水文与水资源工程论文范文

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1.公众认识的误区障碍

节约用水的公众参与，不仅包括公众积极参加和实施节约和保护水资源的有关项目或有关行动，更重要的是要改变自己的思考方式，建立可持续发展的世界观，进而运用符合可持续发展的方法去改变自己的行为方式。而现实当中，公众的思想认识中存在诸多的误区和障碍，直接影响着节约用水的深入实施：

(1)认为地球上的水资源是无限的。这种意识的危害在于如果我们没有节制地无限制开采，就会使环境的变化超过不可逆转损害的阀值，进而危及到人类自身的生存。

(2)环境的相互依存性认识障碍。仅凭浅显的感官印象或狭窄的学科知识来判断因果关系，有意或无意地破坏环境各部分之间、环境与人类之间的相互依存性和微妙的平衡。

(3)水是自然资源，是无价值的。以为只有能换成货币的东西才是有价值的。而现实当中人们难以用货币估价被转移和已造成的污染和资源衰减所造成的影响。

(4)即使有危机也不可能即时显现出来。对未来的线性外推和狭隘的经验主义思维，并不知道一旦一些事情进入“正反馈”，就有可能出现突变而带来意想不到的后果。

(5)技术的进步会处理一切。这是一种既饱含希望，又在制造危险的观念，其必然导致出一种单纯“迷信”，为急功近利者制造借口。

(6)人没有必要为后代考虑，那是“杞人忧天”。缺乏对人类整体最深层基础的观念，和十分自然而又最起码的觉悟。

2.舆论监督与行政机制的关联

据统计，以淮河的防污治污为例，自1977年至1994年，国家颁布的关于保护淮河流域环境的政策和法令就有十余项之多。但1994年7月的淮河特大污染事件，造成的直接经济损失达2亿元。我国著名的七大水系污染也日益严重（见表一）。黄河自1972年开始出现断流，至今已达8次之多。据1988年至1992年资料统计，黄河上游的人口不足全流域的10%，而平均每年引用河川径流量占黄河流域内及其供水区平均量的50%。上游地区用于农业灌溉的亩均灌溉水量为全国的1.5--3.2倍，长期使用黄河水灌溉致使耕地盐碱化，导致又必须多灌水用以压碱。而上游地区农业水价只是全国本以很低的平均水价的大约五分之一到十分之一。

据《中国21世纪议程》中截止1994年的统计，我国已制定出4部环境法律、8部资源管理法律、260多项环境标准，20多项环境资源标准，已初步形成了环境资源保护的法律体系框架。在国家现在正由计划经济体制向市场经济的转轨的过渡性过程中，造成上述不应有的状况，除历史和自然原因外，还有体制和行政机制问题。长于取水，短于节水；强于搞工程，弱于建机制；勤于组织运动，怯于调整利益关系。使当前水资源的配置，既无统一计划，又不讲市场经济效益，是做起来最容易但也是最危险，形式上管而实际上是抢的配置方式。上述分析的结论是：如果回避、推迟部门、地区之间固有的政策及利益强有力度的调整，就会使得国家的法律和政策效力弱化和衰减甚至失效。由于历史的原因和现实中体制上的矛盾，难以避免产生经济行为的政绩化和政府行政功能经济化的现象。因此，得出的最终结论是：要使各级政府的行为变得适应可持续发展的要求，必须调整其组织和权力的配置，建立一个对政府的政绩有真实评价的机制。水资源的合理利用与保护离不开政府的行为，而离开了监督的政府也不可能实现可持续的发展。因此，必须建立健全一个超越权力和金钱制约的评价系统，能体现社会成本的经济效益或政绩的指标体系，用知识去监督权力，让公众有权了解更多的实情，发挥民主的而不是、主观臆断的科学决策功能，把可持续发展和资源与环境意识根存于公众当中，这便是对舆论监督作用的最终定位。

3.强化节水宣传教育的内容和方式

节约用水，是以社会节水、全民节水为目标。在宣传节约用水时，应立足于本地的水资源状况，充分考虑其开发利用的前景及城市现实状况，因地制宜，因事而地选择不同的宣传方式，针对公众节水意识上的认识误区及障碍，展开富有成效的宣传和教育活动。

首先，要强化对政府官员的法律、政策和理论认识上的宣传，使其树立正确的节水和水资源的管理观念，在决策中自觉重视到节约用水。

其次，要面向公众，发动群众，把宣传节约用水的重点放在公众中间；放在基层。通过举办专题文艺晚会、进行知识竞赛、举办节水成果展览和举行各种以节约用水为主题的各种群艺活动，并注重运用板报、公益广告、宣传标语、有线广播、电视以及公共互联网等媒体形式进行常年不懈的渗透式宣传，逐步提高公众的节水意识。

第三是要立足长远开展宣传教育活动。应当把我国现实的水环境及水资源状况纳入中、小学教育，使公众从小就接受到水忧患意识的熏陶。经常性地在广大中小学生中间开展主题性质的征文、讲座、歌咏比赛、夏令营和郊游活动，使公民从小就养成良好的节水观念。

第四、舆论媒体有关部门及时接纳并受理对跑、冒、滴、漏浪费水、造成水环境污染的行为的严肃查处，及时予以曝光，进行深层次地追踪报道，抓好正反两个方面的典型事例，以引起公众的充分观注，逐步形成全民节水、人人节水、爱水、珍惜水的良好社会道德风尚。

强化节约用水的宣传教育，应确立起“面向公众、重在基层、从中小学生抓起”的长远目标，以适宜的方式，较低的投入成本，取得较好的宣传教育效果。超级秘书网

4.公众参与途径探讨

水资源的有效保护与合理利用，实施可持续发展，从概念到行动，主要取决于两个因素：一是公众的觉悟和道德，即环境美德。二是研究开发公众参与的有效途径。塑造公众的环境美德、开展充满创造力的群众性自我教育运动，为实施公众充分参与探索了可供选择的途径。

(1)自愿责任。把保护水环境的某一具体内容当做公众自己的自愿责任，为实践自己的诺言而开展行动。

(2)“蓝天碧水”行动。主要参加者以中小学生为主，可由自愿的社会公益者出面组织。以轻松自然的风格，进行文艺演奏和演出、绘画、签名等活动，让公众与孩子在一起感受自然的美好与和谐，引起人与人的共鸣。

(3)监督新闻媒体。可分阶段展开调查统计，对各媒体、报刊对环境与资源的关注程度、报道条数、篇幅进行统计打分，并对其动向进行研究、剖析。每年向获环境意识最高得分的和最低得分的媒体及记者发出衷恳的感谢和建议。

(4)创立相关主题为宗旨的基金会。资助进行科学研究、学术交流、并开展其他相关活动。

(5)写作出版相关的内容和科普、启蒙读物。

(6)组织举办节水知识讲座。主要针对是中小学的教师及师范院校的高年级学生等。

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0095-03

一、概述

华北电力大学水文与水资源工程专业是继水利水电工程专业之后兴办的第二个水利专业，2006年经教育部审批，于2007年招收第一届本科生。2007级水文与水资源工程专业按照2006版人才培养方案设置专业课程，《水资源评价与管理》是这些专业课程中的一门必修课，这版培养计划安排是56学时（3.5学分），没有课程设计和实习等实践教学环节，2006版培养计划应用一年后，到2008年开始对2006版培养计划进行修订，制订2008版本科人才培养方案，根据《水资源评价与管理》这门课程的时代性、实践性和知识更新性都较强的特点，将2008版的《水资源评价与管理》的课程调整为48学时（3学分），另外增设了1周（1学分）的课程设计。依据新修订的2008版本科人才培养方案，华北电力大学2009年开始实施433核心课程建设计划，433核心课程包括4门公共基础课、3门专业基础课和3门专业课。其中，《水资源评价与管理》成为水文与水资源工程专业的433核心课程之一，经过2年的建设，该课程顺利地通过了学校433核心课程的验收，目前该课程的建设和教学改革正逐步进入优化完善阶段。

《水资源评价与管理》课程是水文与水资源工程专业本科学生完成了基础知识学习后接触的主要专业课之一，是水文学及水资源研究领域中不可或缺的重要组成部分。

二、课程建设

《水资源评价与管理》课程建设包括教学大纲、教材、课程设计任务书、教师队伍建设等内容。

1.教学大纲的制定。根据2008版本科人才培养方案的基本要求，以电力学科为主的“大电力”特色，水文与水资源工程专业要为“水电”做基础性工作的宗旨，在2006版培养方案的基础上重新编制了水资源评价与管理的教学大纲，对课程的性质、教学目的和任务、教学的基本要求和课程的内容进行了细化和规定。要求掌握水资源评价的概念、方法等，其中主要包括地表水资源量的计算和评价、地下水资源量的分析和评价、区域的水资源及水质评价等，掌握国民经济生产、居民生活和生态环境的需水预测，以及水资源供需分析方法，初步了解水资源分配及优化配置的模型和方法，掌握现代水资源管理的相关基本理论、经验和制度方法等。

2.教材的选择。目前，国内正式出版的水资源评价与管理方面的教材主要有：（1）朱岐武主编，由黄河水利出版社出版的《水资源评价与管理》，该教材主要是按照国家对高职高专人才培养的要求和特点编写完成的。（2）高桂霞主编，由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》，该教材适合于中等专业学校的学生。（3）李彦彬等编写，由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》，该教材涵盖了水资源评价与管理以及水资源利用方面的主要内容。

在水资源规划与管理方面的教材中也包含水资源评价与管理方面的内容，这方面的教材主要有：（1）左其亭等编著，由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》，该教材包含了水资源评价、社会经济发展预测、水资源系统分析方法、水资源规划以及水资源管理方面的内容。（2）董增川主编，由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》，该教材包含了水资源的概念及分类、特点，水资源评价的概念及方法，水资源需水预测、供需平衡分析，水资源优化配置，水资源系统运行调度、综合规划、管理及水资源科持续利用等内容。（3）水利部水利水电规划设计总院编制的《全国水资源综合规划技术细则》是一本很好的指导水资源评价与规划工作的工具书[1]。这些教材涉及的面较广，基本涵盖了水资源评价与管理方面的相关内容，但是作为本科生的教材，内容上既要有一定的广度，而且还要有一定的深度，更关键的是内容一定能反映最新的相关理论或技术方法，鉴于此，笔者主编了华北电力大学《水资源评价与管理》校内教材，该教材突出了《水资源评价与管理》这门课程的时代性和实用性，强调了《水资源评价与管理》是一门不断丰富和发展的课程，内容方面包含了水资源的数量和质量评价、水资源开发利用对环境的影响、水资源综合评价等，着重介绍评价的数据资料准备、评价的程序，评价的新方法中包括物元分析法、模糊综合评判法属性识别方法、主成分分析法、改进的灰色关联分析法和信息熵法等6种方法；水资源管理的内容增加了目前我国最新的水资源最严格管理以及“三条红线”制度等方面，而且随着科学技术的进步、经济社会的发展以及人们生活水平的提高，尤其是全球气候变化及人类活动对水资源的影响，新的水资源评价方法及水资源管理的理念将不断出现。

3.课程设计任务书。根据华北电力大学强化“重实践，强能力”的办学特色，依据一周5天的设计周期编制了水资源评价与管理的课程设计任务书，其内容包含课程设计的目的和意义、基本数据资料、课程设计要求以及时间安排等设计内容，具体包括水文数据资料的收集、整理及处理、不同保证率下水资源量的计算、可利用地表（地下）水资源量的计算、国民经济各部门的需水量的计算及预测、供水需水平衡分析、水资源管理对策和措施的制定等内容。

