水文與水資源工程論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇水文與水資源工程論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

適應水問題研究發展的需要，并與工程水文學相配合，深化水文研究的理論與實踐，地理水文學更可拓寬水文地理學的研究方向，發展內涵，有利于學科研究發揮自己的特色；促進水文研究與地理科學其它分支科學的橫向結合，如氣候學、地貌學、土壤地理學等，尤其是與人文經濟地理學的結合，形成新的邊緣學科領域和產生新的學科生長點；通過水與資源、社會、經濟、生態與環境的廣泛聯系，有利于綜合性研究優勢的發揮，改變水文地理研究的傳統方法與手段，增加計算技術、遙感遙測與信息系統方法的應用，提高研究工作的水平。

地理水文學的提出是一種發展，而不是對水文地理學的否定。兩者既屬于地理科學也屬于水文科學。為了簡化敘述，它們的關系可以用圖1來表示：

圖1地理水文學與水文地理學示意

Fig.Relationshipbetweengeographicalhydrologyandhydrogeography

顯然，地理水文學與水文地理學均是地理科學（G）與水文科學（H）的公共部分，即集合G與H的交，有共同的元素為X，則：

G∩B＝｛X／X∈G，X∈H｝

只是水文地理學靠近地理學，而地理水文學靠近水文學。從我國地理部門的水文研究來看，針對區域和流域的單純水文地理研究已相對減少，而水文水資源本身的研究相對發展。地理水文學在研究領域、深度層次、實際應用等方面均領先于水文地理學。

2回顧與研究現狀

從30年代后期到80年代中期的研究回顧，見參考文獻［1－3。結合當前，簡要概括如下：我國地理學中現代水文學研究始于30年代末，從吳尚時先生的譯著“江河之水文”為起始。50年代初，謝家澤、郭敬輝、施成熙、羅開富等為推動我國水文研究作出巨大貢獻，50年代中期以后，以河流水文為主的水文研究迅速發展，包括邊遠地區河流水文調查與全國水文區劃的研究。60年以后，從河流水文（包括河口水文）逐漸擴大到其它陸地水體，包括冰川、湖泊與沼澤水文及水文過程（如泥石流、洪水與森林水文影響等）的研究。同時，水文實驗，包括定位半定位試驗相繼發展。70年代，特別是80年代以來，水資源問題與環境水文研究得以迅速發展。80年代中期以后，“人與水”和涉及全球變化的水文研究開始興起，方興未艾。

至于研究現狀的歸納，擇其主要方面分述如下：

2.1水循環與水平衡

作為水文基本理論的水循環與水平衡研究，正在宏觀與微觀尺度上不斷擴展與深化。在宏觀上面向全球。國際地圈生物圈計劃（IGBP）強調的界面過程研究，正力圖把描述全球物理氣候系統的總循環模型（GCMS）與全球水循環模型相耦合。這一研究將提供量化與描述全球水文過程與未來變化的可能，其中包含自然變化與人類活動的影響。IGBP計劃特別注重植被變化的作用，以便把人與生物圈（MAB）計劃的研究緊密聯系起來，這是目前國際上正在開展的一項巨系統研究。在我國結合IHP－IV計劃（大氣、陸地和水系統間的界面過程，氣候變化和水文系統的關系，濕潤熱帶、干旱半干旱區水文研究與水資源管理戰略等）已有初步研究，目前正加強我國地理水文學與地學及生物學各分支學科的跨學科研究。

水循環研究除在國內已發展的各類流域水文模型外，正深入到單元尺度的細微觀測與計算模擬，尤其是田間水分運動與交換過程的實驗與計算研究。相對于宏觀尺度的研究，我國在這方面已有一定的工作基礎，如土壤－植物－大氣連續系統的研究，發展了多種水體之間多種形式耦合系統的探討；結合中國科學院生態臺站網絡的建立，開展不同地理帶的水循環過程的實驗，致力于揭示界面過程中水分、熱量交換規律，例如，地下／土壤水、植物根系吸收、植物冠層輻射平衡、溫度、總氣孔阻力、邊界層阻力、土面蒸發、土壤熱通量等等。水循環或水量平衡研究，既是發展水資源確切評價方法的基礎，也是農田節水調控、農業合理用水的依據，具有重要的意義和廣闊的應用前景［7］。水循環的微觀與宏觀的結合表征水文科學理論的逐步完善化和系統化。

2.2區域水文與水資源

2.2.1區域水文近年來的主要進展表現在：

①定量分析技術手段有所加強，如應用模糊數學進行區域水文類型的研究，已有黃河流域的水文區劃工作；應用有序量最優分割法，進行河川徑流變化的研究；利用遙感技術進行地區水文條件的判讀，包括對多時相衛星遙感圖像分析區域水文動態等。

②區域水平衡研究進一步深入，如：中國科學院地理研究所進行的全國水量平衡與華北水量平衡的研究；長江流域辦公室與黃河水利委員會提出的長江流域水平衡三要素分布和黃河流域水文要素時空分布及水平衡分析；各省區的水平衡研究，全國已有一半的省市提出研究報告［5］。在這些研究水平衡的工作中，多采用六要素的平衡計算方法。

③全國水文區劃已完成初稿，這項工作開始于1984年，成果即將發表。

④特殊區域的水文研究也取得許多成果。如喀斯特地區、干旱區與半干旱地區、山區、平原地區、高寒地區與小島的水文研究均有相當的研究成果發表。

2.2.2水資源從70年代后期開始，我國的水資源問題一直對水文研究起著導向的作用，而且經久不衰。有人甚至認為一門新的學科——水資源水文學正在興起。這說明水文與水資源不可分割的關系。作者認為水資源的研究可以作為水文學延伸與拓廣。但水資源學并不與水文學等同。水資源學與社會、經濟有更直接的密切關系。1986年在南寧召開的第4次全國水文學術會議以來，水資源的研討非常熱烈：

①針對水資源的涵義，楊戊與劉昌明等分別提出了水資源的定義［8，9］。

②在區域水資源的研究方面，提出了對農業生產至關重要的土壤水的資源評價與利用［10-12］及農業節水的途徑。這方面的研究與原蘇聯學者李沃維奇曾經展望的“水文學的土壤趨勢”相呼應。

③在區域水資源研究方面發表了大量的論著，特別是對邊遠地區（如新疆、等地區）的水資源提出了比較系統的研究成果［13］。

④結合城市水文研究的開展，南京大學與華東師范大學對城市水資源做了一系列的工作，水資源規劃與管理的研究比較突出。

⑤南水北調工程是我國水資源重大戰略性工程，對緩解我國地方水危機有重大作用。由于引水線橫跨江、淮、河、海4大流域，水資源的配置與聯合利用是亟待研究的問題。針對這一問題，應用水文地理的系統分析取得了進展［14］。

2.3冰川、湖沼水文

全國第一次水資源評價中的冰川與湖泊水量均由地理部門完成［15］。中科院冰川凍土研究所計算分析得出全國冰川間積為58651km2，冰川儲量為51322×108m3，冰川融水年徑流量為563×108m3。這部分水量構成了我國西部地區水源的重要成分；中科院地理與湖泊研究所估算了全國湖泊總面積為71787km2，年貯水量為7088×108m3。中國科學院長春地理研究所估算出我國沼澤的面積約為10×104km2。

冰川與湖沼水文的研究，在我國主要集中在地理研究單位。在學術上有舉足輕重的地位。在施雅風先生的倡導下，我國冰川的研究，取得迅速的發展。除水文調查外，冰川水的研究已深入到冰川的水量平衡與融水徑流形成過程的機制方面，并提出了我國冰川水文學的研究專著［16］。

我國湖泊水文研究，在西北與東南地區都取得了重大進展。中國科學院新疆地理研究所，提出了亞洲中部湖泊的近期變化［17］的研究成果，為中亞湖泊水資源利用提供了科學依據。中國科學院南京地理與湖泊研究所毛銳，在太湖蒸發的長期研究基礎上，針對1991年太湖水災時期湖水位日變化分析得出排淺阻礙論據，對于世界銀行為治災投入資金的決策起了很大作用，顯示了研究論文的價值。此外，1992年中國科學院地理研究所在南四湖蒸發的系統研究成果也通過了科學鑒定，發展了水面蒸發的計算模型［18］。

沼澤水的研究以東北三江平原的沼澤水文研究為代表，已獲得了多年的科學積累［19］。

2.4水文過程與環境水文

水文過程在自然地理過程與環境變化的研究中具有極其重要的意義與應用價值。在水文過程的驅動下，導致地貌演化，流水造成侵蝕、搬運與沉積，起著地形的塑造作用；攜帶地表層化學元素的遷移、沉淀，對化學地理景觀起著重要作用；對于地球表面的主要熱量（太陽能）進行調節與傳輸，影響到氣候的形成與變化；蒸發過程包含著生物界的一個基本生理過程——蒸騰作用，涉及到植物生長發育。在這個過程中，水與二氧化碳一起是構成植物碳水化合物的主要物質；另一方面，水文地理或環境條件又對水文過程發生影響，成為環境變化研究的命題。水文過程的研究近年來非常活躍。

2.4.1水文過程模型結合各地水文計算的需要，對產流與匯流發展了不同的模型。中山大學、南京大學、貴陽師大與成都科技大學等單位分別研制了巖溶地區水文模型［20，21］。結合流域地貌水系結構，中科院地理研究所等單位發展了地貌單位線方法，用于徑流過程的計算。考慮土地利用對水文過程的影響，劉昌明、于靜潔提出了森林攔蓄降雨極限量模型①，用于森林攔蓄降雨的計算問題。

①北京林業大學，國際森林水文模型班講義，81－87，1990。

2.4.2水量轉化近期，在我國平原地區，開展了“三水”（降雨、地表水與地下水）轉化的研究，考慮到土壤水，稱為“四水轉化”，再進一步聯系到植物水分，稱為“五水轉化”，這是研究工作的一種循回漸進，從簡單到復雜的過程。這方面的研究由于采用了系統的觀點和演繹方法［22］，使水量轉化過程的理論得到了進一步的發展。這些進展表現出對水文過程研究的全面概括和預見性，揭示出界面水文研究的前景，同時，也豐富了自然地理過程的理論。

