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喀斯特流域洪、枯水資源化機理與遙感應用模型研究 版權信息
- ISBN：9787030713469
- 條形碼：9787030713469 ; 978-7-03-071346-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
喀斯特流域洪、枯水資源化機理與遙感應用模型研究 內容簡介
本書主要從流域結構與功能關系論述喀斯特流域水資源、枯水資源及洪水資源的開發利用和評價研究，內容包括：水資源、枯水資源及洪水資源概念，水資源、枯水資源遙感信息識別，水資源、枯水資源及地下水資源承載力評價，洪水資源化機理、洪水資源利用等。
喀斯特流域洪、枯水資源化機理與遙感應用模型研究 目錄
目錄
第1章緒論1
第2章喀斯特流域結構、功能與喀斯特枯水、洪水3
2.1喀斯特及喀斯特流域3
2.2喀斯特流域結構3
2.2.1喀斯特流域結構類型3
2.2.2喀斯特流域結構特征5
2.3喀斯特流域功能6
2.3.1結構與功能相互依存6
2.3.2結構決定功能6
2.3.3功能反作用于結構6
2.3.4結構和功能的對應關系7
2.4喀斯特枯水7
2.4.1喀斯特枯水概念7
2.4.2喀斯特枯水的特性8
2.4.3喀斯特枯水的影響因素8
2.4.4喀斯特枯水分區8
2.5喀斯特洪水10
2.5.1森林對洪水徑流的影響10
2.5.2流域面積對洪水徑流影響11
第3章喀斯特流域水資源、枯水資源與洪水資源15
3.1水資源的含義與屬性15
3.1.1水資源的含義15
3.1.2水資源的屬性16
3.2喀斯特水資源18
3.3喀斯特枯水資源19
3.3.1喀斯特枯水資源的概念19
3.3.2喀斯特枯水資源的演化特征20
3.3.3喀斯特枯水資源的演化趨勢24
3.4喀斯特流域洪水資源29
3.4.1洪水資源概念29
3.4.2洪水資源特性30
第4章喀斯特流域枯水資源影響因素分析32
4.1基于分形理論的喀斯特流域枯水資源影響因素分析32
4.1.1概述32
4.1.2水文與遙感數據獲取32
4.1.3影響因素與枯水相關分析32
4.1.4小結34
4.2基于ASTER的喀斯特流域地表水系識別34
4.2.1概述34
4.2.2研究區概述35
4.2.3喀斯特流域DEM自動提取35
4.2.4喀斯特流域地表水系提取37
4.2.5討論40
4.2.6小結41
4.3基于DEM的喀斯特流域地貌發育影響因素識別41
4.3.1概述41
4.3.2喀斯特流域DEM數據提取42
4.3.3喀斯特流域數據提取42
4.3.4地貌發育影響因素分析46
4.3.5小結50
4.4基于DEM的喀斯特流域地貌類型因素識別50
4.4.1概述50
4.4.2基礎數據獲取51
4.4.3識別方法及分析55
4.4.4樣區檢驗58
4.4.5小結59
4.5基于GIS和RS的喀斯特流域枯水資源影響因素識別60
4.5.1概述60
4.5.2基礎數據獲取與處理60
4.5.3信息處理62
4.5.4枯水資源影響因子分析65
4.5.5小結68
第5章喀斯特流域枯水資源遙感信息識別與反演69
5.1喀斯特流域枯水資源遙感信息識別模型69
5.1.1概述69
5.1.2水文數據處理與遙感信息識別69
5.1.3遙感信息識別模型建立71
5.1.4遙感信息識別模型樣區檢驗72
5.1.5小結72
5.2喀斯特流域枯水資源遙感反演模型研究72
5.2.1概述72
5.2.2數據獲取73
5.2.3遙感反演模型建立75
5.2.4遙感反演模型樣區檢驗75
5.2.5小結76
5.3喀斯特流域水資源遙感反演模型研究76
5.3.1概述76
5.3.2研究數據77