4.教师队伍建设。经过6年多的发展，已经形成了由3～4名副教授以上的中青年教师组成的水资源评价与管理教学的教师团队，由水文学及水资源、水力学及河流动力学以及管理科学与工程等专业背景的具有博士学位的年轻老师投入到一线教学的工作中来，可以充分利用具有不同专业背景的教师对该课程的不同的理解方面，使课程教学能够集思广益，使课程设计等实践教学效果更为显著。

三、教学过程中存在问题

1.课程学时数较少。我国高等学校在“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养目标要求下，基本都压缩了专业课的学时数[2]。一般3学分都是48学时，要想把水资源评价的基本理论、评价方法、评价程序以及水资源管理的基本理论等全面详细地教授给学生，难度比较大，而且学生在学习过程中，还需要补充很多课外的基础知识，比如补充经济学方面的知识，以满足水价理论方面的教学要求；补充优化原理与方法的知识，以满足水资源优化配置方面的学习等；补充工程水文及水利计算方面的知识，以满足水资源数量评价方面的学习等。

2..教学内容相对滞后。由于水资源规划与管理方面不断涌现出新理论、新方法、新技术、新规范等，但高校的专业课教材一旦选定就要使用几年，难免出现教学内容相对滞后的情况发生，其教学内容还偏重于传统的水资源评价与管理的基本原理及技术方法的讲解，而对诸如水安全评价、水资源管理信息系统研发以及制度建设等新理论、新技术的介绍较少，造成学生在校所掌握的知识滞后于当前学科发展进程[1]。

3.学科交叉性较强。随着水资源的紧缺，水资源问题的日益突出，水资源开发利用程度的不断提高，使水资源评价与管理越来越成为一门理论内容交叉性强、应用面广的课程，涉及到水与资源、水与环境、水与生态、水与经济、水与社会等诸多方面，另外，随着科学技术的发展，应用技术尤其是电子计算机技术、地理信息系统等“3S”技术的发展，水资源评价与管理的任务越来越复杂和多样。

4.学生主动学习的愿望较低。从日常教学的过程中发现，学生在听课中只是去记一些基本概念、基本原理、基本方程，而不是针对具体的水资源问题去寻求和思考具有针对性的对策或措施，主要是为了期末考试的试题而去听课，这样就使得学生没有主动学习的愿望，而是为了考出好的成绩而去学习，缺少对目前水资源、水环境、水生态出现的问题，以及如何将水资源管好、用好提出自己的、具有原创性的想法和建议。

四、教学改革

针对课程教学中出现的以上几方面问题，笔者逐渐从教材的改革、教学手段的多样化、考试方式的改革和鼓励学生申报创新创业项目等几方面进行了尝试。

1.教材改革。如前所述，笔者编制了一本校内教材，将水资源评价与管理的新理论和新方法引入到教材中来，比如在需水预测中，对于河道内生态需水量的计算方法，加入了改进的湿周法、Tennan法、以及流量历时曲线法等[3]；对于水资源管理中的加入了水权理论以及我们国家从2011年开始实施的最严格水资源管理理论的“三条红线”制度等，以尽量减少教材与实际工作的滞后性。

2.教学手段的多样化。随着现代计算机技术以及图形图像技术的发展，尤其是多媒体技术的出现使现代教学逐步摆脱了传统的“粉笔+黑板”的教学模式。因此，在教学过程中积极开发和利用电子讲义、电子课件、水资源水工程方面的录像、图片、以及多媒体PPT课件等，尽量将比较抽象的基本概念、基本原理、难以理解的技术方法等用形象的多媒体形式表达出来，使学生更便于理解和明白，以提高学生学习专业知识的兴趣，并唤起学生的求知欲，从而使学生由被动的“听”变为主动的“学”。多媒体教学在一定程度上，弥补了现有课时的不足[2]。

3.考试方式的改革。为了防止学生只是死记硬背一些概念、原理和公式，以应付期末考试的试题，我校改革了传统的闭卷考试的方式，采取老师统一命题或自命题的方式撰写课程论文，课程论文要有统一的格式和内容，内容要包括摘要、英文摘要、正文、参考文献，其中摘要必须在200～300字之内，而且要有研究意义目的、研究方法、研究结果和结论四部分，参考文献在20～30篇以上，而且英文文献要占一半左右，通过这样的训练，可以使学生掌握撰写学术论文的基本要求，为撰写毕业学位论文打下扎实的基础，也为本科生参加各种竞赛、发表学术论文提供必要的支撑。

4.鼓励学生申报创新创业项目。由于水资源问题的复杂性、多样性和交叉性，在教学过程中，我们鼓励学生勤于思考，多发现跟水有关的问题，先后指导10多名学生根据水与环境、水与生态等方面的知识，申请了大学生创新创业项目，其中2项获得国家级优秀的好成绩，而且以这些创新创业项目为依托发表的SCI或EI收录学术论文3篇，增强了学生学习水资源评价与管理的兴趣。

五、结语

根据华北电力大学水文与水资源工程专业《水资源评价与管理》的课程教学经验，本文对这门433核心课程包括教学大纲的制定、教材的选择、教学手段、考试方式以及如何鼓励大学生申报创新创业项目等方面进行了一些改革探索。按照《水资源评价与管理》课程建设的基本要求，对教学内容进行了丰富、拓展和必要补充，逐渐培养学生对水资源专业领域的了解和把握，通过撰写课程论文逐步实现本科生独立完成学术文献的总结和综述、完成研究方法的实现、研究结果的阐述以及研究结论的得出的能力，真正培养本科生的实际能力。

参考文献：

[1]窦明，左其亭，李桂秋.水资源规划与管理课程建设与教学研究[J].高等建筑教育，2009，18（6）：91-94.

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<水文学与水资源学>课程是给水排水工程的一门主干专业基础课程。它与给排水管网系统、建筑给排水系统、水质工程学等一起构成了给排水工程专业主干课程体系，是城市健康水循环中不可或缺的环节。随着给水排水工程专业的发展和科学技术发展的需求，<水文学与水资源学>课程还需要在教材内容、教学方法等方面不断更新和完善，学术研究和工程实践方面需要进一步加强。目前该课程的建设和教学改革在我校得到了优化和完善。

一、课程体系建设

<水文学与水资源学>课程建设包括教学大纲、教材、实验及实验指导书、课程设计任务书及指导书、设计任务书及指导书、实习指导书、师资队伍建设等内容。

1.1　课程教学目的及特点

本课程是一门培养学生有关水文学、水资源开发利用与保护的基础理论和设计能力的专业必修课程。使学生掌握水文现象、水资源开发、利用与保护的基本概念、基本概论和基本设计与计算技能。课程内容广泛，涉及到不同专业学科、领域的理论和技术，如给水工程、污水处理工程、供水水文地质学、生态学、环境监测、环境评价、微生物学及管理工程等。对学生来说，是一门综合性很强，不太容易掌握，且学习起来困难较多的课程。为此，在保证基本教学内容的前提下对课程内容做了精选、整合优化处理，力争做到系统性、完整性、实用性，办出特色。这就要求任课教师必须了解课程的特点，制定切实可行的教学思路和手段，以达到最好的教学目的和效果。

1.2　课程教学内容和教学要求

本课程按照教学大纲的要求系统阐述了水文学的基础知识、基本概念，水资源的相关理论、国内外水资源分布和开发利用状况、水资源在开发利用过程中存在的主要问题，并且重点介绍了地表水资源、地下水资源的水量计算，取水工程的类型、设计和使用条件以及水资源保护与管理的内容方法和措施。

该课程在48学时的理论课授课外，通过实验和实践、课程设计与毕业设计，加深学生对所学知识的了解，培养学生运用所学知识解决问题的能力，使学生在查阅资料、工艺方案选择、工程计算及设计绘图方面得到训练。

二、课程教学改革

随着给水排水工程专业的发展和科学技术发展的需求，<水文学与水资源学>课程还需要在教学内容、教学方法等方面不断更新和完善，学术研究和工程实践方面需要进一步加强。

2.1　教学内容改革

（1）针对教学内容广，在合理安排授课计划的基础上做到重点突出。例如，“水文统计基本原理与方法”、“小流域暴雨洪峰流量的计算”、“取水工程”等部分作为本课程重点，在教学中分配了20学时时间，其次“水资源量评价”和“节水理论与技术”分配了6学时时间。重点内容部分在讲解过程中，力求精，有一定深度。

（2）理论教学与工程实例紧密结合。例如在“地表水资源量评价”中，补充了“引滦入津”、“南水北调”等工程内容。在“取水工程”教学中，详细讲授了“龙庆峡”等工程。同时通过认识实习和生产实习，对水源地选择、评价及取水构筑物结构建立感性认识。总之，在整个理论教学，始终贯穿着工程实例教学。

（3）及时更新教学内容。教材为2002年出版，某些内容已不适合作为教学内容，在本次教改中，及时进行了修改。如我国生活饮用水水质标准，将教材用的GB5749-85标准，改为GB5749-2006，并对GB5749-2006进行了详细讲解。同时，随着给水排水工程专业范围的逐步拓展，为开拓学生的专业视野，在教学中我们把国际上一些前沿课题和研究进展等内容引入教学，如最新的水资源评价方法与模型等。

2.2　教学方法改革

积极开展教学方法改革，实现教学方法的“转变”，即课堂教学从传统灌输向探索性教学转变，采用灵活式教学形式。本课程在教学过程中，大量的表格、数据模型、水资源现状分析图、取水构筑物图等贯穿始终，采用传统的板书授课方式不仅使教师在课堂上的工作量较大，学生对知识的理解也不甚清楚，而且往往花费大量的时间。虽然也可以事先把一些图表制成幻灯片，但图一般是静止的，不够形象生动，还是难于理解。2005年以来在教学过程中，根据实际需要，认真钻研教材阅读各种参考书籍，将大纲中的重点、难点分解成不同知识点，并补充实际工程案例以及图片，自行研制了《水文学与水资源学》多媒体教学课件。随后在教学过程中不断修改和完善，使课堂教学生动、形象、直观，易于记忆，在有限的时间内传递更多的信息内容，增强了信息量。该课件具有演示直观、动态感强的特点，非常易于学生理解，受到学生的好评，取得了较好的教学效果，同时也有效缓解了课时的缩减和教学内容增加的矛盾。

例如，在授课过程中，具体采用以下教学形式：①放映中国水资源现状以及水资源保护等方面的视频材料，使学生了解我国水资源的实际状况，并对本专业产生浓厚兴趣；②放映各种不同类型取水构筑物的图片，学生可以很直观地看出不同取水构筑物的构造和作用，并增加浓厚的学习兴趣；③放映案例内容的图片，可以让学生更容易地了解案例，对于日后遇到的实际工程都起到积极作用。#p#分页标题#e#

同时尝试和研究双语教学，大力提倡双语教学。自制双语教学课件，做到通过双语教学，不但使学生掌握了规定的教学内容，也使学生的科技英语能力得到了训练提高。

2.3　教学手段改革

在教学过程中，大胆探索新型教学手段，主要从“多维互动”教学手段进行了探讨。多维互动教学模式是一种较理想的教学模式。它表现为师生共同参与，以学生为中心，教学方法多样化。首先，教学活动中，确立学生的主体地位，充分发挥学生自主学习、自我教育的能力。“多维”是指改变过去教师独占课堂，一张嘴巴、一支粉笔、一块黑板，在课堂上包打天下，学生被动接受知识的教学形式，促成教学过程中师生、生生等互动局面的出现，来激活课堂教学，提高学生学习的兴趣；互动是指通过师生全方位参与，促进和谐和多维互动教学关系的生成，实现学生主动学习的意识。