2.4.3環境水文主要探討環境變化（包括自然與人為變化）造成水量與水質過程的變化，這一研究是以水文過程的理論為基礎，計算分析各種水文要素對環境條件改變的響應。在研究方法上，目前主要采用鑒定評價法、模擬法以及外推法等［23］。近幾年，國內環境水文的研究大多結合各地的環境保護規劃與實施進行，如華北地區的水環境與上海市的水環境［24］。在一些薄弱的領域，如：地下水的污染，也開展了研究［25］。1990年國際地理聯合會（IGU）在北京舉行區域大會后，IGU執委會批準在中國建立了區域水文對氣候變化和全球變暖響應的二級學術研究組織并推選劉昌明為主席，使環境水文的研究由較小尺度的研究轉向更加宏觀的大尺度環境水文研究。1992與1993年分別在美國華盛頓與中國拉薩舉行了國際會議，研討了全球變暖對水文與水資源的影響和高寒地區水文水資源對氣候與全球變暖的響應［26］。這些學術活動推動了我國大環境水文的研究。

2.5實驗水文

水文學理論的深入發展必須借助于實驗研究。目前，水文的定位觀測遍及我國的主要陸地水體，包括冰川、湖泊、沼澤與小河流的降雨徑流、土壤水與地下水。比較著名的臺站可以山東禹城水循環與水平衡試驗站、太湖試驗站、東北三江平原沼澤試驗站與西北天山冰川試驗站為代表，這些實驗站納入了中國科學院生態系統網絡，覆蓋了我國主要的生態類型區，為我國地理水文的理論與應用研究提供了最有力的支撐。實驗的內容不僅包含了所有的水文要素的試驗觀測，而且結合了能量與溶質等不同地理地帶的生態與環境條件的研究。在實驗技術與手段方面，除了引進國外的先進儀器（如普遍配置土壤水分中子儀，太陽輻射儀等）外，根據實驗與模擬的需要還自行研制了室內與野外實驗裝置［27］。配合對土壤－植物－大氣系統（SPAC）的觀測，設計了多種儀器的綜合裝置，發展了新的研究課題。

2.6應用性研究

結合國家與地方的任務，適應市場經濟與生產需要，在國土整治、區域發展、城鄉規劃、工礦交通建設、大型水利工程生態與環境保護等許多方面，進行了大量的研究工作。在缺水的華北與西北地區的工作如節水農業［29］等。有些研究突出地理學的特色，如在華北平原進行的古河道調查［30］，為區域的水量調蓄工作，提供了重要參考。

3、21世紀地理水文研究若干問題

展望未來，地理水文的研究，將有廣闊的發展前景。密切結合社會各方面對水日益增長的需求，適應市場經濟的發展，考慮國際學術的發展趨勢，面臨著嚴竣的挑戰和眾多的機遇，研究工作任重而道遠。下面提出的若干方面僅供商榷。

3.1水資源仍為研究主題

隨著社會經濟的發展和人口的增長，今后應以地理水文與工程水文相結合，為水資源評價、開發、利用、管理和保護提供水資源水文的科學依據，深入水文規律的研究，創造新的水文分析方法。由于供水量的不斷增長引起廢棄水的增加，水質的研究和地下水及一些新水源利用，將會更加迅速地發展，不斷擴大規模或尺度的人類活動對水資源的影響，包括三峽大壩與南水北調等超大型水資源工程的影響，將為地理水文研究提出新課題。

3.2全球變化與地理水文

埃里克·巴倫提出的通用循環模式（GENESIS）進一步發展了全球增暖的認識。對全球變暖引起的水文水資源變化的研究，是我們責無旁貸的任務。中國是世界大國，幅員遼闊，大約跨4°－53°N之間，水資源對氣候變化的響應是非常復雜的。主要特點是：

①因緯度帶而異；

②水文水資源量的響應屬非線性（見圖2）；

③水文的變異，包括極值，有隨溫度升高而俱增的特點。這些特點會影響到水資源開發利用的規劃與管理。因此，必須開展全國不同地理區或緯度帶的水文水資源對全球氣候變化響應的研究，并為水資源未來情景作出預測。

圖2年徑流（R）對氣溫（T）與降水（P）的響應

Fig2AnnualRunoffResponsetoAnnualTemperatureandPrecipitation

3.3全球能量與水循環實驗（GEWEX）

GEWEX是一個跨世紀的國際研究計劃，它屬于世界氣象計劃（WCP）的內容，橫向與水文學的研究相結合。研究計劃在1990年制定，1995年以前屬準備階段。我國早在50－60年代已由黃秉維先生提出了與其基本相同的課題，即“熱水平衡”的研究。因此，在我國開展這一工作已具備了一定的基礎。特別是目前正在建立的中國科學院生態臺站網絡，將為開展GEWEX的研究和國際間的合作提供良好的條件。由于GEWEX的研究需要解決大小尺度空間系統的耦合問題，今后的研究從我國的實驗觀測臺站來看，存在著小尺度能量與水分運動的計算，如何在尺度上延伸或升級（Upscale），當然，全球大尺度的模型，也需要考慮尺度的降級（Downscale）。隨著GEWEX研究向21世紀的邁進，水文與氣候學在大尺度上的結合，將會產生出嶄新的成果，發展新的前沿。

3.4水文循環的生物圈方面（BAHC）

在國際地圈、生物圈計劃（IGBP）中，BAHC是核心計劃之一。這與1966年澳大利亞著名土壤－水文學家菲利浦提出了土壤－植物－大氣連續系統的研究一脈相承。1992年已在法國召開了國際學術討論會，歐洲與北美及澳洲均在開展研究，加拿大國家氣候中心立項作為專題項目。

BAHC作為IGBP的核心研究項目，將密切配合國際地圈、生物圈計劃的研究，旨在通過植被對水循環實現調控。在我國地球與生命科學的一些研究單位也正從實驗的途徑開始工作。由于水循環控制關系到水資源調蓄利用，這項研究不僅具有重要的應用前景，而且結合IGBP計劃將促進一門新的水文學科——宏觀生態水文學的發展。

3.5過度或交錯帶（Ecotones）的水文問題

Ecotones原意為群落交錯帶。隨著環境變化的深入研究，提出了生物多樣性的問題，Ecotones是環境水文問題研究的延伸。根據人與生物圈（MAB）的活動計劃，1993年7月，在法國里昂召開國際地下水與地表水交錯帶的國際學術研討會，主要有以下三方面的議題：

①地下水與地表水界面的作用。

②地下水與地表水界面的障礙：原因與評價方法。

③地下水與地表水界面的管理與恢復。在我國Ecotones尚屬一個新的研究領域，目前國內水文地理與化學地理工作者正在著手開展Ecotones的研究，除了地表水與地下水交錯帶外，河湖與陸地過渡帶Ecotones也開始研究，預計未來其它交錯帶的研究也會逐漸發展，這一研究作為水文學與環境學的交叉研究課題需于重視。

3.6雨水資源化

雨水資源化顧名思義是雨水利用的問題，80年代以來熱衷于這一研究的各國學者已舉行了六屆大會和多次區域性會議，1992年10月在日本東京都召開了國際雨水資源化區域會議。1993年8月初在肯尼亞內羅畢召開了第六屆會議，說明雨水利用問題深受各國學術界的重視。

1989年8月初在菲律賓召開的第四屆國際大會上，醞釀成立了“國際雨水收集系統協會”（IRCSA）并推選了美國夏威夷大學水文學家，美籍華人霍雨時為該協會的第一任主席，該協會的成立進一步推動著雨水利用的研究。

雨水利用的研究應用前景廣闊，其內容也甚為廣泛，特別是對我國廣大農村農戶的供水、對缺乏河川的漁島、遠離地表水源的山村等有很重要的意義，拓寬的雨水利用還包括雨云的研究（和人工增雨），屋頂雨水的收集技術以及水質保存的方法、雨洪的調蓄等等。對于我國缺水的北方與南方石灰巖山區。地表水缺乏的地區，雨水利用的研究可望緩解局部地區的缺水問題。在我國降雨分配不均的情況下，這一研究的意義不言而喻。1985年6月將由中國地理學會水文專業委員會與組織在我國召開第七屆IRCSA大會，可望推動我國的雨水資源化研究。

參考文獻

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26牟海省.“氣候變化與全球變暖對山地、寒地和其它地區水文水資源的影響”1993年拉薩國際學術討論會圓滿結束.地理學報，1994，49（1）.

27WuRai，LiuChangming.ThreeInstrumentsinRainfall-runoffSimulationlaboratory.HydrologicalProcesses，1988（2）.

篇（2）

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0095-03

一、概述

華北電力大學水文與水資源工程專業是繼水利水電工程專業之后興辦的第二個水利專業，2006年經教育部審批，于2007年招收第一屆本科生。2007級水文與水資源工程專業按照2006版人才培養方案設置專業課程，《水資源評價與管理》是這些專業課程中的一門必修課，這版培養計劃安排是56學時（3.5學分），沒有課程設計和實習等實踐教學環節，2006版培養計劃應用一年后，到2008年開始對2006版培養計劃進行修訂，制訂2008版本科人才培養方案，根據《水資源評價與管理》這門課程的時代性、實踐性和知識更新性都較強的特點，將2008版的《水資源評價與管理》的課程調整為48學時（3學分），另外增設了1周（1學分）的課程設計。依據新修訂的2008版本科人才培養方案，華北電力大學2009年開始實施433核心課程建設計劃，433核心課程包括4門公共基礎課、3門專業基礎課和3門專業課。其中，《水資源評價與管理》成為水文與水資源工程專業的433核心課程之一，經過2年的建設，該課程順利地通過了學校433核心課程的驗收，目前該課程的建設和教學改革正逐步進入優化完善階段。