5.3.3反演模型建立79
5.3.4模型檢驗83
5.3.5小結83
第6章喀斯特地區水資源、枯水資源承載力研究84
6.1喀斯特地區枯水資源承載力概念與探討84
6.1.1概述84
6.1.2喀斯特地區枯水資源承載力84
6.1.3喀斯特地區枯水資源承載力理論85
6.1.4實例研究88
6.1.5小結94
6.2喀斯特地區相對水資源承載力研究94
6.2.1概述94
6.2.2相對水資源承載力94
6.2.3喀斯特地區相對水資源承載力95
6.2.4喀斯特地區相對水資源承載力特征分析100
6.2.5小結101
6.3貴州省水資源承載力空間地域差異101
6.3.1概述101
6.3.2狀態空間法模型的建立102
6.3.3指標體系構建與水資源承載狀況計算103
6.3.4水資源承載力類型分區106
6.3.5小結107
6.4基于熵權法的喀斯特地區水資源承載力動態變化研究107
6.4.1概述107
6.4.2喀斯特地區水資源承載力分析108
6.4.3喀斯特地區水資源承載力動態變化主要驅動因子的選取及變化方向判斷108
6.4.4實例分析109
6.4.5小結113
第7章喀斯特地區水資源、枯水資源承載力綜合評價114
7.1喀斯特地區水資源承載力評價研究114
7.1.1喀斯特地區的水資源承載力114
7.1.2喀斯特地區水資源承載力評價指標體系的選取115
7.1.3評價方法115
7.1.4實例分析117
7.1.5小結121
7.2基于模糊物元法的喀斯特流域水資源承載力綜合評價121
7.2.1概述121
7.2.2評價指標的選取121
7.2.3模糊物元模型理論121
7.2.4熵值法確定權重系數123
7.2.5歐氏貼近度和水資源承載力評價124
7.2.6實例應用125
7.2.7計算結果分析127
7.3喀斯特地區枯水資源承載力綜合評價128
7.3.1概述128
7.3.2枯水資源承載力的概念及特征128
7.3.3貴陽地區枯水資源承載力評價129
7.3.4建議133
第8章喀斯特地區地下水資源承載力評價研究135
8.1概述135
8.2喀斯特地區地下水資源承載力的概念和內涵135
8.3喀斯特地區地下水資源承載力評價指標體系136
8.4喀斯特地區地下水資源承載力綜合評價方法136
8.5喀斯特地區地下水資源承載力綜合評價實例137
8.5.1水文數據獲取138
8.5.2綜合評價計算過程138
8.5.3綜合評價結果分析141
8.6小節142
第9章喀斯特流域洪水資源化理論與探討143
9.1洪水資源化的理論基礎143
9.2洪水資源化概念及其內涵143
9.2.1洪水資源化概念143
9.2.2洪水資源化內涵144
9.3貴州省洪水資源化實踐145
9.3.1貴州省實現洪水資源化的必要性分析145
9.3.2貴州省洪水資源化的可行性分析145
9.4貴州省實現洪水資源化的途徑147
9.4.1洪水資源化的基礎條件147
9.4.2洪水資源化的途徑147
9.4.3洪水資源化面臨的問題148
第10章貴州典型喀斯特地貌空間配置的洪水資源化機理150
10.1研究區概況150
10.2數據與方法151
10.2.1水文與遙感數據151
10.2.2洪水資源化方法153
10.3地貌空間配置與洪水資源化分析155
10.3.1地貌空間配置分析155
10.3.2地貌空間配置的洪水徑流特征分析156
10.3.3地貌空間配置的洪水資源化分析157
10.4小結161
第11章喀斯特流域洪水資源利用評價研究162
11.1洪水資源利用評價的基本問題162
11.2洪水資源利用評價的基本方法162
11.2.1洪水資源利用量和洪水資源利用率162
11.2.2洪水資源可利用量163
11.2.3洪水資源利用潛力164