例如，在教学过程中，本课程采用了讨论式教学方法，在备课时带着问题认真钻研教材，阅读各种参考书籍，将大纲中的重点、难点分解成不同知识点，拟出讨论题，然后设计出多种较典型、讨论性较强的题目。上课时鼓励学生勇于回答和提出问题。课后对讨论过程中的问题进行归纳总结。特别在“世界水资源现状问题及解决途径”、“节水现状及措施”等教学环节中，学生讨论异常活跃。

同时，发扬教学民主，给学生一定的自主选择权力，每节课腾出一定的时间，由学生自己设计问题，刺激学生突破传统课程的束缚，真正进入知识海洋中去求知，引导他们将学习过程中的重点、难点、疑点说出来，从而让全班学生得以主动参与，主动探索，主动思考，主动实践。

2.4　实验、实践教学改革

搞好实验和实践教学，加深学生对基本理论的理解。通过参观实践，让学生将课程的理论知识和分析计算方法与实际联系起来，培养他们分析问题和解决问题的能力；同时，通过水文观测、河流径流、河流水库取水工程现场考察实习，增加对水文学知识点的感性认识，开阔眼界。通过实验教学，提高学生综合运用知识、分析问题、动手操作的能力。例如在水文测验实验中进行某断面过水流量的观测时,可用浮标法、流速仪法、ADCP法,这些方法都是间接测量流量的方法。测量水位时,当水位变化幅度较大时,设定一组水尺来进行,它具有设备简单、观测方便的优点；而要想记录完整的水位变化过程节省人力，可用自计水位计。学生只有在亲自参与实验、实践后才能切实体会到水文数据采集的全过程,才能更充分理解并掌握测流理论及技术。

三、考核方式的改革

在教学过程中，我们依然采用平时成绩和考试成绩相结合的方法。只是在平时成绩考核和考试内容方面进行了改革。将课堂提问、小测验、大作业等结合起来作为平时成绩，同时由于在平时课堂上采取教学讨论的方式，要视学生在教学讨论中的表现打分，大作业也可适量布置写论文的形式，来提高学生的写作水平，并将此成绩按照一定的比例计入总评成绩。此外对应试考核部分，进行了分解，将考核分为过程考核和课程结束考核两个部分。考试内容方面，取用了一些灵活性试题，改变了以往答案固定的现象。同时，为了真实考核学生对本课程的理解和掌握程度，2005年建立了试卷库，考试时随机抽取一套，力求做到教考分离。这样平衡了考试内容，提高试题的覆盖面和增强了综合应用性，同时有效避免了猜题、押题等不正之风，对学生的学习积极性和综合应用能力提高起了一定作用。

四、结语

经过多年的努力，我们对<水文学和水资源学>课程教学的改革和实践进行了尝试，也取得了一些成效，但新知识的不断涌现、新技术的不断更新，还需要在今后的教学中有待进一步改进和完善。在教学改革中，我们要注重课程内容的前沿性，及时反映当前技术发展的潮流，鼓励学生自主学习，重视理论联系实际，为日后走上工作岗位打下牢固的知识基础。

参考文献：

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）25-0021-02

我国水资源工作正经历着从传统向现代的变革，这为水文学及水资源专业的发展注入了强大的活力，同时也要求学校积极地进行教学改革以适应新的形势。对以培养应用型人才为主要目标的院校来说，面向行业发展、满足社会对专业人才的需求，是关系到专业发展的重要问题。

一、水文水资源工程专业面向的行业及发展趋势

按照我国当前的专业、行业划分方法，水文水资源专业主要针对地表水，兼顾地下水，从事水文水资源工作的行业主要是水利行业。地矿、国土、环保、城建等行业也涉及到水资源工作。另外，工业项目和建设项目都需要进行水资源论证、环境评价等先期工作，因此水文水资源专业是以面向水利行业为主的应用非常广泛的专业。传统上，水利行业中的水文水资源工作主要是为防汛减灾以及水利工程的建设与运行管理提供水文信息服务和决策依据，其特点是以水利工程为中心。但是，随着水资源成为社会经济可持续发展的制约性因素，水利事业也在发生转变，主要体现在：（1）由工程水利转向资源水利，强调水的资源属性；（2）遵循流域“三水转化”的规律，推行水务一体化管理；（3）推进水权水市场建设，发挥经济手段的作用；（4）重视水生态文明建设，促进人与自然的和谐相处。这些转变促使水文水资源工作由单纯为工程服务的从属地位上升到核心地位，水利与环保、国土等部门的业务相互交叉融合加强，社会对水文与水资源工程专业人才的需求增加，并且要求专业人才具备更高的能力和素质。

二、专业能力的需求特征

1.行业的发展要求学生具有广泛的适应性，能处理不同类型的实际问题。新时期水资源工作面临的问题更加多样化，除了工程问题，还会涉及到大量的人文及环境问题。比如水权配置，除了涉及水资源的利用效率，还涉及分水历史、风俗习惯以及环境等问题。所以学生除了具备工程能力，还要有系统观念和人文关怀。

2.行业的发展要求学生深入并灵活地掌握知识。水文水资源工作的对象不是受控的人工物体，而是降雨、河流等大尺度的非受控自然对象。由于水资源规律的复杂性，专业知识在原理部分涉及到广泛的自然科学知识和复杂的数学工具，在工程应用部分却要相对灵活，有时要用精确的、复杂的方法，而有时却要用经验性的方法。比如，降雨径流模型有很多种，分别针对不同的情况，有不同的适用条件。学生首先应当理解这些方法的原理，掌握它们的基本步骤，了解它们各自的使用范围，能在实际工作中对一般性问题选择出恰当的解决方案，对复杂问题能有较合理的解决思路。

3.学生必须具备严谨、全面的工作作风。水文水资源工作有时直接关系到广大群众的人身和财产安全，比如洪水A报、防洪调度等。因此，水文水资源从业人员要有高度的责任感和严谨的工作作风，能规范、熟练、准确地完成工作。另外，还应具备风险意识和风险分析能力，对各种自然与人为的不确定性有所估计，充分做好应急预案，最大限度地保护国家的利益。

三、专业能力培养的途径

学生专业能力的培养是一个系统的工程，本文认为以下三个方面是能力培养的基本途径。

1.建设需求导向的课程体系。完善的课程体系是专业能力培养的基本保证，它应当与三个层次的需求相适应：行业需求、地域需求和个体需求。行业需求是基本的需求，为此在课程体系建设和修订的过程中应集思广益。除了一线教师，还要邀请行业资深工程师、技术主管和往届的毕业生参与进来，根据实际岗位需求、学生情况、学校办学条件共同研讨。根据岗位工作需要确定能力需求要素提出具体的规格和要求，然后落实到各理论教学课程和实践教学课程。满足地域需求是指学校，尤其是地方院校要考虑区域水资源工作的特点，积极融入地方工作，为解决区域水资源问题培养人才。比如黄河下游地区基本没有水能资源，黄河水主要用于城市供水和灌溉，因此就应当减少水能方面的内容而增加给排水和农田水利方面的内容。学生能力、兴趣、职业规划等因素的不同，其对专业的需求也有差异。当前高校普遍采用“平台+模块”的教学模式，在这种情况下，满足行业需求和地域需求的任务应当主要由通识课、基础课和必修课模块承担，而选修课模块应当用于满足学生的个体需求。选修课应当涉及面广，并且以3―4门课构成一个小方向，在深度和广度两方面满足学生的需求。

2.完善课内课外结合的实践教学环节。实践教学包括课内和课外两部分。课内部分是课程实验、课程设计、毕业设计等教学环节；课外部分是学生的科技创新活动，它是对课内教学的必要补充，必须予以足够的重视。除了经费、仪器、基地等基本要素外，完善课内课外相结合的实践教学环节还应当注重以下几点：（1）教师要有计划地积累实习资料，包括水文地质数据、影像、工程图纸、运行记录等。不断丰富实习指导书的内容，细化对学生的能力要求，持续改进实习效果。（2）要多开设计性、综合性的实验。指导学生应用所学知识分析实验数据，鼓励学生提出和解决实验中出现的问题，对于有余力的学生，可以增加实验难度满足学生提高实践技能的愿望。（3）开展多种实习方式，既可以走出去，也可以引进来。目前，各生产单位都不太愿意接收实习的学生，因此我们可以让生产单位的教师到学校来，带着实际生产问题指导学生的实习和论文。校内教师配合校外指导教师工作，给学生充分的指导，提高其积极性和学习的效果。（4）开展专业性的学生科技创新活动。大学生科创活动不仅锻炼了学生的动手能力，还锻炼了学生的团队协作能力。学生科创应当与专业相结合，与课内实践教学相互促进。水资源问题是当前的热点问题，有许多值得探讨的问题。比如，济南市的保泉问题、引黄水库的水质安全问题等。学生只要用心思考，总能在本专业内找到合适的题目。专业性的科创活动离不开专业教师的指导，要激励教师更多地投身其中，带领学生共同学习和探索，这对教师自身专业水平、科研水平的提升有很大的作用。

3.建立多踊的考核方式。为适应能力培养要求，教师应当改变过去单一的、以书面答题为依据的考核方式，建立多样化的考核方式。（1）丰富考试的形式。对于实践教学课程不能只通过实习、设计报告评价学生的能力水平，而是应当建立一个覆盖全过程的评价体系。对于专业课程，不能只依赖结业考试，应当增加阶段性考核，随着课程的深入分次进行。考核可以是书面的，也可以是讨论式的，可以让学生推选自己的“专家”当场打分，这样既调动了学生的积极性，又能减轻教师的工作量。（2）改革评分方式。无论是什么样的考核形式，教师都应当规范评分，但是又不能机械地按照标准答案考评能力。教师应当定性与定量相结合，通过逐层分解的方法将难以量化的问题化为容易量化的问题。比如，对分析论述题，教师按学生答题的完整性、专业水平以及创新性给分，其中完整性可以细化为论述是否有针对性、材料是否充分；专业水平可以细化为专业词汇的掌握、专业方法的应用；等等。这种方式既能让学生有所发挥，也能发挥教师的专业判断力。

新时期的水资源工作对水文水资源工程专业学生的专业能力有了新的需求，学校应当与时俱进，面向行业的发展，为社会培养出更多优秀的人才。学生能力的培养是一个系统工程，而建设需求导向的课程体系，完善课内课外结合的实践教学环节以及建立多样化的考核方式是实现培养目标的有效途径。

参考文献：

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[5]谢勇.建立自动化专业学生实践能力评价体系的探索[J].实验技术与管理，2011，28（1）：12-15.