《水資源評價與管理》課程是水文與水資源工程專業本科學生完成了基礎知識學習后接觸的主要專業課之一，是水文學及水資源研究領域中不可或缺的重要組成部分。

二、課程建設

《水資源評價與管理》課程建設包括教學大綱、教材、課程設計任務書、教師隊伍建設等內容。

1.教學大綱的制定。根據2008版本科人才培養方案的基本要求，以電力學科為主的“大電力”特色，水文與水資源工程專業要為“水電”做基礎性工作的宗旨，在2006版培養方案的基礎上重新編制了水資源評價與管理的教學大綱，對課程的性質、教學目的和任務、教學的基本要求和課程的內容進行了細化和規定。要求掌握水資源評價的概念、方法等，其中主要包括地表水資源量的計算和評價、地下水資源量的分析和評價、區域的水資源及水質評價等，掌握國民經濟生產、居民生活和生態環境的需水預測，以及水資源供需分析方法，初步了解水資源分配及優化配置的模型和方法，掌握現代水資源管理的相關基本理論、經驗和制度方法等。

2.教材的選擇。目前，國內正式出版的水資源評價與管理方面的教材主要有：（1）朱岐武主編，由黃河水利出版社出版的《水資源評價與管理》，該教材主要是按照國家對高職高專人才培養的要求和特點編寫完成的。（2）高桂霞主編，由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》，該教材適合于中等專業學校的學生。（3）李彥彬等編寫，由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》，該教材涵蓋了水資源評價與管理以及水資源利用方面的主要內容。

在水資源規劃與管理方面的教材中也包含水資源評價與管理方面的內容，這方面的教材主要有：（1）左其亭等編著，由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》，該教材包含了水資源評價、社會經濟發展預測、水資源系統分析方法、水資源規劃以及水資源管理方面的內容。（2）董增川主編，由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》，該教材包含了水資源的概念及分類、特點，水資源評價的概念及方法，水資源需水預測、供需平衡分析，水資源優化配置，水資源系統運行調度、綜合規劃、管理及水資源科持續利用等內容。（3）水利部水利水電規劃設計總院編制的《全國水資源綜合規劃技術細則》是一本很好的指導水資源評價與規劃工作的工具書[1]。這些教材涉及的面較廣，基本涵蓋了水資源評價與管理方面的相關內容，但是作為本科生的教材，內容上既要有一定的廣度，而且還要有一定的深度，更關鍵的是內容一定能反映最新的相關理論或技術方法，鑒于此，筆者主編了華北電力大學《水資源評價與管理》校內教材，該教材突出了《水資源評價與管理》這門課程的時代性和實用性，強調了《水資源評價與管理》是一門不斷豐富和發展的課程，內容方面包含了水資源的數量和質量評價、水資源開發利用對環境的影響、水資源綜合評價等，著重介紹評價的數據資料準備、評價的程序，評價的新方法中包括物元分析法、模糊綜合評判法屬性識別方法、主成分分析法、改進的灰色關聯分析法和信息熵法等6種方法；水資源管理的內容增加了目前我國最新的水資源最嚴格管理以及“三條紅線”制度等方面，而且隨著科學技術的進步、經濟社會的發展以及人們生活水平的提高，尤其是全球氣候變化及人類活動對水資源的影響，新的水資源評價方法及水資源管理的理念將不斷出現。

3.課程設計任務書。根據華北電力大學強化“重實踐，強能力”的辦學特色，依據一周5天的設計周期編制了水資源評價與管理的課程設計任務書，其內容包含課程設計的目的和意義、基本數據資料、課程設計要求以及時間安排等設計內容，具體包括水文數據資料的收集、整理及處理、不同保證率下水資源量的計算、可利用地表（地下）水資源量的計算、國民經濟各部門的需水量的計算及預測、供水需水平衡分析、水資源管理對策和措施的制定等內容。

4.教師隊伍建設。經過6年多的發展，已經形成了由3～4名副教授以上的中青年教師組成的水資源評價與管理教學的教師團隊，由水文學及水資源、水力學及河流動力學以及管理科學與工程等專業背景的具有博士學位的年輕老師投入到一線教學的工作中來，可以充分利用具有不同專業背景的教師對該課程的不同的理解方面，使課程教學能夠集思廣益，使課程設計等實踐教學效果更為顯著。

三、教學過程中存在問題

1.課程學時數較少。我國高等學校在“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養目標要求下，基本都壓縮了專業課的學時數[2]。一般3學分都是48學時，要想把水資源評價的基本理論、評價方法、評價程序以及水資源管理的基本理論等全面詳細地教授給學生，難度比較大，而且學生在學習過程中，還需要補充很多課外的基礎知識，比如補充經濟學方面的知識，以滿足水價理論方面的教學要求；補充優化原理與方法的知識，以滿足水資源優化配置方面的學習等；補充工程水文及水利計算方面的知識，以滿足水資源數量評價方面的學習等。

2..教學內容相對滯后。由于水資源規劃與管理方面不斷涌現出新理論、新方法、新技術、新規范等，但高校的專業課教材一旦選定就要使用幾年，難免出現教學內容相對滯后的情況發生，其教學內容還偏重于傳統的水資源評價與管理的基本原理及技術方法的講解，而對諸如水安全評價、水資源管理信息系統研發以及制度建設等新理論、新技術的介紹較少，造成學生在校所掌握的知識滯后于當前學科發展進程[1]。

3.學科交叉性較強。隨著水資源的緊缺，水資源問題的日益突出，水資源開發利用程度的不斷提高，使水資源評價與管理越來越成為一門理論內容交叉性強、應用面廣的課程，涉及到水與資源、水與環境、水與生態、水與經濟、水與社會等諸多方面，另外，隨著科學技術的發展，應用技術尤其是電子計算機技術、地理信息系統等“3S”技術的發展，水資源評價與管理的任務越來越復雜和多樣。

4.學生主動學習的愿望較低。從日常教學的過程中發現，學生在聽課中只是去記一些基本概念、基本原理、基本方程，而不是針對具體的水資源問題去尋求和思考具有針對性的對策或措施，主要是為了期末考試的試題而去聽課，這樣就使得學生沒有主動學習的愿望，而是為了考出好的成績而去學習，缺少對目前水資源、水環境、水生態出現的問題，以及如何將水資源管好、用好提出自己的、具有原創性的想法和建議。

四、教學改革

針對課程教學中出現的以上幾方面問題，筆者逐漸從教材的改革、教學手段的多樣化、考試方式的改革和鼓勵學生申報創新創業項目等幾方面進行了嘗試。

1.教材改革。如前所述，筆者編制了一本校內教材，將水資源評價與管理的新理論和新方法引入到教材中來，比如在需水預測中，對于河道內生態需水量的計算方法，加入了改進的濕周法、Tennan法、以及流量歷時曲線法等[3]；對于水資源管理中的加入了水權理論以及我們國家從2011年開始實施的最嚴格水資源管理理論的“三條紅線”制度等，以盡量減少教材與實際工作的滯后性。

2.教學手段的多樣化。隨著現代計算機技術以及圖形圖像技術的發展，尤其是多媒體技術的出現使現代教學逐步擺脫了傳統的“粉筆+黑板”的教學模式。因此，在教學過程中積極開發和利用電子講義、電子課件、水資源水工程方面的錄像、圖片、以及多媒體PPT課件等，盡量將比較抽象的基本概念、基本原理、難以理解的技術方法等用形象的多媒體形式表達出來，使學生更便于理解和明白，以提高學生學習專業知識的興趣，并喚起學生的求知欲，從而使學生由被動的“聽”變為主動的“學”。多媒體教學在一定程度上，彌補了現有課時的不足[2]。

3.考試方式的改革。為了防止學生只是死記硬背一些概念、原理和公式，以應付期末考試的試題，我校改革了傳統的閉卷考試的方式，采取老師統一命題或自命題的方式撰寫課程論文，課程論文要有統一的格式和內容，內容要包括摘要、英文摘要、正文、參考文獻，其中摘要必須在200～300字之內，而且要有研究意義目的、研究方法、研究結果和結論四部分，參考文獻在20～30篇以上，而且英文文獻要占一半左右，通過這樣的訓練，可以使學生掌握撰寫學術論文的基本要求，為撰寫畢業學位論文打下扎實的基礎，也為本科生參加各種競賽、發表學術論文提供必要的支撐。

4.鼓勵學生申報創新創業項目。由于水資源問題的復雜性、多樣性和交叉性，在教學過程中，我們鼓勵學生勤于思考，多發現跟水有關的問題，先后指導10多名學生根據水與環境、水與生態等方面的知識，申請了大學生創新創業項目，其中2項獲得國家級優秀的好成績，而且以這些創新創業項目為依托發表的SCI或EI收錄學術論文3篇，增強了學生學習水資源評價與管理的興趣。

五、結語

根據華北電力大學水文與水資源工程專業《水資源評價與管理》的課程教學經驗，本文對這門433核心課程包括教學大綱的制定、教材的選擇、教學手段、考試方式以及如何鼓勵大學生申報創新創業項目等方面進行了一些改革探索。按照《水資源評價與管理》課程建設的基本要求，對教學內容進行了豐富、拓展和必要補充，逐漸培養學生對水資源專業領域的了解和把握，通過撰寫課程論文逐步實現本科生獨立完成學術文獻的總結和綜述、完成研究方法的實現、研究結果的闡述以及研究結論的得出的能力，真正培養本科生的實際能力。

參考文獻：

[1]竇明，左其亭，李桂秋.水資源規劃與管理課程建設與教學研究[J].高等建筑教育，2009，18（6）：91-94.