11.3實例研究164
11.3.1研究區概況164
11.3.2數據資料164
11.3.3評價方法165
11.3.4計算結果分析165
11.3.5洪水資源合理利用探討168
11.4小結168
參考文獻170
第1章緒論1
第2章喀斯特流域結構、功能與喀斯特枯水、洪水3
2.1喀斯特及喀斯特流域3
2.2喀斯特流域結構3
2.2.1喀斯特流域結構類型3
2.2.2喀斯特流域結構特征5
2.3喀斯特流域功能6
2.3.1結構與功能相互依存6
2.3.2結構決定功能6
2.3.3功能反作用于結構6
2.3.4結構和功能的對應關系7
2.4喀斯特枯水7
2.4.1喀斯特枯水概念7
2.4.2喀斯特枯水的特性8
2.4.3喀斯特枯水的影響因素8
2.4.4喀斯特枯水分區8
2.5喀斯特洪水10
2.5.1森林對洪水徑流的影響10
2.5.2流域面積對洪水徑流影響11
第3章喀斯特流域水資源、枯水資源與洪水資源15
3.1水資源的含義與屬性15
3.1.1水資源的含義15
3.1.2水資源的屬性16
3.2喀斯特水資源18
3.3喀斯特枯水資源19
3.3.1喀斯特枯水資源的概念19
3.3.2喀斯特枯水資源的演化特征20
3.3.3喀斯特枯水資源的演化趨勢24
3.4喀斯特流域洪水資源29
3.4.1洪水資源概念29
3.4.2洪水資源特性30
第4章喀斯特流域枯水資源影響因素分析32
4.1基于分形理論的喀斯特流域枯水資源影響因素分析32
4.1.1概述32
4.1.2水文與遙感數據獲取32
4.1.3影響因素與枯水相關分析32
4.1.4小結34
4.2基于ASTER的喀斯特流域地表水系識別34
4.2.1概述34
4.2.2研究區概述35
4.2.3喀斯特流域DEM自動提取35
4.2.4喀斯特流域地表水系提取37
4.2.5討論40
4.2.6小結41
4.3基于DEM的喀斯特流域地貌發育影響因素識別41
4.3.1概述41
4.3.2喀斯特流域DEM數據提取42
4.3.3喀斯特流域數據提取42
4.3.4地貌發育影響因素分析46
4.3.5小結50
4.4基于DEM的喀斯特流域地貌類型因素識別50
4.4.1概述50
4.4.2基礎數據獲取51
4.4.3識別方法及分析55
4.4.4樣區檢驗58
4.4.5小結59
4.5基于GIS和RS的喀斯特流域枯水資源影響因素識別60
4.5.1概述60
4.5.2基礎數據獲取與處理60
4.5.3信息處理62
4.5.4枯水資源影響因子分析65
4.5.5小結68
第5章喀斯特流域枯水資源遙感信息識別與反演69
5.1喀斯特流域枯水資源遙感信息識別模型69
5.1.1概述69
5.1.2水文數據處理與遙感信息識別69
5.1.3遙感信息識別模型建立71
5.1.4遙感信息識別模型樣區檢驗72
5.1.5小結72
5.2喀斯特流域枯水資源遙感反演模型研究72
5.2.1概述72
5.2.2數據獲取73
5.2.3遙感反演模型建立75
5.2.4遙感反演模型樣區檢驗75
5.2.5小結76
5.3喀斯特流域水資源遙感反演模型研究76
5.3.1概述76
5.3.2研究數據77
5.3.3反演模型建立79
5.3.4模型檢驗83
5.3.5小結83
第6章喀斯特地區水資源、枯水資源承載力研究84
6.1喀斯特地區枯水資源承載力概念與探討84
6.1.1概述84
6.1.2喀斯特地區枯水資源承載力84
6.1.3喀斯特地區枯水資源承載力理論85
6.1.4實例研究88
6.1.5小結94
6.2喀斯特地區相對水資源承載力研究94
6.2.1概述94
6.2.2相對水資源承載力94
6.2.3喀斯特地區相對水資源承載力95
6.2.4喀斯特地區相對水資源承載力特征分析100
6.2.5小結101