On the Major Ability Education of Hydrology and Water Resources Engineering Oriented

the Development of Trade

KONG Ke，JIA Guan-xin，HAN Yan-cheng

篇5

长江水利委员会主任蔡其华、中国南京水利科学研究院院长张建云院士、武汉大学夏军教授、挪威科学院Lars Gottschalk院士、湖北省副省长郭生练教授、香港中文大学陈永勤教授分别作了题为《三峡水库科学调度的几个关键问题》、《关于我国北方水资源问题的再认识》、《水系统科学与流域水环境治理的水质—水量联合调控技术》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯级水库影响的设计洪水计算方法研究》、《广东省半个世纪以来的洪水、干旱与台风灾害演变特征研究》大会特邀报告。长江水利委员会水文局王俊局长、北京师范大学段青云教授、挪威奥斯陆大学许崇育教授、成都勘测设计研究院王仁坤研究员、北京师范大学徐宗学教授、中山大学陈晓宏教授、长江水利委员会长江科学院陈进院长、华中科技大学周建中教授、河海大学陈喜教授、武汉大学杨金忠作了主题报告。114位专家在分会场作了学术交流。

篇6

纵横岁月五十八载

演绎水文与水资源

20世纪50年代,不满而立之年的他已在水利学报等权威刊物发表“水库调洪”学术论文。70年代,知天命之年的他参加长江水利规划委员会主持的水能利用计算机应用研究,建立了水能水利计算数值解法新途径。1980年发表在水利学报上的后续论文《水库调洪数值解法及其程序》,与国际上同类成果相比,比其早发表了12年,这一成果如今已广泛地用于水库防洪调度生产实践,并取得重大的防洪效益。在1995年的《光明日报》上这样记载:陈守煜一科研成果获防洪减灾效益4.7亿元。80年代,不惑之年的他从唯物辩证法哲学的高度和我国几千年来国学《易学》中的辩证思维出发,率先认识到水文水资源学科中现象及概念中存在的模糊性。1987年在我国西安、1990年在波兰华沙的学术会议上,他提出创建新的水文分支学科――模糊水文学,后拓展为模糊水文水资源学科,该项研究取得了一系列创造性成果:水资源与防洪系统多目标模糊优化(优选)理论与模型,模糊模式识别理论与模型,半结构决策理论与模型,模糊聚类、识别、决策、评价统一的理论与模型,模糊优选动态规划理论与模型等。他的这些理论、模型与方法,已成功地应用于1998年由国家防洪抗旱总指挥部组织的大连理工大学水资源与防洪研究所负责完成的我国72座大中型水库防洪调度决策支持系统,取得了重大防洪减灾效益。这些成果得到了同行专家的普遍认可与高度评价。2002年权威杂志“水科学进展”在《水文科学研究的世纪回眸与展望》一文中评价:“水文现象的模糊性一般不易被人们所认识……中国大连理工大学在20世纪80年代首次提出综合运用系统的成因分析,逐步形成了模糊水文水资源学这一新兴的分支,目前还在发展。”

创建可变模糊集理论

推导出质量互变定理

20世纪90年代,花甲之年的他创造性地提出“相对隶属函数”的动态模糊集概念。1994、1998年的专著《系统模糊决策理论与应用》,《工程模糊集理论与应用》是突破传统静态模糊集概念与理论的经典之作。前者获1995年中国第九届图书奖,后者被权威信息文献《2009年版中国期刊高被引指数》一书统计排序为全国2008年水利工程高被引图书第3位。该文献同时列出全国2008年数学学科、水利工程学科高被引论文排序前20的作者名录,他均榜上有名。

21世纪伊始,古稀之年的他在工程模糊集理论基础上创建可变模糊集理论,第一次推导出数学定理――质量互变定理,用严密的数学方法表达了唯物辩证法三大规律之一的质量互变规律。这一成果不仅对静态、经典模糊集概念的重要突破,更对数学思维辩证化与哲学规律数学化的重要突破,具有重要的科学意义。2009年他发表的专著《可变模糊集理论与模型及其应用》对沟通数学与哲学两大学科的联系具有重要的科学价值与实用意义。书中他用客观事物变化前后相对差异函数的乘积:

D(u)・D(C(u))

表示事物的渐变式质变、突变式质变,

D(u)・D(C(u))>0

表示事物的量变,

D(u)・D(C(u))=0

表示事物的动态平衡或质变临界点。他用最简洁的数学语言,表达了客观世界最复杂的哲学规律:质量互变规律。他用数学美诠释了哲学美。数学美,美在简,哲学美,美在变。他的这一原创性研究成果,将铭刻在科学历史上。

毕生科研教育

满园春色桃李

作为一名知名学者,耄耋之年的他可称桃李满天下,在学术上具有一丝不苟的风格和求实索源的创新精神。他思维敏捷,善于发现问题,坚持、维护科学的真理性,十分重视学风建设与学术道德品质教育,在严格要求学生的同时,他自己以身作则,为了让博士生们能够理解并掌握系统的理论知识,他每周一至两次面对面的来指导学生,严密的逻辑思维,详细的数学推理,风趣的言谈,浅显易懂的比喻,使学生们无论在理论上还是学术风格上都能受到良好的熏陶。作为一名导师,他谦逊随和、深具长者之风,在将自己的知识倾囊相授的同时,还时常与学生们共同探讨前沿的理论与科研成果。他渊博的学识、高尚的品德以及求实创新的作风,为年轻一代树立了学习的楷模。

2009年9月,陈守煜教授在为他八十岁生日举办学术报告会而撰写的专著《可变模糊集理论与模型及其应用》中,赋“科学人生”诗一首:

科技创新路无尽

学崖高峻破云天

人杰志壮勇攀顶

生命真谛蕴含中

莫道七十古来稀

而今八十不算奇

耕耘九十桃李满

篇7

1、生态水文学的发展

水文学(Hydrology)是地球科学的一个重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来，并作为地球的独立圈存在后，水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。

人类进入20世纪末，由于社会经济发展，人与自然的冲突加大，生态环境问题愈来愈突出，如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来，生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是，缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样，过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是，随着生态与环境问题的重视与提出，愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题，例如流速如何影响河道内的植物生长？河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的？由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用，水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求，产生了新的学科生长点，即生态水文学(Eco-hydrology)。

生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理，揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系，回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观，正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。

生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如，1996年Wassen等学者专门撰文[44]，认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科，旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育，特别在自然保护和更新方面有重要价值”。

1971年，联合国教科文组织（UNESCO）正式启动人类生物圈（MAB）计划，水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开，主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间，确定了一个具有决定性意义的主题：陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带，对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此，过渡带的研究被推荐为UNESCO未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。

1988年，UNESCO组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间，国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目，试图通过对生态过程的充分理解，确定过渡带恢复或重建的管理思想。

1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文，研究集中在小尺度上，内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟，径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中，还讨论了分区和尺度的影响问题，分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。

联合国教科文组织（UNESCO）国际水文计划（IHP）是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年（IHD）计划后，IHP已经执行了五个阶段，其中：第一阶段（IHP-I，1976-1980）着重人类活动影响，水资源与自然环境之间关系的研究；第二阶段（IHP-II，1981-1985）着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域，并向着综合利用水资源的水问题方向发展；第三阶段（IHP-III，1986-1990）定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”，除继续把水文科学作为重点外，把计划内容扩大到合理管理水资源；第四阶段（IHP-IV，1991-1995）研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系，全球气候变化对陆地水文过程的影响。

IHP第五阶段（IHP-V，1996-2001）方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”，由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是IHP计划的核心内容[14-19]。之后，生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年，联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。

1997年国际水文计划出版了专集：生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程，不仅受气候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影响。因此，生态学和水文学知识的综合，被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学，建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式：

1998年5月在波兰召开了UNESCO IHP-V2.3-2.4工作组会议。同年，出版了会议文集，主要包括以下4个方面的内容：1）介绍了生态水文学的框架和研究领域；2）提出了当前存在的缺点和未来发展路线；3）宣传生态水文学的概念，认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为：（a）比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息；（b）评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向；（c）识别与水文过程相关联的环境问题层次；（d）定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用，以确定从区域到流域尺度上的转移路径；（e）以可持续发展为目标，建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。

1999年9月8日至22日，IHP-V组织了生态水文学研究进展方面的会议，在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面，科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识，科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。

需要指出，IHP-V中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中，理解生物和物理过程的整体性，以提高水资源的管理水平。专家们认为，当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中，生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为，流域就好像一个超有机体，它具有反抗压力的抗性和弹性特征，是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。

1999年，为倡导生态水文学方面的科学研究，国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。

同年，英国谢菲尔德大学（Sheffield University）自然地理系 Andrew J． Baird博士和德比大学（Derby University）自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家Robert L． Wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书，阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。

目前，在生态水文学或水文生态学的研究领域，活跃着一大批科学团体，使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划（UNESCO IHP）-V(2.3/2.4)的支持下，由Maciej Zalewski 组织出版了一系列“生态水文学”专集，是一个里程碑。以后“生态工程杂志（EEJ）”杂志、“水文科学杂志（HSJ）”都出版了“生态水文学”专刊。以Zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会（IAHS）也专门由Acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。

进入21世纪后，国际水文计划（IHP）实施2002-2007年新的第六阶段计划，方向确定为“水的相互作用：来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题，即：地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成：主题1、全球变化与水资源；主题2、流域地表水与地下水动力学集成；主题3、陆地生境水文学；主题4、水与社会；主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。

总之，生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点，它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心，以植物与水分关系为基础理论，将尺度问题贯穿于整个研究之中，研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生态水文学的发展对我国生态环境建设，将会有重要的促进和推动作用。

2. 国内外生态需水研究的问题

生态需水（Ecological water requirements）是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题，都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法，已经有了一段历史。在我国，生态水文学的研究刚刚起步，生态需水理论与方法还有待于发展与完善。

早在20世纪四十年代，随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高，美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究，提出了河流最小环境(或生物)流量的概念，已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。

在20世纪70年代后，澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统，比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境（habitat）需水为例，加拿大哥伦比亚大学（UBC）有关学者通过大量的实地调查，分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据，其中包括适宜的流速和水深等。进一步，他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水（流速和水深）之间的曲线关系。

为了保护水生生物或生境，通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是，这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求，并没有体现生态系统的完整性。国外学者G. E.， Petts认为，在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面，即：（1）纵向的连接；（2）洪泛平原的流量；（3）维持河道的流量，包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑，无论何时，都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。

Gleick提出了基本生态需水量的概念（basic ecological water requirement），其概念实质是生态建设（恢复）用水[10]。Falkenmark区分了绿色水（green water）和蓝色水的概念，指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来，这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上，“绿色”水就是生态需水的概念，这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。

直到20世纪90年代，随着国际水文计划等大的项目推进，研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种（如鱼类）或某一单一目标的情景，人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求，提高对河流生态系统保护的有效性。但是，由于在西方发达国家，并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性，因此，他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面，比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。

中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论，20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中，很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始，提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国，由于生态水文学基础研究起步比较晚，大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的，但是有人认为它们都是指一回事（见文献[22]、[26-46]）。

1989年，中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展，必须要保护各绿洲的生态环境，而生态环境的保护也离不开水，这部分水可统称为生态用水”。1995年[46]，他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排，这种情况必须彻底加以改变，否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化；应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水，另一部分为国民经济各部门的用水，包括工、农业及城市生活用水等”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等，提出不同的观点、定义和研讨，丰富了生态需水的理论与学术研究。

2001年，由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展；建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变，在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中，对生态用水做的定义是：“从广义上说，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，都是生态环境用水；狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量。”。

在学术研讨方面， 潘启民等把生态用水理解为生态需水量（状态值）和生态耗水量（动态概念）两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39]，将生态需水概念界定为：为维护生态系统稳定，天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控（非地带性）与不可控（地带性）生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵，提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。

笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点：（1）我们理解的国际水文计划（IHP）研究意义上的生态需水，是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度，相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如，为了维系河流某鱼类的生境，需要必须的基本水文特征值保证（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得，并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此，就应该有生态耗水和用水的概念，它们与生态需水有区别也有联系。（2）中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处，在于为水资源的合理配置服务、为生态建设（林草，河道生态功能要求）服务的生态需水。所以，国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论，有比较一致的看法是：

生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。进一步，对中国西部生态环境建设研究工作的目标，生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标（例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等）下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。