篇（3）

一、煤炭院校水文與水資源工程專業工程地質學課程教學存在的問題

（一）課程內容多，授課學時少

根據國家高等教育對人才培養的要求，近些年來，多數院校在培養方案的制定上存在著向公共課傾斜的現象，這使得專業課學時被不斷壓縮。主要表現在課程學時少，尤其是實踐教學環節。過去動輒幾十學時乃至上百學時的課程，現在多為32～48學時。在多數煤炭院校中，水文與水資源工程專業開設有基礎地質學、礦物巖石學、構造地質學等課程，具有一定的地學背景。即便如此，工程地質學課程仍涉及工程巖土學、工程動力地質作用、巖土工程勘察等方面的內容，這使得該課程教學內容繁雜，教師上課難度增大。在此情況下，如不進行課程教學改革，教師就無法很好地完成相關內容的講授；同時學生對專業領域知識的學習也將停留在較淺的感性認知階段，不能理解機理性的問題，更不能深刻地認識該課程在國民經濟建設中的作用，這勢必對學生未來就業產生不利的影響。

（二）教學方法單調

工程地質學課程基本概念和基本原理較多，同時該課程又具有很強的實踐性，因此，單一的多媒體或板書授課模式很難調動學生的積極性。加之個別教師實踐經驗不足，存在照本宣科的現象；而個別教師授課又完全脫離指定教材，這些都容易使學生產生厭學心理。此外，課程中涉及的一些教學內容，諸如崩塌、滑坡等災害的形成機理及演化過程等比較抽象，單純在PPT中以圖片形式展示，不能很好地呈現，學生缺少感性的認識，這在一定程度上挫傷了學生學習的積極性和主動性。

（三）實踐環節薄弱

近些年來，隨著高校的不斷擴張，教學資源的投入問題已經成為高校普遍面臨的問題。具體到實踐教學環節，主要體現兩個方面：一方面野外實踐場地或基地功能缺失，滿足不了野外實踐教學的需求；另一方面學生人數與設備臺套數不成比例，同時也存在部分試驗儀器無場地安放的尷尬局面，導致部分試驗無法開出，學生動手能力得不到培養。此外，還存在實驗教學方式和時間不靈活等問題。目前多數院校的室內實驗都是教師準備好試驗后，學生在制定的條件下按照實驗指導書進行，學生真正思考的較少，部分學生既不動腦也不動手，而是依靠同組其他同學來完成實驗，這不利于學生實踐能力的培養，容易導致學生實踐能力不足或喪失。

（四）考核方式單一

考核成績比例分配不合理，多數院校該課程考核成績都是由期末考試成績（約占70%～80%）和平時成績（占20%～30%）組成，而平時成績又多以上課出勤率、課外作業以及實踐環節表現等形式存在，其中上課出勤率占主導地位。這樣難免會存在一些學生到課不聽課，考前突擊且考分很高的現象。此外，考核的內容也不夠全面，多側重于理論知識，往往忽視學生動手能力的考核，最終導致校內所學知識與實際工作脫節，不利于綜合人才的培養。

二、課程教學改革探索

針對當前教學過程中存在的問題，結合近年來的教學和實踐經驗，提出從教學內容、教學手段和教學環節等幾方面對課程教學進行改革。

（一）合理優化教學內容，改專業通識教學為行業特色教學

在教學內容的選擇上，要突出院校的特色優勢。針對煤炭院校水文與水資源工程專業具有地學背景這一特點，工程地質學課程教學可主要講解三部分的內容，即巖土體工程地質性質研究、工程動力地質作用研究以及工程地質勘察等。巖土體工程地質性質研究是該課程的基礎，該部分主要講授土的物質組成、物理力學性質以及巖土體的工程地質特性；工程動力地質作用研究是該課程的核心內容，講授學時應占總學時的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質研究；工程地質勘察部分主要講授工程地質測繪、勘探、試驗以及長期觀測等幾種工程地質勘察方法。課程教學要確保在有限的學時內突出重點，同時也要注意前后所學課程內容上的銜接，避免重復。

（二）豐富教學方法和手段，改單一的滿堂灌為交互式教學

工程地質學具有較強的實踐性，其教學目標是要培養學生對于工程地質現象的認識、判斷能力和工程地質問題的分析、處理能力，這需要在傳統教學模式的基礎上，緊扣學科的發展前沿和熱點問題，豐富教學方法和手段，靈活組織課堂教學。

傳統課堂教學方式使學生獲取的知識較多地局限在抽象的經驗上，而現代化的教學手段不僅可以使學生獲取抽象的理論知識，還可以提供豐富的觀察經驗，在一定程度上將理論與實踐相結合，因此要充分利用現代化的教學手段。如在講授滑坡、泥石流等內容時可采用flash動畫或影像資料展示災害的形成過程、危害以及其防治措施；在講授地震的工程地質研究內容時可結合典型的地震（512汶川大地震），講解地震發生的機理及預警預防措施；在講解地下硐室位置的工程地質論證時，可借助物理模型來分析地形、地質構造、巖性特征等對硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強教學的直觀性、主動性，同時也可節省一定的時間，擴大課堂教學的信息量，提高教學效果。

鑒于該課程內容多，課時少，可采取學生自學、教師課堂講解和課外輔導答疑相結合的教學方法，以鍛煉學生的自學能力。還可就工程地質學領域的熱點問題，設置課堂辯論。通過教師布置論題學生收集資料學生課堂辯論教師講解剖析的教學過程，改過去教學單行道（教師到學生）為雙行道（教師到學生，學生到教師），引導學生分析問題和解決問題。例如，針對近期發生的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，可設置地質災害的主要誘因？人類活動or自然條件的論題，讓學生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災害相關的資料，展開討論與辯論，從而達到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關知識的目的。此外，還可增加一些工程實例課，讓學生嘗試用所學知識去解決實際問題。例如利用最新發生的地震、滑坡及泥石流等地質災害的工程實例，探討這些災害的發生機理及防治措施，從而鍛煉學生發現問題和分析問題的能力。

（三）加強實踐環節教學，改被動式接受為主動式探索

在實施實踐教學活動時，要強調以學生為主體，培養學生的動手能力，充分發揮實驗教師的引導作用。在進行實驗之前，指導教師可提出實驗要求及注意事項，并給出參考意見，讓學生自行設計實驗方案，將原來的驗證性實驗改為設計性實驗。盡量創造條件讓學生開拓思維，發揮想象力和創造力，激發學生學習的主動性和積極性，提高洞察力，培養嚴肅認真和實事求是的工作作風，提高學生的綜合素質。

野外實踐應有效地將理論與實際相結合。因此，在進行野外實踐教學時地點應盡可能選擇工程地質現象豐富的地方。對河南理工大學而言，可在市區北部的縫山針公園進行為期半天的實踐教學活動。結合園區內原有采石場開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應力分布狀態及變化特征，邊坡變形破壞類型及穩定性的影響因素，同時還可結合該園區的生態恢復治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外，可結合水文與水資源工程專業學生未來就業意愿和方向，在畢業設計（論文）環節安排一些與工程地質有關的實踐內容，例如巖土工程勘察設計或巖土工程分析與評價、邊坡穩定性分析與評價以及煤矸石堆積體穩定性分析等。在畢業設計（論文）過程中要充分發揮學生的主觀能動性，讓學生多動手、多動腦，多方位培養學生獲取知識的能力和創新能力。

（四）完善考核內容與方式，改重視理論考核為突出實踐性考核

篇（4）

中圖分類號：P333文獻標識碼A 文章編號

Abstract: With the rapid development of economy, the hydrological business of China as an economic and social development in the process of basic public service has gradually developed. Years of work experience in the hydrology in this paper, a brief summary of the basic position of hydrological possession in water resources management and technical support, and how to further enhance the status and function of Hydrology in water resources management system was introduced in this paper.

Keywords: Hydrology; water resources management; problem; status.

我國水資源面臨的主要問題

由于我國是人口大國，水資源相對缺乏并且分布不均勻，加上對水資源的破壞與污染熬制目前的水文無法滿足生產力布局的需要，我國的水資源管理中面臨許多問題。隨著經濟大規模的開發以及全球氣候的變化，我國的水資源形勢更加嚴峻。數據表明，目前我國有勁三分之二的城市出現缺水現象，近2億的農村人口存在不安全飲水現象，還有1億多人使用的水資源水量不穩定，水質不安全，。除此之外，農業灌溉用水也出現不足。總體來講我國每年缺水量達到400億立方米之多，水資源管理面臨著嚴峻的挑戰。嚴重影響了我國邁向小康社會的進程，在一定程度上制約了經濟的發展。

二、水文在水資源管理中的基礎地位

不同于其他的資源水資源具有循環可再生利用的特點，除此之外，水資源還具有不可替代的使用性以及空間分布不均勻以及對經濟的發展具有兩面性的特點。水資源的循環可再生特點是由于水資源存在降水—徑流—蒸發的自然水文循環，為了保證循環的安全性，人類在對水資源的利用過程要控制在一定的范圍內。

為了加強對水文在水資源管理中的地位，我國的水文部門已經建立了專業的水文網站來對水質、地表水以及地下水進行數據的觀測、收集和整理。各級水文機構也按照相同的方法進行水資源的管理，這樣做有利于實現水資源的統一管理。由于水文在防治干旱缺水、水土流失、洪澇災害以及水污染四大水資源危機管理中作用是無可替代的，這就為水文在水資源管理中奠定了基礎性的地位。

水文在水資源管理中的作用

在目前的水資源管理過程中應該堅持可持續發展觀以及科學發展觀的戰略思想，本著服務國家、改善民生、合理配置水資源、節約用水、保護水資源的原則進行水資源的管理工作。在管理過程中應該以建設節水防污型社會為載體，以加強水文資源制度管理為平臺、以改革創新為方法、以水工程規劃審批、水資源論證以及水資源費征收等為措施，以能力建設為保障。

在水資源管理過程中，只有做到嚴格執行管理制度、認真落實管理工作，提高管理水平，堅持可持續發展觀，并不斷對管理制度進行革新，才能保證水資源管理的有效性。除此之外，還應該對水資源進行合理的配置，將水資源的節約和保護工作提上日程，嚴格劃分水資源管理的“三道紅線”，對用水量、排污量以及水的浪費進行嚴格的管理。這有加強管理才能確保水文在水資源管理中的重要作用。

3.1 實行用水總量控制 水文資料與實時監測至關重要。

隨著社會的不斷進步，經濟的飛速發展，用水總量也在不斷地加大。這就導致我國各地區逐步出現水量缺失以及水質問題，這就導致了水質糾紛事件的不斷出現。為了控制用水總量，應該對水資源進行合理的配置。在配置過程中，首先應該確定分配對象選擇定量的水資源，然后按行政區域對水資源進行逐級分配，并對生產用水以及生活用水進行劃分。對水量進行控制和合理配置有利于對缺水干旱地區的干禮，并且可以有效的解決生態環境以及水量水質問題，有利于各行政區、各流域統籌用水。所以在制定水量的配置方案以及進行水資源的管理過程中，必須以水文監測整編成果、水文實時監測資料為依據。