6.3貴州省水資源承載力空間地域差異101
6.3.1概述101
6.3.2狀態空間法模型的建立102
6.3.3指標體系構建與水資源承載狀況計算103
6.3.4水資源承載力類型分區106
6.3.5小結107
6.4基于熵權法的喀斯特地區水資源承載力動態變化研究107
6.4.1概述107
6.4.2喀斯特地區水資源承載力分析108
6.4.3喀斯特地區水資源承載力動態變化主要驅動因子的選取及變化方向判斷108
6.4.4實例分析109
6.4.5小結113
第7章喀斯特地區水資源、枯水資源承載力綜合評價114
7.1喀斯特地區水資源承載力評價研究114
7.1.1喀斯特地區的水資源承載力114
7.1.2喀斯特地區水資源承載力評價指標體系的選取115
7.1.3評價方法115
7.1.4實例分析117
7.1.5小結121
7.2基于模糊物元法的喀斯特流域水資源承載力綜合評價121
7.2.1概述121
7.2.2評價指標的選取121
7.2.3模糊物元模型理論121
7.2.4熵值法確定權重系數123
7.2.5歐氏貼近度和水資源承載力評價124
7.2.6實例應用125
7.2.7計算結果分析127
7.3喀斯特地區枯水資源承載力綜合評價128
7.3.1概述128
7.3.2枯水資源承載力的概念及特征128
7.3.3貴陽地區枯水資源承載力評價129
7.3.4建議133
第8章喀斯特地區地下水資源承載力評價研究135
8.1概述135
8.2喀斯特地區地下水資源承載力的概念和內涵135
8.3喀斯特地區地下水資源承載力評價指標體系136
8.4喀斯特地區地下水資源承載力綜合評價方法136
8.5喀斯特地區地下水資源承載力綜合評價實例137
8.5.1水文數據獲取138
8.5.2綜合評價計算過程138
8.5.3綜合評價結果分析141
8.6小節142
第9章喀斯特流域洪水資源化理論與探討143
9.1洪水資源化的理論基礎143
9.2洪水資源化概念及其內涵143
9.2.1洪水資源化概念143
9.2.2洪水資源化內涵144
9.3貴州省洪水資源化實踐145
9.3.1貴州省實現洪水資源化的必要性分析145
9.3.2貴州省洪水資源化的可行性分析145
9.4貴州省實現洪水資源化的途徑147
9.4.1洪水資源化的基礎條件147
9.4.2洪水資源化的途徑147
9.4.3洪水資源化面臨的問題148
第10章貴州典型喀斯特地貌空間配置的洪水資源化機理150
10.1研究區概況150
10.2數據與方法151
10.2.1水文與遙感數據151
10.2.2洪水資源化方法153
10.3地貌空間配置與洪水資源化分析155
10.3.1地貌空間配置分析155
10.3.2地貌空間配置的洪水徑流特征分析156
10.3.3地貌空間配置的洪水資源化分析157
10.4小結161
第11章喀斯特流域洪水資源利用評價研究162
11.1洪水資源利用評價的基本問題162
11.2洪水資源利用評價的基本方法162
11.2.1洪水資源利用量和洪水資源利用率162
11.2.2洪水資源可利用量163
11.2.3洪水資源利用潛力164
11.3實例研究164
11.3.1研究區概況164
11.3.2數據資料164
11.3.3評價方法165
11.3.4計算結果分析165
11.3.5洪水資源合理利用探討168
11.4小結168
參考文獻170
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喀斯特流域洪、枯水資源化機理與遙感應用模型研究 節選