生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。

因此，生态需水与生态耗水是有不同的含义，既有联系又有区别。例如，在黄河上游地区，自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求（降水P大于蒸散发E），因此，生态需水估计的数量比较小。但是，由于人的行为通过水土保持等措施建设林地，耗用（减少）了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用（减少）的实际水量为生态耗水量。所以，在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。

相比之下，在西北内陆地区河流的下游，由于内陆地区河流的下游降水非常少，为维系胡杨林生态系统生存，估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下，维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。

因此，生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算，能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息，它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础，它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下，生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计，能够分析人对生态需水挤占的程度，决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。

3. 中国西部地区生态需水研究的挑战

水是干旱区的关键生态因子，植被的组成和结构由水密切控制，同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此，在干旱区，研究生态学和水文学的相互关系，研究生态需水问题，对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面，干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响，同时植被对水土流失具有控制作用。

生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一，只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导，生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面，面临许多挑战的问题。主要有：

3.1 干旱区植被对缺水的适应机制研究

研究表明，干旱区的某些植物具有水分补偿能力，即利用冬季（低强度）降水补偿夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水来补偿，这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外，在干旱区，植物为了适应荒漠环境，具有许多生理结构上的变化。国外学者Ewenari 把荒漠植物分为两类：一类是随水变植物，这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性；但大多数植物属于恒水植物，这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究，将为植被建设和恢复提供理论支持。

3.2 植被格局成因的控制性因素研究

干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明，如果干燥度系列从P/Etp >1（降水量与潜在蒸发量的比值）降到

3.3 植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究

在干旱地区，植被多呈斑块状分布，这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀，提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识，近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程，但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流？这种格局的生态学意义何在，都是值得探讨的问题。另外，应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。

分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程，始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域，迄今为止，关于这方面的研究未能取得突破性进展，尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来，关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布，以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视，同时，大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。

3.14 区域生态需水估算方法研究

我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果，如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等，但总的看，目前处在初期发展阶段，没有比较成熟的估算方法，还存在这样或那样的问题，需要多途径比较与发展。

现行的区域生态需水估算方法主要思路是：依据不同气候带与降水等条件，开展自然生态系统分区，确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数；利用遥感提供中国西部区域土地利用信息，确定生态需水计算的不同类别的范围；通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水（地带性和非地带性的生态需水）以及河道内生态需水；最后利用水资源分区的水量收支平衡控制，估算生态需水或生态耗水总量。

由于对于生态需水概念理解的不同，实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如，按维护现状生态系统不再退化的理解，就会有一套基于2000年的遥感图，依生态分区，分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标（过去，现状和未来），又有不同数量的估算方法。

客观说，基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径，它从成因观点估算流域的生态需水，有比较好的理论依据。但是，由于西部地区生态环境问题的复杂性，特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料，由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等，导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水，能够从宏观总量上给予控制，但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此，在区域生态需水估算方法不成熟的情况下，鼓励多种途径方法的相互比较和佐证，可能比一种方法为好，这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下，获得更为客观与科学的生态需水估计，的确是一个重要的挑战性任务与课题。

4. 结 语

生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现，生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程，讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展，有如下几点认识与建议：

（1）优先、重点保护原则：在西北地区，由于水资源匮乏，不可能保护所有的生态系统，只能优先保护控制性生态系统，满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上，进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物，绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此，若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素，则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能，而且是绿洲生物流的载体和传导源，为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统，生态需水应该优先得到满足。

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中图分类号：S157 文献标识码：A

一、前言

所谓水文测验其实就是系统收集以及整理各种水文资料技术工作的一个总称，在水文测测验过程中，首先必须要获得相应的各种水文方面要素的数据，再研究、分析及计算后，将其进行整理综合，以此用于评价与合理开发应用水资源的一个主要参考资料，从而为工程项目的建设规划、管理、设计、运行、使用、抗旱以及防汛等提供相应的参考依据。从目前我国水文测验工作的情况来看，整体所获得的成效较为良好，但仍旧存在着相应的问题，下面文章就基于目前我国水文测验工作所面临的新问题进行研究和分析，并提出相关对策。

二、水文测验概述

水文测验的内容主要包括以下几个方面：第一，为了取得各种水文要素资料在，在实施测验之前，应构建相应的水文站网，或者对原有水文站网进行相应的调整，为了能够经济、准确、完整且及时地观测各种水文要素，确保所获得的这些资料可在同一基础上实施比较与分析，应该加强各种水文测验法的研究，并在此基础上制定系统、统一且合理的技术标准。第二，为了更加精确且全面的对水文要素变化规律实施观测，应研制相应的水文测验设备以及仪器，按照所制定的这一技术标准，在各水文观测站上实施水位观测，实施泥沙测验与流量测验，观测水质、土壤含水量、水温、蒸发量、冰清、地下水位以及降水量等，以便获得更为合理的实测资料，同时还应定期进行巡回测验。第三，水文调查。其主要包括测站周围河段与以上流域范围内的实际水情状况，基于统一格式与方法来在审核与整理所获得的这些水文资料，使其形成为系统成果，以便于后期的应用。

在水文测验中，流量测量的方式主要包含以下三种：第一，流速面积方法，其主要是进行流速与断面面积的测量，接着将二者相乘，得到的总和就是总流量值，在测量过程中，通常利用流速仪来进行测速，利用回声测深仪、测探杆或者测深锤来进行各垂线水深的测量；第二，稀释法，即在河段的上游进行示踪剂的投放，通过了一定距离以后，可得到相应的混匀与稀释，其总量保持不变，根据稀释倍数与流量之间的比例，来进行流量的计算；第三，量水建筑方法，由于跨河流的建筑物自身的流量和上下游水位、上游水头差之间存在着一定的函数关系，因此，可在断面上进行标准形式量水堰以及量水槽的设置，通过相关的水力学公式来进行流量的计算。

三、新时期下水文测验工作服务的主要内容

第一，水资源的配置服务。基于某个区域、流域与跨流区域的经济发展情况、水资源发展情况、承载能力、水资源发展变化的趋势等的研究和分析，为社会的持续发展以及国民经济稳定建设战略性布局提供相应的服务，并为调整社会发展产业结构提供相应的服务，分别从宏观上以及战略上提供相应的咨询服务、决策服务。

第二，水生态环境的管理与保护服务。为了推动社会经济和社会生态环境的协调、可持续发展提供相应的预报服务以及监控服务。

第三，水资源的管理服务。即为水权的转让、水资源的分配以及取水的许可等内容，在制定相关政策法规上提供更为全面、合理的决策信息。

第四，水资源的调度服务。即为洪水资源的合理、科学利用调度、水量与水质之间联合调度、年际间或者实时水资源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之间的联合、在同区域内不同水体间水资源等各种调度提供相应的预测预报、检测及评价服务。

在当前新时期下，水文测验工作的实施，应根据具体服务对象自身的特点以及实际要求，为其提供优质、全面且合理的各种服务，从而促使其测验工作得以有效且有序地进行，更好地将自身所存的价值体现出来。

四、新时期水测验所面临的新问题及其对策

（一）信息技术水平的提高，新技术的出现

随着社会经济的快速发展，信息技术水平的提高，出现了很多的新技术，水文测验工作也开始向数字化与智能化方向发展，超声波水位计、遥测系统、固态存储、计算机网络以及微机遥测系统等一系列高新技术也得到了广泛地应用，而这对于水文测验工作人员也提出更高的要求，对其专业技能与计算机应用技术水平的要求随之提高。针对这种情况，在新时期下如何提高水文测验工作人员的综合素质，也逐渐成为了水文行业关注的一个焦点问题。基于笔者多年工作经验来看，要想有效解决这一问题，其重点就在于应加强水文测验工作人员专业技术的培训与教育，尤其是计算机应用技术方面的培训，切实提高测验工作人员自身的综合素质。若有条件，还可构建一个专业型水文测验教育基地，以此来重点实施培训。此外，水文测验工作人员自身还要转变其传统的观念，提高水文测验工作重要性的认识，不断充实自己，这样才可社会经济的发展同步，适应当前社会的各种发展变化需求。

（二）水文测验基础设施的建设较为落后

据调查资料显示，目前我国在水文测验工作上，不管是在水质的测验，还是在水量的测验上，均存在着一个普遍的现象，即基础设施的建设程度较低，在测验过程中所用的设备均比较落后和单一，而这也在不同程度影响水文测验精度以及时效。鉴于此，笔者建议，在新时期的水文测验工作中，除了要加强水文测验工作人员综合素质的教育与培训，同时还应加大水文测验基础设施的建设力度，提高基础设施自身的能力，从而提高其测验的精度。同时还应构建相应的应急保障体系，加大各种备用设备的建设，从而切实提高水文测样工作的整体成效，使其能够更好地适应当前社会的发展需求，满足水资源管理的各种需求。

（三）在综合治理防洪工程上，水文要素产生了一些新的变化

在综合治理防洪工程中，超采地下水与地表径流的逐渐减少，使得水文区域原有的要素规律均发生了相应的变化，同时在治理过程中，不管是同级水位的流量流速的变化，还是加大或者减小闸门的流量，均会使水文要素发生一定的改变，继而为水文资料的研究分析以及相关服务的提供带来各种各样的问题。针对这些问题，笔者建议在进行综合治理的过程中，水文测验站首先应该了解并掌握该区域范围内，防洪工程的实际情况以及其可能所发生的变化，及时掌握河道发生洪灾的规律，基于相关信息的综合分析，如测流方式、水位流量所发生的变化、不同测流系数的具体试验以及水位力量的单值化等，通过分析后，采取相对应的各种测验措施。

（四）服务意识较为薄弱，水文测验工作未得到社会的重视

尽管我国水文工程得到了快速发展，但是对于水文测验工作仍旧不是很重视，尤其是水文测报工作还未得到社会的支持以及认可。基于这种情况，笔者认为在新时期下，在实施水文测验工作时，在社会发展过程中，应把水文资料看作为社会经济建设所需的基础信息资源，充分发挥水文资料作为一种社会公益产品所具备的功能，将水文测验工作公开化以及社会化，促使各水文机构可主动且积极为社会发展提供系统且全面的服务。此外，还应加大该项工作的宣传力度，使人们对于水文测验工作有一个正确地认识。

（五）资料的整编工作和测验工作处于脱节状态

随着信息技术发展，在水文资料的整编上，已从以往人工操作、计算转变成为了信息化、自动化操作自动。在以前的整编工作中，其重点通常放于资料三次校对上，对于流域范围各个观测点一致性与原始资料合理性缺乏相应的审查，使得整编成果满足不了当前水文测验工作的需求。鉴于这种情况，在新时期水文资料的整编工作中，应增强资料整编前后的审查，加大观测资料准确性、合理性、系统性的审查力度，利用降雨径流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比较分析法等来实施审查，以此提升资料整编质量的可靠性。

（六）人类活动的变化，使得水文测验工作模式也发生了相应的变化

随着滩地的大力开发、跨地域的调水、农业种植结构的逐步调整以及水文断面较长时间内的干涸等，这些均为水文测样工作的研究和实施带来了新课题，而在这种情势下，要想提高水文测验质量与水平，就必须要突破以往所固定的这些工作模式，增强水文的巡测以及水文的调查，特别是水量的巡测等，及时了解和掌握准确且新的各种水文资料。

参考文献：

[1] 于忠胜,何广武.新时期水文测验工作的重要性及所面临的问题[J].中国新技术新产品,2010,(6):66.

[2] 权妍丽,陈玉婷,张啸等.浅谈水文测验面临的新问题及措施分析[J].城市建设理论研究（电子版） ,2012,(32).