3.2 嚴格控制入河排污總量，水文水質水量同步監測作用明顯。

為了有效控制入河排污總量，我國的水文管理部門都制定了水功能區劃，并對次提出了水域納污能力及限制排污總量意見。為了有效的控制排污總量必須加強對水文水質水量的同步檢測工作，尤其是對飲水安全的同步檢測至關重要。在同步檢測過程中一旦發現排污總量超過控制指標，水質不達標，以及應用水水源地的水量水質出現問題的現象，要及時向政府及相關部門報告，及時制定出合理的方案來解決上述問題。

3.3 遏制用水浪費，水文計量監督和實時監測手段可靠。

由于我國的人均水資源占有量較低并且水資源分配不均勻，為了解決這一問題我國必須要加強水資源的節約管理工作，遏制水資源的浪費。這就要求我們加強對水文計量監督工作和實時監測手段，并且制定嚴格的節約以及保護水資源的法律法規，這些手段對遏制用水浪費可以起到明顯的作用。

四、加強水資源管理的措施。

在進行水資源管理過程中應該堅持可持續發展觀，以科學發展觀為指導思想，以水利中心工作以及經濟社會的發展要求為中心，以加強水文水資源監測體系建設為基礎，以推進體制機制改革為動力，以提供全面優質服務為目標，以提高預測預報能力為重點，以強化科技創新和隊伍建設為保障。將水文管理工作從局部建設向整體建設發展，從數據服務型向成果服務型轉變，從技術導向型向服務導向型轉變，從行業水文向社會水文轉變。以此來提高水文在水資源管理工作中的作用及地位。

4.1 應加強水文在水資源狀況基礎資料方面的統計職能

為了有效的掌握水文資料，掌握各地區的用水總量，水資源管理部門應該加強對水資源狀況基礎資料的收集和統計工作。這就有求水利部門對各地區的供水量、用水量、水文質量、水資源的相關資料進行調查統計。冰晶數據進行整理分析，并建立數據庫進行管理。

4.2 應賦予水文參與水資源規劃的職能

為了提高水文在是資源管理工程中的地位，各級政府在城市規劃以及土地規劃過程中應該對當地的水資源進行充分了解，所以應該賦予水文參與水資源規劃的職能，這樣水文部門就可以參與水資源的規劃以及評價工作，為城市規劃以及土地規劃工作提供了方便。

4.3 應參與當地水資源合理配置、統一調度實施方案的編制。

在對各地區進行水資源的配置過程中，各地區的水文部門應該充分發揮其對當地水文的了解優勢，來參與水資源的合理配置。并為是自愿的合理配置制定出實施方案。

4.4加強入河排污口調查、監測和管理，入河排污口監管是水法賦予水行政管理部門的重要職責，也是實施水功能區的納污總量控制的重要手段之一。水文部門已承擔過入河排污口普查登記工作，具有了一定的基礎，應進一步加強重點河段入河排污口的調查、監測和管理。

4.5加強人才隊伍建設，打造一支適應最嚴格水資源管理制度實施的管理隊伍和技術隊伍，一方面加強學習和培訓，提高人員素質；另一方面要加大高層次專業人才的引進

結束語：隨著經濟的快速發展，人口的不斷增加，我國的水資源出現了嚴重的不足，再加上我國的水資源分布不均勻，水質出現問題等問題。水文在水資源管理中占有的基礎性地位以及技術支撐作用。文章中筆者對目前我國的水資源管理中存在的問題以及水文在水資源管理中的地位以及作用，并提出了加強水資源管理工作的措施。通過這些措施，來提高水文在水資源管理中的基礎性地位和支撐作用。

參考文獻：

【1】陳東景;王曉峰;高衛東;;哈密市水資源可持續利用初探[J];新疆師范大學學報(自然科學版);1998年04期

【2】鄭通漢;論制度績效與水資源可持續利用[J];中國水利水電科學研究院學報;2004年02期

【3】張平;國外水資源管理實踐及對我國的借鑒[J];人民黃河;2005年06期

篇（5）

長江水利委員會主任蔡其華、中國南京水利科學研究院院長張建云院士、武漢大學夏軍教授、挪威科學院Lars Gottschalk院士、湖北省副省長郭生練教授、香港中文大學陳永勤教授分別作了題為《三峽水庫科學調度的幾個關鍵問題》、《關于我國北方水資源問題的再認識》、《水系統科學與流域水環境治理的水質—水量聯合調控技術》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯級水庫影響的設計洪水計算方法研究》、《廣東省半個世紀以來的洪水、干旱與臺風災害演變特征研究》大會特邀報告。長江水利委員會水文局王俊局長、北京師范大學段青云教授、挪威奧斯陸大學許崇育教授、成都勘測設計研究院王仁坤研究員、北京師范大學徐宗學教授、中山大學陳曉宏教授、長江水利委員會長江科學院陳進院長、華中科技大學周建中教授、河海大學陳喜教授、武漢大學楊金忠作了主題報告。114位專家在分會場作了學術交流。

篇（6）

2001年7月在世界知名海岸水利工程建設的荷蘭王國連續舉辦了兩個直接與水科學有關的大型國際科學大會。一個是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹（Amsterdam）由國際地圈生物圈計劃（IGBP）、國際人文計劃（IHDP）和世界氣候研究計劃（WCRP）聯合舉辦的“全球變化科學大會(GlobalChangeOpenScienceConference)”。國際地圈生物圈計劃（IGBP）是國際著名的全球變化科學研究計劃，受到國際地球科學屆廣泛的關注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國際學術活動-“全球變化科學大會”云集來自國際的100多個國家的全球變化研究的專家學者、管理者約1600多人。大會主題是：一個變化的地球的挑戰（ChallengesofaChangingEarth）。中國派出以科學院為主體的約60多人的代表團，進行學術交流和討論，其中除了碳循環和土地覆被變化是大會主要議題外，水循環及水資源是大會重要內容之一。

另一個是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行的第6屆國際水文科學大會。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。這是一次專門針對國際水文科學進展的回顧和研討大會，來自國際60多個國家的500名代表出席了大會。第6屆國際水文科學大會的主題是：一個干旱地球新的水文學（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。

受國家自然科學基金委員會地球科學部的部分資助，筆者應邀參加這兩個大會，并擔任第6屆國際水文科學大會第二學術研討會的分會主席。本文是對這兩個國際會議中關于水科學研究進展的綜述，希望介紹水科學方面一些新的進展，提出我國對國際水科學的貢獻和存在的問題與挑戰。

二.全球變化與水文科學問題

全球環境變化（簡稱全球變化）是目前和未來人類和社會發展面臨的共同問題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動造成環境變化的影響。了解自然變化和人類活動的影響是國際地球科學發展最為關系的問題。

7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學大會”，內容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題，即：（1）一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解。（2）展望未來：地球系統科學與全球可持續性。大會邀請若干專家學者做報告，在大會研討中設立一系列專題研討會和招貼展示論文。

大會專題報告內容有：

·一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解（BerrienMoore）

·土地變化的集中性與復雜性：虛構與現實（B.L.Turner）

·氣候變化與海洋生態系統動力學：可持續資源利用的內涵（MichaelJ.Fogarty）

·21世紀中的糧食：全球氣候的差異性（MachendraShah）

·人類時期的大氣化學（PaulJ.Crutzen）

·火與薄霧：東南亞空氣質量的社會與政治因素上的不均性（SimonS.C.）

·海洋和陸地碳動力學（IanR.Noble）

·碳與科學政策的聯系：京都的挑戰（RobertT.Watson）

·對CO2挑戰的工業響應（CharlesNicholson）

2．水與全球變化的關聯：世紀資源的挑戰？（LeenaSrivaatava）。

·我們會有足夠的高質量的水嗎？（HartmutGrassl）

·水會滿足人們的需要嗎？（PeterD.Tyson）

·大壩對漁業的影響：三峽大壩實例研究。Chen-TungArthurChen教授，臺灣，國家SunYat-Sen大學，海洋地理和化學學院。

·澳大利亞大陸上的水，碳和氮：氣候和土地利用變化的影響（MichaelRaupach）

3．全球生物地球化學：星球新陳代謝系統的理解（PamelaMatson）

·海洋生物地球化學：變化的海洋（DavidM.Karl）

·陸地上碳的過去、現在和未來（RobertJ）

·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（OranR.Young）

4．陸地—海洋的交互作用：區域與全球的聯系。（RogerHarris）

·生物地球化學的交互作用與反饋（TimJickells）

·沿海地區的全球變化：東南亞的實例研究（LianaTalaue-McManus）

5．氣候系統：預報、變化和可變性

·以前和以后的氣候變化：我們究竟去何處（ThomasF.Pedersen）

·氣候變化的1000年（RaymondS.Bradley）

·正在變化的寒區：高緯區全球變暖的影響（OlegAnisimov）

·耦合氣候系統：可變性和可預測性（AntonioJ.Busalacchi）

6．土地利用變化的熱點地區和地球系統：區域和全球的聯系

·陸地表面與氣候有聯系嗎？北非：撒哈拉沙漠；

·東南亞1：理解變化的亞洲季風系統：大規模植被和土地利用在水循環和氣候中的作用

·東南亞2：人類引導的陸地覆蓋的變化能對亞洲季風有多大的改變？

·亞馬遜河流域和土地利用的變化：未來能平衡嗎？

·陸地表面與氣候有聯系嗎？一種綜合。

7．模擬和觀測地球系統（DavidCarson）

·處理地球系統的復雜性和不確定性（H.J.Schellnhuber）

·監視地球系統的短期不穩定性和長期的趨勢：一個空間的挑戰（JoseAchache）

·虛擬現實的過去、現在和未來（JohnMitchell）

8．地球系統需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）

·為什么地球系統科學需要海洋生物多樣性？（KatherineRichardson）

·生物多樣性是如何影響陸地生態系統的過程與功能（SandraDiaz）

9．科技能夠補償星球嗎？（MikeBrklacich）

·自然的回歸：為什么和怎樣進行（JesseH.Ausubel）

·工業變革：生產與消費中的探測系統變化（PierVellinga）

10．面向全球可持續性（HansOpschoor）

·區域和全球可持續性的挑戰和障礙（JuliaCarabias）

·轉向可持續性的研究系統（WilliamC.Clark）

·可持續性科學起源討論：什么是可持續性科學？為什么要可持續性科學？（JaneLubcheno）

·可持續科學和氣候變化（BertBolin）

·重新概念化自然-社會的交互作用：將環境和發展結合起來理解（RobertW.Kates）

·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續性：環境與社會交互作用中不可持續的發展趨勢（P.A.Matson）