第1章 緒論 喀斯特地區無論在我國還是在全球其他國家和地區，都是一類主要的生態脆弱區，因而引起了國內外學術界的廣泛關注。我國的喀斯特地貌不僅分布廣泛，且類型之多為世界罕見。據不完全統計，我國以碳酸鹽巖石為物質基礎的喀斯特地貌發育總面積達200萬km2，其中裸露的碳酸鹽類巖石面積約130萬km2，約占全國總面積的1/7；埋藏的碳酸鹽巖石面積約70萬km2。碳酸鹽巖石在全國各省份均有分布，以廣西、貴州和云南東部地區分布*廣。貴州地處我國西南部，東連湖南、南鄰廣西、西接云南、北瀕四川和重慶，位于云貴高原東斜坡地帶，全省總面積176167km2，江河湖泊分屬長江流域和珠江流域。 貴州作為我國喀斯特面積分布*廣的省份之一，其碳酸鹽巖出露面積占全省總面積的73%。在喀斯特地區，地表崎嶇，地下洞隙縱橫交錯，水文動態變化劇烈，地表水滲漏嚴重，地下持水、保水能力差；土層薄、肥力低、植被生長困難、石漠化嚴重，形成了獨*的、脆弱的喀斯特自然景觀，嚴重地制約了喀斯特流域的持水、供水能力。貴州常年受西南季風的影響，降水量豐富(即多年平均降水量達2076.353億m3)，按一般的理論，其水資源豐富；但貴州很多地方山高谷深，已嚴重影響了降水的空間分布，并呈現出西南部和東北部地區降水量*大，從西南部向西部、中部及東南部遞減，從東北部向北部和東部遞減的空間分布格局。全年降水時間分布不均，降水集中在5～9月，占全年降水量的63%，10月至次年4月降水量偏低，僅占全年降水量的27%。由于貴州受地形及經濟條件的限制，大量的水資源不能被人們所利用，其中地表水資源1035億m3(多年平均)，占全年降水量的49.8%，地下水資源274.7億m3(多年平均)，占全年降水量的13.2%；水資源開發利用難度大，地表水資源總供水量73.22億m3，占水資源總量的5.59%，地下水資源供水量8.58億m3，占水資源總量的0.7%。全年水資源利用時間分配不均，5～9月，工業用水占全年用水量的18.59%，農業用水占全年用水量的15.12%，城鎮用水占全年用水量的5.23%，農村用水占全年用水量的1.53%；10月至次年4月，工業用水占全年用水量的25.02%，農業用水占全年用水量的20.19%，城鎮用水占全年用水量的9.36%，農村用水占全年用水量的4.25%。水資源利用方式不合理，大量水資源被浪費，其中全年總耗水量34.76億m3，占全年總供水量的34.76%。因此，在貴州喀斯特地區，人類與水資源的矛盾日益突出，尤其是在需水量大的枯水季節，人水矛盾更加突出，已嚴重制約了貴州經濟的發展。如2010年中國西南地區百年一遇的特大旱災，就發生于需水量大的枯水季節，主要分布在貴州、云南、廣西、四川及重慶5個省份。據不完全統計，這次西南大旱5個省份的受災人數高達6130萬人，直接經濟損失達236億元。其中，貴州省的88個縣(市)中有86個縣(市)不同程度受災，災情嚴重的有54個縣(市)、482個鄉鎮。全省受災人口達1868.9萬人，695.0萬人和503.5萬頭大牲畜飲水困難；農作物受災面積145.5萬hm2，其中成災93.93萬hm2，絕收39.3萬hm2。百年一遇的持續旱災造成全省直接經濟損失達112.4億元，其中農業直接經濟損失61.86億元。貴州地區雖降雨量豐富，但因特殊的喀斯特流域結構，出現了嚴重的“工程性”缺水。因此，在喀斯特化的貴州地區，要想充分發展經濟，趕上并超過經濟發達的東部沿海城市，就必須在現有的經濟技術條件下，以先進的遙感技術為手段，*大限度地開發利用枯水資源和實現洪水資源化。 遙感是以電磁波與地球表面物質相互作用為基礎，探測、分析和研究地球資源與環境，揭示地球表面各要素的空間分布特征與時空變化規律的一門科學技術。遙感過程是一個信息傳遞過程，一個從地表信息(多維、無限、連續的真實體)到遙感信息(二維、有限、離散化的模擬信息)的數據獲取及成像過程。