水工生态修复工程

9.3 水文化发展

9.3.1 天人合一

9.3.2 自然循环大系统保护

9.4 龙湖水文化建设研究实例

9.4.1 历史文化的传承

9.4.2 历史与现代文明的交融

参考文献

进入21世纪，世界范围内关于城市规划和建设的理念继续发生着改变，其中城市生态系统的建设更加得到推崇。城市中各种自然生态因素、技术物理因素和社会文化因素耦合体的等级性、异质性和多样性，城市物质代谢过程、信息反馈过程和生态演化过程的健康程度，以及城市的经济生产、社会生活及自然调节功能的强弱和活力都得到了空前的重视。在建设对象上，从以物与事为中心转向以人为中心；在建设关系上，注重城市自然生态与人类社会生态的关系、生态环境建设与经济社会建设的关系、人居环境建设与景观生态建设的关系。城市建设的目标已从一维的社会经济繁荣走向财富、健康和文明的三维复合生态繁荣。2100433B

《城市人工水体的水资源效应与利用》在综述国内外城市污水及雨水资源利用研究及实践进展的基础上，详尽阐述了城市水资源循环利用及内涵，城市污水及雨水资源的利用方式、利用技术及可利用资源量的计算，分别论述了城市污水及雨水资源用于城市杂用、生态景观、农业灌溉、地下水回灌及工业等五种途径对水质、水量的需求及特点。最后，对郑东新区污水及雨水资源综合利用进行了实证研究。

《城市人工水体的水资源效应与利用》可作为水资源、生态、环境、城市给排水、城市水务及相关专业的规划、设计、管理、科研和教学人员的参考书，也可作为这些专业的研究生教材。

《城市人工水体的气象效应与局地环境变化》是有限域水体气象效应与局地环境变化研究成果的系统介绍。主要内容包括水体气象效应的观测研究、水体和大气湍流交换理论、水体动力和热力效应数学模型求解方法，以及水体气象效应数值模式的构造及其应用。

《城市人工水体的气象效应与局地环境变化》可供从事气象、水文、生态和环境科学等相关专业科研人员和高等院校研究生参考阅读。

城市人工水体建设丛书"序

前言

上篇：城市人工水体的地表水效应与防洪减灾

第一章 上篇绪论

1.1 城市防洪概述

1.1.1 城市防洪排涝的重要性

1.1.2 城市防洪现状

1.1.3 城市防洪主要任务

1.1.4 城市防洪排涝标准

1.2 城市化的水文效应

1.2.1 城市化对降水的影响

1.2.2 城市化对雨洪径流的影响

1.3 城市防洪与排水措施

1.3.1 工程措施

1.3.2 非工程措施

1.4 城市化地区水文计算方法分析

第二章 城市设计暴雨及产汇流计算

2.1 设计暴雨时空分布

2.1.1 设计暴雨时间分布

2.1.2 设计暴雨空间分布

2.2 暴雨资料的选样

2.3 次暴雨过程的划分

2.4设计暴雨计算

2.4.1 设计雨量计算

2.4.2 设计暴雨过程

2.5 城市下垫面特点及其分类

2.5.1 城市下垫面特点

2.5.2 城市下垫面分类

2.6 城市产汇流计算

2.6.1 水面产流计算

2.6.2 水田产流计算

2.6.3 旱地产流计算

2.6.4 城镇产流计算

2.6.5 总产流量计算

2.6.6 坡面汇流计算

2.7 城市排水管网设计流量计算

第三章 平原河网水力计算

3.1 一维明渠非恒定流方程(组)

3.1.1 圣维南方程组

3.1.2 圣维南方程组的数值求解

3.2 河网非恒定流水动力学数学模型

3.2.1 外河道计算

3.2.2 内河道计算

3.2.3 环状河网的求解步骤

3.2.4 节点水位方程

3.3 河网概化

3.3.1 基本河道的概化

3.3.2 湖泊的概化

3.3.3 流域面上调蓄作用的概化

3.4 定解条件

3.4.1 外边界条件

3.4.2 内边界条件

3.5 圩区处理

第四章 城市雨洪模型

4.1 雨洪管理模型

4.2 蓄水、处理、溢流模型

4.3 沃林福特模型

4.4 伊利诺排水模型

第五章 龙湖水系与郑州市城市防洪关系分析

5.1 研究目标

5.1.1 研究问题描述

5.1.2 研究目标

5.1.3 技术路线

5.2 计算方法

5.2.1 设计暴雨计算

5.2.2 建成区产汇流计算

5.2.3 天然流域产汇流计算

5.2.4 河道汇流计算

5.3 龙湖水系规划条件

5.3.1 龙湖湖区工程

5.3.2 河道

5.3.3 市区排水系统

5.3.4 控制性水闸

5.4 计算结果及分析

5.4.1 设计暴雨

5.4.2 河网人流计算

5.4.3 河网水力计算

5.4.4 河网水力计算结果

5.4.5 成果分析

5.5 主要研究结论

参考文献

下篇：城市人工水体的地下水效应与地质灾害分析

第六章 下篇绪论

第七章 龙湖场区主要环境特征

第八章 浅层地下水数值模拟与预测

第九章 成湖方案预测与优化

第十章 龙湖主湖区成湖及防渗工艺

第十一章 龙湖成湖前后地质灾害问题的预测评估研究

参考文献2100433B