·人與環境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）

·各學科間的可持續性科學（RobertW.Corell）

大會專題討論內容十分豐富，有：A1-全球碳循環；A2-大城市與全球變化；A3-南厄爾尼諾的擺動同過去、未來氣候變化的聯系；A4-地球系統的演化；A5-生物多樣性的全球變化；A6-全球變化與火；A7-海岸區人類活動；B1-食品生產和環境間的平衡；B2-理解土地利用的變化，以致重建、描述或預測土壤覆蓋度；B3-冰雪層和全球變化：制度和指標；B4-地球系統分析；B5-陸地生物圈與全球變化；B6-社會轉化過程；B7-海洋與氣候變化；C1-水資源對環境變化的脆弱性：一種系統方法；C2-把人放入地球系統中：受害者或是破壞者，擾亂者或是解決者?C3-大氣和全球變化;C4-全球變化非線性變化和驚訝;C5-生態系統管理可持續發展的展望;C6-科學和政策過程：IPCC;C7-全球變化與山地區。

大會報告集中在水科學問題的主題有：全球變化中的水問題-21世紀資源的挑戰，尤其值得提到的是7月12日下午，大會專門針對水循環水資源問題，舉行了“環境變化的水資源脆弱性系統分析”學術研討會。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學會水文專業委員會主席、亞利桑那大學水文水資源系的SorooshSorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計劃中水問題的研究：半干旱區流域水文循環與可持續性”。德國的CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統科學對全球水評估的貢獻”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區與脆弱性”。JimWallace教授強調“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-Wostl教授研討“面向社會經濟可持續性：水管理部門職能的轉變過程挑戰”。

三.水文科學與水資源安全

7月18-27日第6屆國際水文科學大會在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行。大會對過去水文水資源研究進行總結，對未來水文科學的發展進行展望。會議由4個專題學術大會（Symposium，簡寫為S）和6個學術研討會(Workshop，簡寫為W)組成。會議主要集中在水文科學基礎研究和社會經濟發展與水資源研究兩個方面：

1.水文學基礎研究

S4.土壤-植被-大氣轉化方式和大尺度水文模擬

WS4.高山地區水文過程與冰圈作用

WS2.水文長期變化與氣候影響

S3.人類活動對地下水動態的影響

WS6.海岸濕地水文的演化

2.社會經濟發展與水資源研究

S1.社會經濟發展與水危機

S2.區域水資源管理

WS1.全球變化與洪水預報

WS3.信息技術在可持續水管理的作用

WS5.GIS&RS在土壤侵蝕和水質變化的應用

特別需要指出，由于全球變化、社會經濟發展，水資源問題愈來愈突出，給水文科學研究提出新的課題，即變化環境下的水資源形成與演化規律問題。IAHS會議的S1-S2，主要研討這些國際國家和區域尺度急迫的問題。關于S1和S2的研討內容題目摘錄如下：

S1：水脅迫下的社會經濟發展（E.Servat）

水源豐富，資金缺乏，水工業能否繼續生存尚未可知。

·健康部門希望從水文學家那兒得到什么?

·河流生態系統的研究和管理中對水文數據的需求。

·多學科綜合研究—對水危機的響應。

·食物保障中的水資源及管理。

·洪水控制與城市排水系統管理。

·全球水協作計劃

S2區域水資源管理

S2-1過去水管理的經驗與教訓（A.SchumannM.C.Acreman，M.Marino）：

·可持續發展的度量及其在實際水管理計劃中的實現。

·可持續水庫發展—津巴布韋實例研究。

·Yamuna河流域的可持續區域水管理：Delhi區域的實例研究。

·Limpopo河：逐步走向可持續發展和一體化的水資源管理。

·中國新疆博斯騰湖流域的水資源可持續性發展管理經驗的啟示。

·印度干旱地區過去管理實踐經驗總結。

·水壩功能新探——一個不應忽略的問題。

·Dehli區域水資源管理的一體化進程：問題與展望。

·北尼日利亞半干旱區域的Hadejia河上建壩的影響：對未來管理的建議。

·可持續發展的特征及供水管理模型。

·澳大利亞富營養化進程的現階段研究。

·城市水計劃書——印度班加羅爾的實例研究。

·水資源系統中相對可持續發展實現的框架。

S2-2可持續發展與水資源管理（夏軍，D.Rosbjerg，G.Schultz)

·為保護水生態系統的整合水質與水量的數學生態模型的發展。

·歐洲地下水可持續發展管理的指導方針。

·清除河岸異生植被是否為一種有效的水資源管理策略。

·地表水和地下水的聯合管理。

·河流管理可視化中的變換系統邊界。

·改善環境中被忽視的因子——監控。

·加入風險基金平衡流域經濟、社會、環境壓力之間的沖突。

·使用風險分析提高水資源系統模型的效率和精度。

·整合水資源管理中的角色分配。

·Volta流域的水資源競爭。

·復雜水環境管理中的空間適應方法。

S2-3水資源管理的方法（R.Davis，S.Walker）

·流域水平上的水資源管理整合模型。

·提高以決策支持系統為基礎的模型的精度——水管理中的一種好的建模實踐。

·持續性水系統的水力學標準。

·人工神經網絡系統實現的河流洪水預報。

·氣候變化影響評估中的不確定因子的概率特征。

·研究城市化對區域水資源影響的一種流域水文模型。

·水、氮循環的一種大尺度評估模型——在Elbe河流域的基礎研究。

·基于地形學和土壤水文學的濕地重建計劃方法的發展。

·英格蘭西南部Dartmour地區放牧對水文的影響。

四.21世紀水文科學的發展機遇與展望

傳統的水文學研究只考慮水量的自然變化，現代水文循環需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃（IGBP）代表國際地球學科發展前沿，水文循環的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態-水文過程與空間格局的變化規律和受人類活動影響的關鍵問題，以科學地解釋：植被是如何與水文循環的物理過程相互作用的？改變陸面生態過程的直接原因是什么？是大尺度人類活動改變了陸面覆蓋？還是大氣中二氧化碳濃度增加的緣故？這些影響變化的水文后果如何？通過這些研究，為認識自然變化和人類活動影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質過程，評估人類對生物圈的影響，保護環境和資源可持續利用提供科學的基礎依據。

通過7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國際學術大會可以清楚看出，變化環境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環研究成為21世紀水科學研究的熱點。根據二十一世紀IGBP發展方向，國際上的BAHC研究重點也相應地進行了調整，主要有以下8個方面：

·小尺度水、熱、碳通量研究；

·地下過程作用的評價；

·陸地-大氣相互作用的參數化；

·區域尺度土地利用與氣候的相互作用；

·全球尺度植被與氣候的相互作用；

·氣候變化和人類活動對流域系統穩定與傳輸的影響；

·山區水文學與生態學；

·開發全球數據集；

此外，還有兩個交叉研究問題：

·設計、優選和實施綜合的陸地系統實驗；

·情景發展與風險/脆弱性分析。

變化環境下的水文循環及其時空演化規律研究，是國際國內地學領域積極鼓勵的創新研究課題。結合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環過程的水循環研究，是一個新的交叉方向。研究的熱點問題有：

問題1：全球變化與水文循環問題

它需要研究回答：全球變化對區域水循環規律？過去對氣圈-水圈-生物圈的相互聯系/作用是如何認識？現在又是如何認識水資源的演變？其規律是什么？

值得指出的是，過去在氣候系統與陸地水文循環之間存在一個誤區，即長期以來,水文學者把氣候看作是靜態:一個地區的氣候是指某種統計的平衡,WMO規定系列30年的平均作為準平均,用極差/標準差描述氣候變異。對陸地水文過程研究方面，認為長序列水文均值是穩定不變的，年徑流出現的豐、枯現象，被看作圍繞均值的周期變化。水利（水資源）工程設計：要求的水文計算都是以幾十年-幾百年時間尺度的水文過程穩定不變為前提。未來被看作是過去的重復或外延。例如，水資源的保證率有W75%，W50%等；設計洪水有千年設計和萬年校核等。另一方面，在氣候/天氣過程研究中，長期以來氣候學者把陸地水文看作是靜態，氣候/天氣過程研究僅僅到降水為止，較少研究流域水文循環動力機制與反饋作用。例如，天氣模式研究中僅設置若干參數代替水文過程變化和空間分布，認為陸面水文-生態的作用也是穩定不變的。例如，許多GCMs對水文循環作用過程考慮相當粗糙,平面無徑流聯系與循環過程。但是，現在人們業已認識：一個地區的氣候/水文循環過程并不處在統計的平衡狀態，而是以不同尺度變化（年際、十年際、百年際-千/萬年際變化）。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內部的過程，還有大氣上邊界（太陽行星系統）和下邊界（陸地水文-生態、海洋系統）的各種物理化學過程。20世紀科學研究與進展顯示：陸面生態系統對大尺度水文循環有十分重要的反饋作用。因此，全球變化對水文水資源的影響是21世紀水文科學研究的前沿問題之一。因此，特別需要大力加強水文學家與大氣物理學家的聯系與合作，積極開展“全球-陸地-區域-流域尺度水文循環”科學基礎的研究。

問題2人類活動對水循環水資源的影響

人類活動對水循環及水資源有那些主要影響？人類活動如何對水的變化規律產生影響？有什么地區、區域特征規律？如何量化人類活動對水循環水資源的變化及影響？這是近代水科學面臨的主要科學問題。在IGBP科學大會上，特別強調土地利用/覆被變化與水循環、碳循環的關系。需要研究從“點”-“典型流域“的水循環機理、水文循環與生態系統的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用，“大氣-土壤-植被”界面過程中的物質與能量轉化規律；開拓流域水文循環過程中的非線性機制研究；創新“分布式流域水文循環模型”，量化區域水文循環演化與土地利用/土地覆被影響關系，為認識陸地表層生命物質過程的提供重要的基礎科學支撐。