遙感成像過程十分復雜，經歷從輻射源—大氣層—地球表面—大氣層—探測器等一系列復雜過程，這一過程中的每個環節都受到多種因素的干擾，需要對這些過程進行定量描述，即遙感建模。遙感模型大體可分為遙感反演模型和遙感應用模型兩種。目前國內外對遙感應用模型的研究主要有土壤含水量遙感應用模型、水體葉綠素含量遙感應用模型、水體懸浮物含量遙感應用模型、植被覆蓋度遙感應用模型、地表區域水分蒸發-蒸騰量遙感應用模型、湖泊水色遙感參數獲取、水稻葉面積指數和葉綠素含量的遙感估算模型、太湖懸浮物遙感應用模型、森林覆蓋度遙感應用模型、農作物遙感應用模型、植物含水量遙感應用模型、地表溫度參數遙感應用模型等。 本書從系統論的角度，首先探討喀斯特流域的結構與功能，分析喀斯特枯水徑流與洪水徑流特征，提出枯水資源化與洪水資源化的概念；其次，根據地物賦水光譜特征，提取喀斯特流域賦水遙感信息，分析喀斯特枯水資源影響因素，探討洪水資源化機理，建立喀斯特流域賦水遙感反演模型；*后，根據灰色理論原理，計算喀斯特枯水資源與洪水資源，對喀斯特水資源的承載力進行綜合評價。因此，本研究能為很好地掌握水資源時空分布以及合理開發利用水資源提供一定的理論指導，對緩解或抑制喀斯特干旱具有重要的指導意義。 第2章 喀斯特流域結構、功能與喀斯特枯水、洪水 2.1 喀斯特及喀斯特流域 喀斯特一詞原是南斯拉夫伊斯特里亞(Istria)半島上石灰巖高原的地名，即石頭之意。它是指具有一種特殊水文現象和特殊地貌現象的地形，其水文和地貌的特性就在于具有地表地下水系塑造的地貌。科學家把對可溶性巖石以化學或生物過程為主，以機械過程為輔的破壞和改造作用的水文現象稱為喀斯特水文作用，由這種作用產生的地下管道稱為喀斯特洞穴，它們統稱為喀斯特。在可溶巖廣泛分布的地區，喀斯特作用明顯，喀斯特地貌廣泛發育，其水文特征受地表、地下喀斯特系統影響顯著的流域，稱為喀斯特流域。一般在喀斯特地區，有喀斯特發育的流域都可以稱為喀斯特流域。本研究所指的喀斯特流域是指由特殊的含水介質(可溶巖雙重含水介質)和具有特殊的流域邊界(地表、地下雙重分水嶺)、獨*的地貌-水系結構及水文動態過程耦合的地域綜合體。根據其水量平衡劃分為：盈水流域、虧水流域和平衡流域。 2.2 喀斯特流域結構 2.2.1 喀斯特流域結構類型 根據系統論的觀點，結構就是一種不同要素的組合，不同的組合形式形成不同的結構類型。本研究在前人研究流域地貌系統的基礎上提出喀斯特流域結構的概念并將其分為兩個大類和六個亞類(圖2-1)。 圖2-1 喀斯特流域結構分類圖 1. 喀斯特流域形態結構 1)形狀結構 喀斯特流域的形狀結構是指流域邊界不同形狀的組合，其形狀可劃分為長條形、橢圓形、扇形和圓形等。而流域邊界控制了流域系統洪、枯水的形成和運動范圍，由于存在形狀的幾何相似性和劃分的模糊性問題，所以對流域形狀結構的研究應該著重于流域邊界幾何參數的確定。許多學者已經對流域邊界參數作了大量的定量描述，認為其中常用的有：形狀系數、緊度系數、流域圓度、流域狹長度、曲度、拉長度和流域的不對稱系數。可以根據研究區的特點和研究目的選擇特定的幾何參數來對流域邊界進行描述。 2)線狀結構 水系是流域線狀結構的表現，是不同大小、不同數量、不同長度河段的組合。由于水系在發育過程中受到氣候、流域原始坡度、巖性、地質構造和地貌歷史的影響，其形式各種各樣，如放射狀水系、輻合狀水系、樹枝狀水系、平行水系、格狀水系、倒鉤式水系、直角狀水系、羽狀水系等。喀斯特流域的線狀形態結構按其水文功能主要表現為干谷水系、地表水系和地下水系，并有其自身的運動和演化規律。 3)面狀結構 面狀結構是指流域內不同起伏狀況地表在空間上的組合，這種地表的不同空間組合形式構成了流域內不同的地貌類型。因而喀斯特流域的面狀形態結構可通過地表的不同地貌類型來表現，例如，峰叢洼地和峰林溶原即為地表形態面狀結構的兩種不同表現。