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一. 引 言

水是生命之源，水是支撑地球社会经济系统发展不可替代的资源。但是，由于全球变化、人类活动的负面影响，地球上水的循环在发生变化，许多地区正在发生严重的水的问题与危机，如洪水、干旱和江河水体污染，而成为限制国家河区域可持续发展的关键性因子，水科学问题也成为国际地球科学发展中的一个重要方面。

2001年7月在世界知名海岸水利工程建设的荷兰王国连续举办了两个直接与水科学有关的大型国际科学大会。一个是7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹（Amsterdam）由国际地圈生物圈计划（IGBP）、国际人文计划（IHDP）和世界气候研究计划（WCRP）联合举办的“全球变化科学大会(Global Change Open Science Conference)”。国际地圈生物圈计划（IGBP）是国际著名的全球变化科学研究计划，受到国际地球科学届广泛的关注和参与。在跨入2000后的IGBP首次重要国际学术活动-“全球变化科学大会”云集来自国际的100多个国家的全球变化研究的专家学者、管理者约1600多人。大会主题是：一个变化的地球的挑战（Challenges of a Changing Earth）。中国派出以科学院为主体的约60多人的代表团，进行学术交流和讨论，其中除了碳循环和土地覆被变化是大会主要议题外，水循环及水资源是大会重要内容之一。

另一个是7月18-27日在荷兰的马丝特里特（Masstricht）举行的第6届国际水文科学大会。(The 6th Scientific Assembly of the International Association of Hydrological Science)。这是一次专门针对国际水文科学进展的回顾和研讨大会，来自国际60 多个国家的500名代表出席了大会。第6届国际水文科学大会的主题是：一个干旱地球新的水文学（A New Hydrology for a Thirsty Planet）。

受国家自然科学基金委员会地球科学部的部分资助，笔者应邀参加这两个大会，并担任第6届国际水文科学大会第二学术研讨会的分会主席。本文是对这两个国际会议中关于水科学研究进展的综述，希望介绍水科学方面一些新的进展，提出我国对国际水科学的贡献和存在的问题与挑战。

二.全球变化与水文科学问题

全球环境变化（简称全球变化）是目前和未来人类和社会发展面临的共同问题。全球变化既包涵全球气候变化又包括了人类活动造成环境变化的影响。了解自然变化和人类活动的影响是国际地球科学发展最为关系的问题。

7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹举办的“全球变化科学大会”，内容十分丰富。但都围绕有两大主专题，即：（1）一个不断变化的地球的挑战：对全球变化的科学理解。（2）展望未来：地球系统科学与全球可持续性。大会邀请若干专家学者做报告，在大会研讨中设立一系列专题研讨会和招贴展示论文。

大会专题报告内容有：

·一个不断变化的地球的挑战：对全球变化的科学理解（Berrien Moore ）

·土地变化的集中性与复杂性：虚构与现实（B.L.Turner）

·气候变化与海洋生态系统动力学：可持续资源利用的内涵（Michael J.Fogarty）

·21世纪中的粮食：全球气候的差异性（Machendra Shah）

·人类时期的大气化学（Paul J.Crutzen）

·火与薄雾：东南亚空气质量的社会与政治因素上的不均性（Simon S.C.）

·海洋和陆地碳动力学（Ian R.Noble）

·碳与科学政策的联系：京都的挑战（Robert T.Watson）

·对CO2挑战的工业响应（Charles Nicholson）

2．水与全球变化的关联：世纪资源的挑战？（Leena Srivaatava）。

·我们会有足够的高质量的水吗？（Hartmut Grassl）

·水会满足人们的需要吗？（Peter D.Tyson）

·大坝对渔业的影响：三峡大坝实例研究。Chen-Tung Arthur Chen 教授，台湾，国家Sun Yat-Sen 大学，海洋地理和化学学院。

·澳大利亚大陆上的水，碳和氮：气候和土地利用变化的影响（Michael Raupach ）

3．全球生物地球化学：星球新陈代谢系统的理解（Pamela Matson）

·海洋生物地球化学：变化的海洋（David M.Karl）

·陆地上碳的过去、现在和未来（Robert J）

·大气酸雨、臭氧损耗和气候变化的案例分析（Oran R.Young）

4．陆地—海洋的交互作用：区域与全球的联系。（Roger Harris）

·生物地球化学的交互作用与反馈（Tim Jickells）

·沿海地区的全球变化：东南亚的实例研究（Liana Talaue-McManus）

5．气候系统：预报、变化和可变性

·以前和以后的气候变化：我们究竟去何处（Thomas F.Pedersen）

·气候变化的1000年（Raymond S.Bradley）

·正在变化的寒区：高纬区全球变暖的影响（Oleg Anisimov）

·耦合气候系统：可变性和可预测性（Antonio J.Busalacchi）

6．土地利用变化的热点地区和地球系统：区域和全球的联系

·陆地表面与气候有联系吗？北非：撒哈拉沙漠；

·东南亚1：理解变化的亚洲季风系统：大规模植被和土地利用在水循环和气候中的作用

·东南亚2：人类引导的陆地覆盖的变化能对亚洲季风有多大的改变？

·亚马逊河流域和土地利用的变化：未来能平衡吗？

·陆地表面与气候有联系吗？一种综合。

7．模拟和观测地球系统（David Carson）

·处理地球系统的复杂性和不确定性（H.J.Schellnhuber）

·监视地球系统的短期不稳定性和长期的趋势：一个空间的挑战（Jose Achache）

·虚拟现实的过去、现在和未来（John Mitchell）

8．地球系统需要生物多样性吗？（Anne Larigauderie ）

·为什么地球系统科学需要海洋生物多样性？（Katherine Richardson）

·生物多样性是如何影响陆地生态系统的过程与功能（Sandra Diaz）

9．科技能够补偿星球吗？（Mike Brklacich ）

·自然的回归：为什么和怎样进行（Jesse H.Ausubel）

·工业变革：生产与消费中的探测系统变化（Pier Vellinga）

10．面向全球可持续性（Hans Opschoor）

·区域和全球可持续性的挑战和障碍（Julia Carabias）

·转向可持续性的研究系统（William C.Clark）

·可持续性科学起源讨论：什么是可持续性科学？为什么要可持续性科学？（Jane Lubcheno）

·可持续科学和气候变化（Bert Bolin）

·重新概念化自然-社会的交互作用：将环境和发展结合起来理解（Robert W.Kates）

·雅基盆地资源的可利用性、脆弱性和持续性：环境与社会交互作用中不可持续的发展趋势（P.A.Matson）

·人与环境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）

·各学科间的可持续性科学（Robert W.Corell）

大会专题讨论内容十分丰富，有：A1-全球碳循环；A2-大城市与全球变化；A3-南厄尔尼诺的摆动同过去、未来气候变化的联系；A4-地球系统的演化；A5-生物多样性的全球变化；A6-全球变化与火；A7-海岸区人类活动；B1-食品生产和环境间的平衡；B2-理解土地利用的变化，以致重建、描述或预测土壤覆盖度；B3-冰雪层和全球变化：制度和指标；B4-地球系统分析；B5-陆地生物圈与全球变化；B6-社会转化过程；B7-海洋与气候变化；C1-水资源对环境变化的脆弱性：一种系统方法；C2-把人放入地球系统中：受害者或是破坏者，扰乱者或是解决者? C3-大气和全球变化; C4-全球变化非线性变化和惊讶;C5-生态系统管理可持续发展的展望; C6-科学和政策过程：IPCC ;C7-全球变化与山地区。

大会报告集中在水科学问题的主题有：全球变化中的水问题-21世纪资源的挑战，尤其值得提到的是7月12日下午，大会专门针对水循环水资源问题，举行了“环境变化的水资源脆弱性系统分析”学术研讨会。WCRP/GEWEX北美主席、美国地理学会水文专业委员会主席、亚利桑那大学水文水资源系的Soroosh Sorooshian教授介绍“WCRP/GEWEX和SAHRA计划中水问题的研究：半干旱区流域水文循环与可持续性”。 德国的Charles Vorosmarty 教授报告了“地球系统科学对全球水评估的贡献”。Wolfram Mauser教授研讨欧洲GLOWA项目的核心“完整的流域管理”经验。Joseph Alcamo 教授指出全球“水危机区与脆弱性”。Jim Wallace 教授强调“防洪安全与水资源问题”。Claudia Pahl-Wostl教授研讨“面向社会经济可持续性：水管理部门职能的转变过程挑战”。

三.水文科学与水资源安全

7月18-27日第6届国际水文科学大会在荷兰的马丝特里特（Masstricht）举行。大会对过去水文水资源研究进行总结，对未来水文科学的发展进行展望。会议由4个专题学术大会（Symposium，简写为S）和6个学术研讨会(Workshop，简写为W)组成。会议主要集中在水文科学基础研究和社会经济发展与水资源研究两个方面：

1. 水文学基础研究

S4. 土壤-植被-大气转化方式和大尺度水文模拟

WS4. 高山地区水文过程与冰圈作用

WS2. 水文长期变化与气候影响

S3. 人类活动对地下水动态的影响

WS6. 海岸湿地水文的演化

2. 社会经济发展与水资源研究

S1. 社会经济发展与水危机

S2. 区域水资源管理

WS1. 全球变化与洪水预报

WS3. 信息技术在可持续水管理的作用

WS5. GIS & RS在土壤侵蚀和水质变化的应用

特别需要指出，由于全球变化、社会经济发展，水资源问题愈来愈突出，给水文科学研究提出新的课题，即变化环境下的水资源形成与演化规律问题。IAHS会议的S1-S2，主要研讨这些国际国家和区域尺度急迫的问题。关于S1和S2的研讨内容题目摘录如下：

S1：水胁迫下的社会经济发展（E . Servat）

水源丰富，资金缺乏，水工业能否继续生存尚未可知。

·健康部门希望从水文学家那儿得到什么?

·河流生态系统的研究和管理中对水文数据的需求。

·多学科综合研究—对水危机的响应。

·食物保障中的水资源及管理。

·洪水控制与城市排水系统管理。

·全球水协作计划

S2 区域水资源管理

S2-1 过去水管理的经验与教训（A. Schumann M.C.Acreman，M.Marino）：

·可持续发展的度量及其在实际水管理计划中的实现。

·可持续水库发展—津巴布韦实例研究。

·Yamuna 河流域的可持续区域水管理：Delhi区域的实例研究。

·Limpopo河：逐步走向可持续发展和一体化的水资源管理。

·中国新疆博斯腾湖流域的水资源可持续性发展管理经验的启示。

·印度干旱地区过去管理实践经验总结。

·水坝功能新探——一个不应忽略的问题。

·Dehli区域水资源管理的一体化进程：问题与展望。

·北尼日利亚半干旱区域的Hadejia河上建坝的影响：对未来管理的建议。

·可持续发展的特征及供水管理模型。

·澳大利亚富营养化进程的现阶段研究。

·城市水计划书——印度班加罗尔的实例研究。

·水资源系统中相对可持续发展实现的框架。

S2-2 可持续发展与水资源管理 （夏军，D.Rosbjerg，G.Schultz )