結合中國的實際背景，人類活動影響是驚人的。例如，在中國南方的長江流域，建國后洞庭湖圍墾1700余平方公里；鄱陽湖圍墾1400余平方公里；荊北所有通江湖泊被堵閉，減少調蓄長江洪水面積約5700余平方公里。建國后，長江中下游地區約有1/3以上湖泊面積被墾殖；損失湖泊面積13000余平方公里，相當于五大淡水湖泊面積總和的1.3倍；損失湖泊容積500億立方米左右，相當于三峽水庫調蓄庫容的5.8倍，淮河年徑流1.1倍。建國后，中游長江干流河道內的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據不完全統計，圍墾面積約1213平方公里；城陵磯至螺山江段河床變遷劇烈，泥沙淤積問題嚴重。98洪水后，國家提出治理長江32字方針：“封山育林、退耕還林、移民建鎮、以工代賑、退田還湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是，如何退田還湖？如何平垸行洪？認識人類活動（湖區開發、三峽工程）對水循環關系影響水科學基礎問題，都是十分重要又十分現實的問題。

在中國北方，人類活動劇烈。例如，在華北地區，水文循環機理比較復雜，它不僅與陸地表層系統中各種自然地理要素時空分布密切相關，而且與農業開發、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯。由于社會經濟發展，人類活動改變了水循環自然變化的空間格局和過程，加劇了水資源形成與變化的復雜性。過去有關部門在華北水資源方面做了相當的工作。但是，在華北地區究竟缺多少水等基礎方面仍分歧較大。有人認為在華北通過自身的節水和提高用水效率可以解決水資源的需求問題；有人認為即使南水北調也不能從根本上解決北方缺水問題。爭論問題的科學問題焦點是：在自然變化和人類活動的綜合影響下華北地區水循環演化規律是什么？如何科學測算華北地區可供水資源量？華北地區節水的潛力究竟有多大？如何保障華北地區的水資源安全？爭論的原因是：自然變化和人類活動加劇情況下的華北地區水循環演變格局與過程機理，有待重新認識；受人類活動影響等變化環境下的華北地區水資源可利用量的測算科學依據不很充分；水資源安全與生態需水、節水潛力、國民經濟發展之間的量化關系需要研究。因此，開展自然變化和人類活動影響下的水循環及水資源安全研究，具有十分重要的科學意義和研究價值。

總之，21世紀水科學的挑戰問題是：迫切需要回答的科學問題是陸地水循環演化格局、過程與機理，即：

·如何對水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進行認識？

篇（7）

人類進入20世紀末，由于社會經濟發展，人與自然的沖突加大，生態環境問題愈來愈突出，如濕地的退化、河道斷流、入海水量減少、水體污染加劇等等。近20年來，生態學家們愈來愈意識到水文過程對生態系統功能的重要影響。但是，缺乏了解水文過程與生態系統植物群落變化與相互制約的內在聯系。同樣，過去水文學家關心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實際的設計應用等。但是，隨著生態與環境問題的重視與提出，愈來愈多的水文學家開始關注與水相關的生態問題，例如流速如何影響河道內的植物生長？河川徑流的情勢與濱岸生境生態過程之間是如何相互作用與聯系的？由于水文循環聯系地球系統地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用，水文循環過程的變化與其相關的生態環境的變化交叉研究與社會需求，產生了新的學科生長點，即生態水文學(Eco-hydrology)。

生態水文學是20世紀80年代以后逐步發展的一門新興交叉學科[1-20]。它重點研究陸地表層系統生態格局與生態過程變化的水文學機理，揭示陸生環境和水生環境植物與水的相互作用關系，回答與水循環過程相關的生態環境變化的成因與調控。利用生態水文學原理可以積極地用來保護和改善自然景觀，正確指導生態環境脆弱地區的生態環境建設與水資源管理。

生態水文學的提出與發展大致在20世紀70年代以后。早期的生態水文學主要定義在生態濕地系統范疇。例如，1996年Wassen等學者專門撰文[44]，認為“生態水文學是一門應用性的交叉學科，旨在更好地了解水文因素如何決定濕地生態系統的自然發育，特別在自然保護和更新方面有重要價值”。

1971年，聯合國教科文組織（UNESCO）正式啟動人類生物圈（MAB）計劃，水生生態系統研究成為該計劃中的一個重要項目。第一階段的會議于1986年在法國圖盧茲召開，主要討論了土地利用對水生生態系統的影響。會議期間，確定了一個具有決定性意義的主題：陸地生態系統和水生生態系統之間的過渡帶，對生物化學循環和景觀鑲嵌體具有重要的調控作用。因此，過渡帶的研究被推薦為UNESCO未來生態系統工作的重點。它是生態水文學發展的雛形階段。

1988年，UNESCO組織了過渡帶研究的國際專題研討會。期間，國際應用系統分析協會和匈牙利科學研究院籌劃了水陸過渡帶功能方面的合作研究項目，試圖通過對生態過程的充分理解，確定過渡帶恢復或重建的管理思想。

1996年9月在法國召開了“小流域生態水文學過程”研討會。會議共收到30篇論文，研究集中在小尺度上，內容主要包括土壤和大氣相互作用的模擬，徑流產生過程和水流路徑、水量和水文生物地球化學行為等。在這次會議中，還討論了分區和尺度的影響問題，分析了氣候變化對水文行為和數量的影響。1997聯合國教科文組織出版了“小流域生態水文學過程”會議文集。

聯合國教科文組織（UNESCO）國際水文計劃（IHP）是由世界各個國家政府組織參加、在國際上有重要影響的水科學及其相關的水資源和環境科學的大型國際研究計劃。從1965-1974聯合國科教文組織實施國際水文十年（IHD）計劃后，IHP已經執行了五個階段，其中：第一階段（IHP-I，1976-1980）著重人類活動影響，水資源與自然環境之間關系的研究；第二階段（IHP-II，1981-1985）著重于把研究領域擴大到各個特定的地理、氣候區域，并向著綜合利用水資源的水問題方向發展；第三階段（IHP-III，1986-1990）定名為“為經濟、社會發展合理管理水資源的水文學和科學基礎”，除繼續把水文科學作為重點外，把計劃內容擴大到合理管理水資源；第四階段（IHP-IV，1991-1995）研究計劃重點是“大氣-土壤-植被”之間的水循環關系，全球氣候變化對陸地水文過程的影響。

IHP第五階段（IHP-V，1996-2001）方向是“脆弱環境中的水文水資源開發”，由三個模塊、八個主題和31個計劃項目組成。模塊1的資源過程與管理研究中主題2是“地表生態過程”。生態水文學是IHP計劃的核心內容[14-19]。之后，生態水文學得到了迅速發展。從1996年到2002年，聯合國教科文組織國際水文計劃召開了一系列生態水文學研討會。

1997年國際水文計劃出版了專集：生態水文學—水生資源可持續利用的新范例。文集指出生態水文學主要是為了研究水循環過程、機制與生物、非生物之間的相互關系。水生環境的水量、水質和某些過程，不僅受氣候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影響。因此，生態學和水文學知識的綜合，被認為是一個研究水和生物關系的合適的新工具。這本書首次提出了新的、具有挑戰性的概念——生態水文學，建立淡水資源可持續發展的基礎。圖1表明了生態水文學與以往生態學和水文學思維的不同方式：

1998年5月在波蘭召開了UNESCOIHP-V2.3-2.4工作組會議。同年，出版了會議文集，主要包括以下4個方面的內容：1）介紹了生態水文學的框架和研究領域；2）提出了當前存在的缺點和未來發展路線；3）宣傳生態水文學的概念，認為河流生態系統是受水文過程控制的“超有機體”。確定生態水文學研究的目標為：（a）比較和評價現有的水文和生態過程相互關系的信息；（b）評論預測的潛力、確定未來研究最重要的方向；（c）識別與水文過程相關聯的環境問題層次；（d）定量生物因素、非生物因素之間的聯系以及它們在水中的沉積物質、營養物質和污染物質運輸、轉化中的作用，以確定從區域到流域尺度上的轉移路徑；（e）以可持續發展為目標，建立可操作性的程序交互平臺以及科學家、政策制定者和決策者之間新的思維方式。這一出版物為生態水文學的研究提供了指導作用。

1999年9月8日至22日，IHP-V組織了生態水文學研究進展方面的會議，在不同科學團體之間交流了生態水文學的研究成果。會議為來自24國家的不同領域的年輕科學家提供了辯論的機會。在生態水文學和水資源管理方面，科學家交換了基礎性研究和應用研究的最新觀點。基于研究過程中得到的數據和知識，科學家討論和提議了生態水文解決環境問題的潛在辦法。2000年出版了生態水文學研究進展文集。

需要指出，IHP-V中生態水文計劃的核心目標旨在從流域觀點、從河流系統與自然社會經濟的聯系中，理解生物和物理過程的整體性，以提高水資源的管理水平。專家們認為，當今世界范圍的水資源問題已經受到來自全球氣候變化和人類自身經濟開發活動的巨大影響與挑戰。在面對不斷變化環境的水資源管理中，生態水文學的研究方法和思想將是最好的、可持續的方法。這一范例認為，流域就好像一個超有機體，它具有反抗壓力的抗性和彈性特征，是面對變化環境下水資源可持續管理的最有效的一個工具。

1999年，為倡導生態水文學方面的科學研究，國際知名的英國水文研究所正式改名為“生態水文學研究中心”。

同年，英國謝菲爾德大學（SheffieldUniversity）自然地理系AndrewJ．Baird博士和德比大學（DerbyUniversity）自然地理系高級講師、美國國家大氣研究中心項目科學家RobertL．Wilby博士共同編著出版了《生態水文學》。它是綜述有關陸生環境和水生環境植物與水分關系問題方面的第一本書，闡述和探討了各種環境植物與水分相互作用問題。該書對于水文學家、生態學家、自然保護學家以及研究生態系統、植物生活和水文過程的其他學者有很大的參考價值。中國科學院寒區旱區環境工程研究所趙文智和王根緒博士翻譯出版了該書的中文全文[44]。

目前，在生態水文學或水文生態學的研究領域，活躍著一大批科學團體，使得這一領域的研究有了很大的發展。在聯合國教科文組織國際水文計劃（UNESCOIHP）-V(2.3/2.4)的支持下，由MaciejZalewski組織出版了一系列“生態水文學”專集，是一個里程碑。以后“生態工程雜志（EEJ）”雜志、“水文科學雜志（HSJ）”都出版了“生態水文學”專刊。以Zalewski為特約主編致力于生態水文學研究的新期刊。國際水文科學協會（IAHS）也專門由Acreman博士主編了“水文生態學”有關專集。