我們可以通過地表形態徑流強度系數(地貌水文參數)來定量刻畫流域面狀結構的水文特征。 2. 喀斯特流域介質結構 1)巖石組成結構 巖石是喀斯特流域系統的物質組成部分，在喀斯特地區分布了廣泛的碳酸鹽巖，構成了喀斯特流域系統中的一個子系統。在這個子系統中各種巖石都具有自身的特性，從而控制流水溶蝕和侵蝕作用，使得喀斯特流域表現出自身的結構特征，也就是說巖性不同喀斯特流域的結構也就不同。從喀斯特流域的整體看，在巖性構造控制下，由于運動水的差別溶蝕和侵蝕在巖石內部形成了大量的次生溶孔、溶隙和溶道(溶管和溶洞系統)，構成了喀斯特流域的地下通道，形成了地下水系；另外，還影響著巖溶裂隙的發育程度和規模，導致排水通道和透水性的差異，使喀斯特流域形成了不均一的雙重含水介質結構。 2)植被分布結構 植被影響水文過程、促進降雨再分配、影響土壤水分運動，是喀斯特流域系統的有機組成部分。在流域中，各種植被類型形成多個子系統，組合在一起構成了植被結構，植被結構和該系統中的其他要素結合在一起構成流域。在喀斯特地區，受地形多樣、地表起伏大、坡度大等的影響，植被對水文過程的影響也較大，植被結構表現出了與流域水文更為密切的關系。 3)土層覆蓋結構 流域土層是指分布在流域上的，具有一定規模的未固結沉積物。這些沉積物通常覆蓋在基巖的表面，來源于母巖原地風化形成的表層土、風化殼，或是在河流動力順坡移動等作用下從異地搬運形成的松散沉積物。由于下伏有低滲透率巖石(通常這些沉積物滲透率較下層巖石大2～3個數量級)，土層有時可確定為一個相對獨立的水文地質單元。土層是喀斯特流域系統的組成部分，也是作為一個子系統存在于喀斯特流域中，與巖石系統、植被系統、地貌形態系統等相互協同構成流域。鑒于土層分布的空間結構受地貌、地勢、地面坡度及物質組成的影響，使得喀斯特地區大部分流域內土層淺薄，零星分布，形成了巖溶地區獨*的土層覆蓋結構。 2.2.2 喀斯特流域結構特征 任何系統都有其特定的結構，結構是指系統中諸要素之間的關系及其內在的組織形式。系統的結構作用于輸入系統的物質流、能量流和信息流，使系統產生特定的功能。不僅如此，物質、能量、信息流在系統中的作用、運動和傳遞同樣使得喀斯特流域結構在空間和時間上表現出從發育、形成到演化有規律的運動，呈現了自身的特點。 1. 不均一的雙重含水介質結構 在喀斯特流域，廣泛分布著碳酸鹽巖的非均質含水體，水文運動在巖性的控制作用下發育了大量次生的溶孔、裂隙和洞道子系統，形成了一個復雜的、有機聯系的、在空間上分布不均一的貯水空間系統，并產生了不同的貯水形式、水流運動狀態和水力學特性。 2. 二元流場形態結構 喀斯特流域發育形成了地表和地下兩個水系、兩個分水嶺和兩個流域。在流場上地表、地下兩個流域常呈復雜的邊界不重合關系，但又通過水力聯系構成一個密不可分的整體，在宏觀流場上表現為一個二元形態結構。近年通過對喀斯特流域特性的深入研究，發現正是由于此結構導致產生了虧水流域和盈水流域。 3. 三維空間地域結構 喀斯特流域在空間上是一個三維空間。該系統單元內物質、能量的傳遞過程是在三維空間內進行的，如水流傳輸、三水轉化及水文循環等。 4. 功能上的耗散結構 喀斯特流域是一個非線性時變的開放系統，在功能上表現出耗散結構的特征，即它是遠離平衡態，不斷與外界環境進行物質、能量和信息交換的系統，并且在負熵流的作用下通過系統內部各要素的聯合協同作用產生自組織過程，使流域從一種低級狀態轉變為一種高級有序的狀態。 2.3 喀斯特流域功能 系統的結構和功能是系統的兩個基本概念，結構反映了系統內部各要素的組成關系，功能反映了系統內部各要素之間的活動關系。兩者從不同方面規定了系統內部各要素之間的聯系。系統結構作用于一切輸入系統的物
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