·为保护水生态系统的整合水质与水量的数学生态模型的发展。

·欧洲地下水可持续发展管理的指导方针。

·清除河岸异生植被是否为一种有效的水资源管理策略。

·地表水和地下水的联合管理。

·河流管理可视化中的变换系统边界。

·改善环境中被忽视的因子——监控。

·加入风险基金平衡流域经济、社会、环境压力之间的冲突。

·使用风险分析提高水资源系统模型的效率和精度。

·整合水资源管理中的角色分配。

·Volta流域的水资源竞争。

·复杂水环境管理中的空间适应方法。

S2-3 水资源管理的方法 （R.Davis，S.Walker ）

·流域水平上的水资源管理整合模型。

·提高以决策支持系统为基础的模型的精度——水管理中的一种好的建模实践。

·持续性水系统的水力学标准。

·人工神经网络系统实现的河流洪水预报。

·气候变化影响评估中的不确定因子的概率特征。

·研究城市化 对区域水资源影响的一种流域水文模型。

·水、氮循环的一种大尺度评估模型——在Elbe河流域的基础研究。

·基于地形学和土壤水文学的湿地 重建计划方法的发展。

·英格兰西南部Dartmour地区放牧对水文的影响。 　四. 21世纪水文科学的发展机遇与展望

传统的水文学研究只考虑水量的自然变化，现代水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划（IGBP）代表国际地球学科发展前沿，水文循环的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle，简称BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题，以科学地解释：植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的？改变陆面生态过程的直接原因是什么？是大尺度人类活动改变了陆面覆盖？还是大气中二氧化碳浓度增加的缘故？这些影响变化的水文后果如何？通过这些研究，为认识自然变化和人类活动影响下的土地利用/土地覆被变化与陆地表层生命物质过程，评估人类对生物圈的影响，保护环境和资源可持续利用提供科学的基础依据。

通过7月在荷兰举行的IGBP和IAHS国际学术大会可以清楚看出，变化环境（即全球变化与人类活动影响）下的水文循环研究成为21世纪水科学研究的热点。根据二十一世纪IGBP发展方向，国际上的BAHC研究重点也相应地进行了调整，主要有以下8个方面：

·小尺度水、热、碳通量研究；

·地下过程作用的评价；

·陆地-大气相互作用的参数化；

·区域尺度土地利用与气候的相互作用；

·全球尺度植被与气候的相互作用；

·气候变化和人类活动对流域系统稳定与传输的影响；

·山区水文学与生态学；

·开发全球数据集；

此外，还有两个交叉研究问题：

·设计、优选和实施综合的陆地系统实验；

·情景发展与风险/脆弱性分析。

变化环境下的水文循环及其时空演化规律研究，是国际国内地学领域积极鼓励的创新研究课题。结合土地利用/土地覆被变化与陆地碳循环过程的水循环研究，是一个新的交叉方向。研究的热点问题有：

问题1：全球变化与水文循环问题

它需要研究回答：全球变化对区域水循环规律？过去对气圈-水圈-生物圈的相互联系/作用是如何认识？现在又是如何认识水资源的演变？其规律是什么？

值得指出的是，过去在气候系统与陆地水文循环之间存在一个误区，即长期以来，水文学者把气候看作是静态:一个地区的气候是指某种统计的平衡，WMO规定系列30年的平均作为准平均，用极差/标准差描述气候变异。对陆地水文过程研究方面，认为长序列水文均值是稳定不变的，年径流出现的丰、枯现象，被看作围绕均值的周期变化。水利（水资源）工程设计：要求的水文计算都是以几十年-几百年时间尺度的水文过程稳定不变为前提。未来被看作是过去的重复或外延。例如，水资源的保证率有W75% ，W50% 等；设计洪水有千年设计和万年校核等。另一方面，在气候/天气过程研究中，长期以来 气候学者把陆地水文看作是静态，气候/天气过程研究仅仅到降水为止，较少研究流域水文循环动力机制与反馈作用。例如， 天气模式研究中仅设置若干参数代替水文过程变化和空间分布，认为陆面水文-生态的作用也是稳定不变的。例如，许多GCMs对水文循环作用过程考虑相当粗糙，平面无径流联系与循环过程。但是，现在人们业已认识：一个地区的气候 /水文循环过程并不处在统计的平衡状态，而是以不同尺度变化（年际、十年际、百年际-千/万年际变化）。决定气候变化因子不仅仅是大气内部的过程，还有大气上边界（太阳行星系统）和下边界（陆地水文-生态、海洋系统）的各种物理化学过程。20世纪科学研究与进展显示：陆面生态系统对大尺度水文循环有十分重要的反馈作用。因此，全球变化对水文水资源的影响是21世纪水文科学研究的前沿问题之一。因此，特别需要大力加强水文学家与大气物理学家的联系与合作，积极开展“全球-陆地-区域-流域尺度水文循环”科学基础的研究。

问题2 人类活动对水循环水资源的影响

人类活动对水循环及水资源有那些主要影响？人类活动如何对水的变化规律产生影响？有什么地区、区域特征规律？如何量化人类活动对水循环水资源的变化及影响？这是近代水科学面临的主要科学问题。在IGBP科学大会上，特别强调土地利用/覆被变化与水循环、碳循环的关系。需要研究从“点”-“典型流域“的水循环机理、水文循环与生态系统的相互作用、地表水与地下水交换的相互作用，“大气-土壤-植被”界面过程中的物质与能量转化规律；开拓流域水文循环过程中的非线性机制研究；创新“分布式流域水文循环模型”，量化区域水文循环演化与土地利用/土地覆被影响关系，为认识陆地表层生命物质过程的提供重要的基础科学支撑。

结合中国的实际背景，人类活动影响是惊人的。例如，在中国南方的长江流域，建国后洞庭湖围垦1700余平方公里；鄱阳湖围垦1400余平方公里；荆北所有通江湖泊被堵闭，减少调蓄长江洪水面积约5700余平方公里。建国后，长江中下游地区约有 1/3以上湖泊面积被垦殖；损失湖泊面积13000 余平方公里，相当于五大淡水湖泊面积总和的1.3 倍；损失湖泊容积500亿立方米左右，相当于三峡水库调蓄库容的 5.8 倍，淮河年径流1.1 倍。建国后，中游长江干流河道内的江洲河滩几乎全部被围垦。据不完全统计，围垦面积约1213平方公里；城陵矶至螺山江段河床变迁剧烈，泥沙淤积问题严重。98洪水后，国家提出治理长江32字方针：“封山育林、退耕还林、移民建镇、以工代赈、退田还湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是，如何退田还湖？如何平垸行洪？认识人类活动（湖区开发、三峡工程）对水循环关系影响水科学基础问题，都是十分重要又十分现实的问题。

在中国北方，人类活动剧烈。例如，在华北地区，水文循环机理比较复杂，它不仅与陆地表层系统中各种自然地理要素时空分布密切相关，而且与农业开发、都市化等土地利用/土地覆被直接相联。由于社会经济发展，人类活动改变了水循环自然变化的空间格局和过程，加剧了水资源形成与变化的复杂性。过去有关部门在华北水资源方面做了相当的工作。但是，在华北地区究竟缺多少水等基础方面仍分歧较大。有人认为在华北通过自身的节水和提高用水效率可以解决水资源的需求问题；有人认为即使南水北调也不能从根本上解决北方缺水问题。争论问题的科学问题焦点是：在自然变化和人类活动的综合影响下华北地区水循环演化规律是什么？如何科学测算华北地区可供水资源量？华北地区节水的潜力究竟有多大？如何保障华北地区的水资源安全？争论的原因是：自然变化和人类活动加剧情况下的华北地区水循环演变格局与过程机理，有待重新认识；受人类活动影响等变化环境下的华北地区水资源可利用量的测算科学依据不很充分；水资源安全与生态需水、节水潜力、国民经济发展之间的量化关系需要研究。因此，开展自然变化和人类活动影响下的水循环及水资源安全研究，具有十分重要的科学意义和研究价值。

总之，21世纪水科学的挑战问题是：迫切需要回答的科学问题是陆地水循环演化格局、过程与机理，即：

·如何对水、碳和能量在土壤~植被~大气界面交换中的变化进行认识？

·变化环境下的水文循环时空演化有哪些特征规律？如何识别和量化？

·水循环物理过程在不同尺度（宏观/中观/微观）是如何联系、影响与作用的？

·如何评价那些由于土地利用及土地覆被变化而导致的陆面性质的改变，这些变化又影响陆地水循环过程变化和空间格局的变化？

回答上述问题，迫切需要建立认识陆地水循环演化格局的空间信息支撑系统、陆地水循环过程变化的实验研究支撑系统和可定量描述自然变化/人类活动影响的分布式水循环模型等。这需要在充分利用现代科学技术，开展国家水平/国际间的水文科学实验、变化环境下的水文水资源理论创新研究。这是21世纪水科学发展面临的新的机遇与挑战！ 　参考文献

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[14] IUGG， Volume A and B，XXII General Assembly of International Union of Geodesy and Geophysics， July 18-30， Birmingham， U.K，1999.

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    我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害,水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系,以水资源为管理对象,探讨水资源高效利用保护的各种措施规律,实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。

    1、 水资源管理学内涵 

    加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理,目前学术界尚未统一,《中国大百科全书》在不同的卷中,对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念,有以下特点:首先,从整体上来看,他们都是以水资源开发作为主线,“保护”处于被动的地位;其次,视野相对狭窄,大多数概念只局限于水资源本身,缺乏复合系统下对水资源的综合认识,以水论水;第三,缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此,作者认为,水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。 

    水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学,是水资源管理知识体系,是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究,可以为提高水资源利用率和利用效率,保障水资源安全,通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。 

    2、水资源管理学研究内容

    水资源管理学研究对象很明确,就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前,水资源危机在世界范围内蔓延,水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源,人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样,但都基本围绕着 “满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下,实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题,这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动,必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系,这成为水资源管理学研究的主要研究内容。

    具体地说,水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面: 水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、 水资源规划管理、 水资源配置管理、 水资源经济管理、 水资源投资管理、 水资源风险管理、 水资源利用技术管理、水资源工程管理、 水资源数字化管理、 国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。 

    3、 国内外水资源管理学研究进展 

    3.1 国际水资源管理学研究进展 

    到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。

    在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。 

    1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。

    1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。 

    1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。 

    2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显着提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(Miguel A. Marino 等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。 

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洛川县位于东径109°-110°，北纬38°-39°之间。属渭北高塬沟壑区，塬大沟深，沟谷与塬面高差达百米以上。土壤以垆土、黄绵土为主，土层深厚质地疏松，海拔在1000-1200m，年平均温度9.2℃，昼夜温差大，且紫外线照射强烈，自然资源丰富，是发展苹果生产的良好基地。全县水资源总量6633.8万m3（地下水可采量1533.7万m3），人均占有水资源量326.8 m3，亩均占有水资源24.5 m3，多年平均降水量623.2mm，蒸发量860.3mm，降雨偏少，水资源严重缺乏，供需矛盾十分突出，十年九旱，是一个典型的旱作农业区。干旱缺水是制约全县人民生活水平提高乃至县域经济社会全面发展的主要矛盾。论文参考网。水旱灾害是洛川县的主要自然灾害。旱灾与水灾相比，其发生的频次范围、危害程度更为严重，因此旱灾是主要灾害。现就洛川水旱灾害的成因、特征、规律及其防治措施作以浅析。

1.水旱灾害成因特征

1.旱灾

1.1.1特征

（1）、据省自然灾害记载：从公元1759年到1940年的182年中，洛川大旱38次。频率为5年一遇。光绪三年“秦晋历冬经春及夏不雨。地千里，秦晋连、人相食、道堇相望，卖女弃婴，指不胜屈”。论文参考网。1931年“洛川、旱、黄连镇与吴庄镇等九镇无收”。哀鸿遍野，惨不忍睹。

（2）、洛川气象站1955-1980年气象资料记录，26年间出现大小干旱40次，其中春旱和伏旱各占25%，秋旱占23%。大旱，旱期在100天以上，降水比正常年景偏少60%以上；中旱，旱期50天至99天之间，降水偏少50%；小旱，旱期30天至49天，降水偏少40%。

