《小流域坝系规划及数字仿真模拟技术研究》包括上、下两篇。上篇，小流域坝系规划系统研究，共分绪论、黄土高原地区概况、小流域坝系规划方法解析、坝系规划系统研究与开发、坝系仿真模拟系统研究与开发、应用前景展望等6章；下篇，小流域坝系规划及数字仿真模拟系统用户手册，共分使用指南、坝系规划系统简介、操作术语与约定、等高线、数字高程模型、沟谷线、水文泥沙资料、现状坝系、坝系规划、坝体工程量估算及单坝设计、投资概（估）算、效益分析、经济评价、方案比选、成果输出、汇报评审等16章。

　　黄土高原地区是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区之一，是黄河泥沙危害的根源所在。中共“十六大”提出了全面建设小康社会的宏伟战略目标，并强调在西部大开发中，要重点抓好基础设施和生态环境建设，争取十年内取得突破性进展。2002年国务院批复的《黄河近期重点治理开发规划》（国函〔2002〕61号），把黄土高原地区水土保持作为重点，同时把淤地坝作为关键措施。淤地坝建设力度进一步加大。
　　为了使黄土高原地区淤地坝建设更加科学、合理，为大规模的淤地坝建设提供技术支持，2002年黄河水利委员会下达了《关于“十五”治黄科研专项（水土保持）经费的批复》（黄规计〔2002〕181号），2003年下达了《关于开展黄河流域黄土高原地区小流域坝系总体布局研究及黄土高原模型厅建设前期工作的通知》（黄规计规便〔2003〕199号），正式设立“小流域坝系规划及数字仿真模拟技术研究”课题。课题要求研究开发“小流域坝系规划及数字仿真模拟系统（以下简称“坝系规划系统”）”，下设“小流域坝系规划系统研究”和“小流域坝系数字仿真模拟技术研究”两个专题。
　　“坝系规划系统”研究，是在“九五”“坝系相对稳定优化规划布局研究”的基础上。针对目前坝系规划中存在的主要技术难点，本着为生产实践服务的宗旨，遵循小流域坝系水沙运行规律与基本原理，采用现代科学技术和手段进行的。

上篇 小流域坝系规划系统研究
第一章 绪论
第一节 研究的目的和意义
第二节 专题设置和研究内容
第三节 研究的思路与技术路线
第四节 研究成果的特色与创新
第五节 研究成果在实际应用中的特点
第六节 坝系规划系统的应用与发展前景
第二章 黄土高原地区概况
第一节 自然环境
第二节 自然资源
第三节 经济社会
第四节 水土流失特点及危害
第三章 小流域坝系规划方法解析
第一节 基本概念
第二节 综合平衡规划法概述
第三节 系统工程规划法概述
第四节 本研究坝系规划系统建立采用的规划方法
第四章 坝系规划系统研究与开发
第一节 系统开发环境
第二节 系统架构设计
第三节 数据准备
第四节 现状坝系
第五节 电子勘查
第六节 坝系布局
第七节 工程设计
第八节 投资概（估）算
第九节 效益分析和经济评价
第十节 成果输出
第五章 坝系仿真模拟系统研究与开发
第一节 坝系仿真模拟系统原理概述及技术创新
第二节 坝系仿真模拟系统建立流程
第三节 坝系仿真模拟系统开发与运行环境
第四节 坝系仿真系统核心计算模型的实现
第五节 坝系模拟仿真及其平台优势
第六章 应用前景展望
第一节 加快淤地坝建设的重要意义
第二节 加快淤地坝建设的有利条件
第三节 淤地坝建设潜力分析
第四节 到2020年淤地坝建设需求分析
第五节 坝系规划系统应用前景综述


下篇 小流域坝系规划及数字仿真模拟系统用户手册
第一章 使用指南
第二章 坝系规划系统简介
第三章 操作术语与约定
第四章 等高线
第五章 数字高程模型
第六章 沟谷线
第七章 水文泥沙资料
第八章 现状坝系
第九章 坝系规划
第十章 坝体工程量估算及单坝设计
第十一章 投资概（估）算
第十二章 效益分析
第十三章 经济评价
第十四章 方案比选
第十五章 成果输出
第十六章 汇报评审

　　（四）汇水面积的自动计算
　　汇水面积是计算水文泥沙的关键要素，而且水文泥沙的计算直接影响到坝系布局的合理性。以往人们是用手工勾绘汇水边界，然后用求积仪或数方格的方法量算汇水面积。由于汇水面积量算的工作量的限制，人们在坝系布局的时候不可能通过频繁的调整坝址位置来使坝系的布局更合理。如果汇水面积的计算问题不能解决，要使坝系布局趋向于最合理是不可能的。基于以上分析，在坝系规划系统中解决了基于DEM的坝系汇水面积的自动计算问题。
　　（五）坝系的时空拓扑
　　坝系规划系统考虑了整个坝系的时间、空间演变。坝系建设、运行是一个动态过程，而且建设和运行是相互作用的两个方面。因此，坝系的时间、空间演变是复杂、耦合的过程。以前后两年相比较，就整个坝系而言，其布局和淤积情况会动态改变；就单座坝而言，其上游坝会发生改变（如有新建成的上游坝、有新改造的现状坝等），由于上游坝的改变会导致控制范围（汇水范围）发生改变，上游来洪、区间来洪、区间泥沙随之发生改变，淤积情况会发生改变，下泄洪水情况会发生改变……因此，手工计算时很难全面、准确地进行分析和处理。本系统开发的设计、分析工具在计算过程中建立坝系的时空拓扑，自动将布局和所有相关参数进行逐年分析，保证运算结果能完全跟随时间、空间的变化而变化。