洛川县干旱分类频次调查表

1.1.2成因

旱灾的形成，因素很多，是自然和社会多种因素综合作用的结果，以自然或气候因素作主要分析。

（1）、洛川属干旱半干旱气候区受东南亚季风影响较弱，降水偏少，是本区域多干旱灾害的基本原因。

（2）、降水量不能满足作物所需，多年平均降水量627.7mm，季节分布不均，7、8、9三个月降水量占全年降水量的70%以上，且多以暴雨出现，降水形成径流流走，造成了本区域旱灾的普遍性和持续性。

（3）、洛川以苹果为主导产业，其品质独特，品味享愈全国。截止2009年底全县已发展苹果种植面积52万亩，占总耕地面积的90%左右，年仅苹果一项人均纯收入5300元，占人均纯收入的80%。就苹果需水规律而言，每生产1g干物质需水146-233g，果树吸取的水量95%以上都消耗于蒸腾。据资料计算，1株3年生长的果树，平均每天大约蒸腾失水110kg，年每株折合17T，或每亩100-110T，相当于降雨量150-170mm，即是在分布均匀条件较好的情况下，果树吸收的水分也只占三分之一左右。论文参考网。且降雨量年分布不均，主要集中在七、八、九三个月内。而苹果树需水高峰期的三至五月为幼果膨大期如遇干旱，新梢和叶片生长受阴，落果严重，直接影响当年品质、产量和下年产量。而此时降水量约占年降水量的10%左右，远远满足不了果树生长需要，这个差额必须要以灌溉补充。

（4）、旱地面积多抗旱难度大，全洛川总面积1804km2，其中水土流失面积1260 km2，占70%。统计资料表明，全县耕地52万亩，其中有效灌溉面积12万亩，旱地农业主要依靠天然降水，丰欠与否，直接关系农业发展、农民增收和社会繁荣。

1.2水灾

1.2.1特征

（1）、洛川水灾多以暴雨形式同现，据洛川气象站1955-1980年26年的统计资料，洛川暴雨大多集中发生在7-9月，共出现19次，频率为95%。据《陕西省自然灾害史料》记载，洛川1933年6月山洪暴发，冲没良田无数。厢西堡、菩堤等十余村7月2、3日恶风暴雨，雹大如拳，山洪暴发，继以大水，深约数尺，冲没禾苗，摧毁房屋，灾情奇重。

洛川县历年暴雨出现情况

（2）、水灾频率

一般洪水（10-20年一遇）平均出现3次；大洪水（20-50年一遇）约2年出一次，特大洪水（大于50年）约10年出现一次。

（3）、自然灾害中还有冰雹、连阴雨、霜冻、大风等。

1.2.2成因

（1）、生态环境脆弱，水土流失严重。受东南亚环流季风变化影响，气候多变，夏季多阵雨暴雨，秋季雨连绵。阵雨或暴雨至山洪暴发，河水猛涨，造成洪水灾害。

（2）、人类活动。随着各行各业的建设和人类活动，造成区域下垫面的变化，植被破坏，基本建设中忽视自然规律等。

2.防治措施

多年来，本区域人民饱受了水旱灾害之苦，在同灾害的斗争中，探索了一些行之有效的防治措施，概括起来讲，主要有以下几条措施。

2.1发展农业节水灌溉措施，减轻旱灾频率和影响。

(1)工程措施：节水灌溉措施种类很多，渠道防渗措施，低压管道输水管灌、渗灌、喷灌、微喷灌、脉冲灌等，其它节灌措施如膜上灌、膜下灌、沟畦改造等。

(2)农业综合节水措施：耕作保墒、覆盖保墒、水肥耦合措施等。

2.2治理水土流失，改善生态环境。通过修建水利工程、水保措施、生物措施，整好一块田，建造一片园，蓄起一池水，做到拦、蓄、管、节等综合防治措施。有效的拦蓄了地面径流和泥沙。

2.3增强水患意识，抗御洪涝灾害。修建水利骨干工程，提高抗洪减灾能力，树立长期抗灾思想，加强工程管护与洪水预报，制定防、抢险预案，提高抵抗洪涝灾害的综合能力。

2.4 要重建重管，制定严格的工程管理和使用办法，改变过去重建轻管，猴子搬包谷式的建设水利工程，确保工程能可持续长久的发挥作用；

3.结语

洛川县是一个农业县，水旱灾害是县域内所有灾害中最严重、影响最大的灾害，水旱灾害直接关系到农民的增产增收乃至社会稳定，分析了水旱灾害的特征、成因及其防治措施。

参考文献：

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[2]邓铭江，郭春红.干旱区内陆河流域水文与水资源问题.

[3]洛川县志.

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中图分类号：P331文献标识码： A 文章编号：

一、前言

伴随着现代科学技术的日新月异，水文地质勘察人员在工作中需继承和发展传统技术基础上，也要关注并结合新技术、新理论，这样才更有利于进行找水工作，才可以使找水技术不断的更新发展。目前，我国人均淡水资料拥有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水资源拥有量将不足1 700 m3。因此用现代的水文地质勘查方法来找水减缓各区域供水压力已成为当务之急。以下分别详细介绍了遥感技术勘察法、地球物理测井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地质勘察工作中的具体应用。

二、现代水文地质勘察方法在找水中的应用

随着我国经济的快速发展，我国总体而言，水资源的利用形式逐渐严峻，以许昌市为例，许昌市水资源严重短缺,人均水资源量仅204立方米,相当于全国人均水平的1/10。市区由于过量开采地下水,已形成面积达67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超过277 mm。为了满足城市居民生活和工农业生产用水需求,在许昌麦岭水源地综合运用现代水文地质勘察方法找水勘察,取得了多种地质信息,基本查清了供水目的层的埋藏条件、边界条件以及地下水动态特征。笔者将从下面几个方面简述现代水文地质勘察方法在找水中的应用。

1.物探和钻探

(一)物探。在水文地质调查的基础上,结合研究区的水文地质情况,采用对称四极电测深法对勘察区西部的补给断面进行探测,共做电测深点203个,电测深剖面8条;利用EH-4电导率成像系统,对勘察区西部、南部边界和北汝河河道进行了探测,共完成9条物探剖面, 96个物理点,剖面长度54.55km;对18眼探采结合井和4眼勘探井进行视电阻率和自然电位物探测井,划分地层,进行排管。通过这些工作,基本查明了西、南边界和北汝河河床的地层结构和含水层的分布规律,为拟建水源地的供水孔和布置钻探工程量提供了科学依据。

(二)钻探。根据遥感水文地质调查、物探资料,结合以往地质、水文地质资料,在补充分析勘察阶段成果的基础上布置钻探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,进尺291.4 m;地质孔4眼,进尺362 m;观测孔12眼,进尺1 071.55 m;探采结合井18眼,进尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采结合井38眼,总进尺为3 967.15 m。根据物探、钻探工作分析,麦岭水源地第四系孔

隙含水层的形成和分布受北西向的茨沟—姜庄凹陷和襄城大断裂等构造控制。同时根据区域水文地质条件及水源地地层时代、岩性、成因及富水性,新近系湖积层及第四系下更新统冰水沉积层的富水性差,集中供水意义不大;中更新统埋藏型冲洪积卵砾石层颗粒粗,厚度大,富水性强,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。

2.遥感技术在地下水资源勘察中应用

遥感技术即从远处探测、感知特体各事物的技术，它技术先进、探测范围大、信息量大，并可实施动态监测。遥感勘察方法就是在勘察区范围内进行的航空遥感勘察,它是一种采用展片和航片目视解释,结合野外验证与水文地质补充调查的水文地质勘察方法。遥感勘察方法可分为4种：热戏外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法和遥感模型法。

（一）热红外监测法。热红外监测法主要就是用热红外波段的遥感图像资料，通过测定地面温度来确定地下水的存在。特别适应于干旱、半干旱地区的水资源的寻找。其工作原理是：地下水可在过毛细管作用、热传导作用及地表强烈蒸发作用下可导致干旱或半干旱地区的地表湿度和温度发生变化，从而导致冷热异常的现象，此现象便可在热红外遥感图像上显示出

来。利用红外遥感数据再配合一定的航片作为基本的遥感资料便可实施地下水资源的探测工作。

（二）水文地质遥感信息分析法。水文地质遥感信息分析法就是运用水文地质理论对从遥感图像获取的地层岩性、构造、水文等水文地质信息进行分析，从而确定有利的蓄水构造，判断地下水的贮存情况。

（三）环境遥感信息分析法。环境遥感信息分析法就是根据遥感图像上提取的与地下水有关的植被、湖泊、水系等环境因子与地下水的依存、制约关系来判断地下水系统的贮存情况。其工作原理是：在干旱区域，植被的生长状态因受到气候、性、地貌、水文地质条件等因素的制约，其中区域浅层地下水对植被的影响最大。地下水水水位埋深、矿化度、水化学类型控制着被群、植被覆盖度。可通过这些信息来判断地下水的排泄点(区)的水位埋深、矿化度和水化的学类型等相关信息。

（四）遥感模型法。

通过分析遥感图像得知与地下水密切关系的水文因素状况，并建立监测地下水位的定量评价模型，对地下水资源进行估测的方法叫遥感模型法，它是遥感与数学、模型学相结合的一种新的研究方法。此种方法主要用于评价地下水位分布状况。

3.地球物理测井方法

地球物理测井是物探方法的一种，主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础，主要用于分析地下水的分布，判断地下水质量，探测岩溶洞，分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如

下：

（一）正确地划分含水层并确定层位及厚度，研究它们之间的相互关系。

（二）对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高，地层电阻率值越低

（三）判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准：声波时差较大，电阻率较小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥质越多，自然伽马测井值就越大。

（四）岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映；当溶洞中含水时，自然伽马曲线幅值略低，以此来可判断其富水性；在岩溶、裂隙发育处，会出现井径扩大的现象，因此，岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。

（五）划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度，电阻率，波阻抗，孔隙度等参数的差异，并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。

4.地面核磁共振法

地面核磁共振法就是利用不同物质原子核特性差异产生的核磁共振效应，通过观测、研究地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，来判断探测区地下水的分布情况。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水层信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），适合北方地表较干燥地区使用。其工作原理就是水中的氢核质子在地磁场的作用下，处在一定的能级上，再以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，这样原子核能级间就会产生跃迁即产生核磁共振。核磁共振信号的强弱或衰减的快慢直接与含水层中氢质子的数量、含水层孔隙大小相关，核磁共振信号的幅值越大，所探测区域内水含量就越丰富。从而，可以根据由小到大的核改变激发脉冲矩来推断由浅到深含水层的贮存状况，达到实现直接寻找地下水的目的。

地面核磁共振法属于直接找水法，在有效的勘探深度范围内，有水就有核磁共振信号显示，以此来探测各类型的地下水。主要用于探测其他物探方法难以寻找的地下水，主要应用在以下4个方面：黄土孔隙、裂隙水探测；寻找碎屑岩类浅层风化裂水和层间承压裂隙水；确定基岩裂隙带的富水性；判断灰岩区溶洞、裂隙含水或是泥质充填。

三、结束语

随着近年来科技的不断发展，以及勘探技术的不断提升，在继承了老一辈水文勘探人员的技术和知识后，新一代的工作者更要与时俱进，不断的研究并熟悉新的理论和技术，从而将新老结合，挖掘开拓出更加优良的勘探方法，从而方便找水工作，使得找水的相关技术得到不断的提升和发展。

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