進入21世紀后，國際水文計劃（IHP）實施2002-2007年新的第六階段計劃，方向確定為“水的相互作用：來自風險和社會挑戰的體系”。主要的不同點是需要考慮下面若干方面新的研究與挑戰的問題，即：地表水與地下水、水文循環的大氣與陸地部分、淡水與咸水、全球化的流域與河流尺度、質與量、水體和生態系統、科學與政治、水與文化。它由五個主題組成：主題1、全球變化與水資源；主題2、流域地表水與地下水動力學集成；主題3、陸地生境水文學；主題4、水與社會；主題5、水教育與培訓。其中主題3的陸地生境水文學仍然是生態水文學核心內容。

總之，生態水文學是現代水文科學與生態科學交叉中發展的一個亮點，它以生態過程和生態格局的水文學機制為研究核心，以植物與水分關系為基礎理論，將尺度問題貫穿于整個研究之中，研究對象涉及旱地、濕地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生態水文學的發展對我國生態環境建設，將會有重要的促進和推動作用。

2.國內外生態需水研究的問題

生態需水（Ecologicalwaterrequirements）是生態水文學中的一個重要的研究課題。凡是聯系到與水相關的生態系統自然發育、氣候變化和人類活動干預下的生態系統退化等問題，都需要回答維系生態系統所需求的水或者河川徑流等問題。在國際上提出生態需水的概念與研究生態需水的理論與方法，已經有了一段歷史。在我國，生態水文學的研究剛剛起步，生態需水理論與方法還有待于發展與完善。

早在20世紀四十年代，隨著水庫的建設和水資源開發利用程度的提高，美國的資源管理部門開始注意和關心漁場的減少問題。美國魚類和野生動物保護協會對河道內流量與魚類生長繁殖、產量的進行了許多研究，提出了河流最小環境(或生物)流量的概念，已有學者撰文強調了河川徑流作為生態因子的重要性。

在20世紀70年代后，澳大利亞、南非、法國和加拿大等國家針對河流生態系統，比較系統都開展了關于魚類生長繁殖、產量與河流流量關系的研究。以大馬哈魚的河流生境（habitat）需水為例，加拿大哥倫比亞大學（UBC）有關學者通過大量的實地調查，分別獲得了維系大馬哈魚到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生態需水基本數據，其中包括適宜的流速和水深等。進一步，他們繪制了大馬哈魚繁衍所必需的河流生境質量的高低與基本生態需水（流速和水深）之間的曲線關系。

為了保護水生生物或生境，通常是基于河流物理形態、魚類和無脊椎動物確定最小或最佳的生態需水流量。但是，這一流量僅僅考慮了漁業的流量需求或者濕地對水的需求，并沒有體現生態系統的完整性。國外學者G.E.,Petts認為，在河流管理中生態的需要與河流流量變化特征相聯系應該至少考慮3個方面，即：（1）縱向的連接；（2）洪泛平原的流量；（3）維持河道的流量，包括最小的和最適宜的流量。基流流量的自然頻率和持續時間也應加以考慮，無論何時，都要盡可能地保持生態可接受的流量變化。

Gleick提出了基本生態需水量的概念（basicecologicalwaterrequirement），其概念實質是生態建設（恢復）用水[10]。Falkenmark區分了綠色水（greenwater）和藍色水的概念，指出從“藍色”水的社會利用部門轉向利用“綠色”水的生態系統中來，這種“綠色”水儲存在土壤中用于蒸發或合成植物有機體。事實上，“綠色”水就是生態需水的概念，這種“綠色”水的概念適用于水生生態系統和陸地生態系統。

直到20世紀90年代，隨著國際水文計劃等大的項目推進，研究的對象開始打破過去局限于所關心的物種（如魚類）或某一單一目標的情景，人們才開始考慮維持河流系統完整性的生態流量需求，提高對河流生態系統保護的有效性。但是，由于在西方發達國家，并沒有中國西部如此生態問題的多樣性和復雜性，因此，他們對生態需水的研究主要集中在維系自然生態系統平衡的方面，比較少考慮高強度人類活動大量擠占生態需水的現實問題。

中國是一個降水時間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發展中國家。人口、資源與環境的矛盾比較突出。就中國西部地區而論，20世紀90年代以前的水資源規劃與配置管理中，很少涉及生態環境建設與生態需水問題。水資源可持續利用與合理配置是從國家“九五”攻關項目開始，提出的“生態需水”是一個新生事物。在中國，由于生態水文學基礎研究起步比較晚，大家對于“生態需水”概念的理解也不盡相同。許多國內文獻書籍、研究報告出現有“生態需水”、“生態用水”和“生態耗水”多個名詞。有人認為它們的概念與涵義是不同的，但是有人認為它們都是指一回事（見文獻[22]、[26-46]）。

1989年，中國科學院地理研究所湯奇成較早提出生態用水問題[45]。他認為“為了保證塔里木盆地各綠洲的存在和發展，必須要保護各綠洲的生態環境，而生態環境的保護也離不開水，這部分水可統稱為生態用水”。1995年[46]，他認為“對生態環境用水很少或根本沒有安排，這種情況必須徹底加以改變，否則干旱區綠洲外的環境將日益惡化；應該在水資源總量中專門劃出一部分作為生態環境用水，另一部分為國民經濟各部門的用水，包括工、農業及城市生活用水等”。以后許多專家學者對生態需水、生態用水和生態耗水等，提出不同的觀點、定義和研討，豐富了生態需水的理論與學術研究。

2001年，由錢正英、張光斗主編正式出版了的中國工程院重大咨詢項目研究成果“中國可持續發展水資源戰略研究”[27]。提出我國水資源的總戰略必須以水資源的可持續利用支持經濟的可持續發展；建議從防洪減災、農業用水、城市和工業用水、生態環境建設等8個方面實行戰略性改變，在中國大地上真正展開一場提高用水效率的革命。在該報告中，對生態用水做的定義是：“從廣義上說，維持全球生物地理生態系統水分平衡所需用的水，包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等，都是生態環境用水；狹義的生態環境用水是指為維護生態環境不再惡化并逐步改善所需要消耗的水資源總量。”。

在學術研討方面，潘啟民等把生態用水理解為生態需水量（狀態值）和生態耗水量（動態概念）兩個概念[47]。嚴登華等把河流水可劃分為生態水、資源水和災害水[30]。王芳等通過她的博士論文研究探討了生態需水理論問題[38-39]，將生態需水概念界定為：為維護生態系統穩定，天然生態保護與人工生態建設所消耗的水量。將生態需水劃分為可控（非地帶性）與不可控（地帶性）生態需水和天然與人工生態需水。劉昌明強調要在研究水循環和水量轉化規律的基礎上確定生態需水的理論內涵，提出陸地系統中的水可分解為資源水、災害水、生態水和環境水。生態需水研究面臨許多新的挑戰。

筆者們參加了中國工程院重大咨詢項目“西北地區水資源配置、生態環境建設和可持續發展戰略研究”。有幾個不同的觀點：（1）我們理解的國際水文計劃（IHP）研究意義上的生態需水，是指以水文循環為紐帶、從維系生態系統自身生存和生態功能角度，相對一定生態環境品質目標下客觀需求的水。例如，為了維系河流某魚類的生境，需要必須的基本水文特征值保證（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生態系統對水資源需求的大小需要通過科學實驗與觀察獲得，并不是人們主觀要給出什么樣的水資源配置。水的配置是針對水資源管理、不同水的用戶即用水而言。因此，就應該有生態耗水和用水的概念，它們與生態需水有區別也有聯系。（2）中國工程院重大咨詢項目中所指的“生態需水”不同之處，在于為水資源的合理配置服務、為生態建設（林草，河道生態功能要求）服務的生態需水。所以，國際上提出的生態需水概念需要討論與擴展。通過討論，有比較一致的看法是：

生態需水是指維系一定環境功能狀況或目標（現狀、恢復或發展）下客觀需求的水資源量。進一步，對中國西部生態環境建設研究工作的目標，生態需水可以理解為維系一定生態功能的環境目標（例如維系現狀生態系統不再退化、恢復某個時期的生態景觀、或者具體目標如黑河水必須要到東居延海等）下科學意義下生態系統需求的水資源。它是生態環境建設重要的科學依據。

生態耗水是指現狀多個水資源用戶（生產、生活和生態）或者未來水資源配置（生產、生活和生態）后，生態系統實際消耗的水量。它需要通過該區域社會經濟與生態耗水的平衡計算確定。生產、生活耗水過大，必然擠占生態耗水。

因此，生態需水與生態耗水是有不同的含義，既有聯系又有區別。例如，在黃河上游地區，自然降水條件下一般能夠滿足天然植被蒸散發對水的需求（降水P大于蒸散發E），因此，生態需水估計的數量比較小。但是，由于人的行為通過水土保持等措施建設林地，耗用（減少）了輸送到河流下游的水資源量。人們往往稱這部分耗用（減少）的實際水量為生態耗水量。所以，在黃河上游地區生態需水量與生態耗水量是有不同的。

相比之下，在西北內陸地區河流的下游，由于內陸地區河流的下游降水非常少，為維系胡楊林生態系統生存，估計的生態需水將完全占用河川徑流量。維系胡楊林生態系統的生態環境用水也完全取決與能夠提供給下游的河川徑流量。在某種意義下，維系胡楊林生態系統的生態需水量也就是生態耗水量。

因此，生態需水與生態耗水的概念在西部地區既有聯系又有區別。通過生態需水的估算，能夠提供維系一定的生態系統與環境功能所不應該被人所擠占的水資源量基本的信息，它是西部地區水資源可持續利用與生態環境建設的基礎，它也是估計在一定的目的、生態環境建設目標或配置條件下，生態環境耗水大小的基礎。通過對生態需水和生態耗水的估計，能夠分析人對生態需水擠占的程度，決策生態環境建設對生態環境用水的合理配置。

3.中國西部地區生態需水研究的挑戰

水是干旱區的關鍵生態因子,植被的組成和結構由水密切控制,同時在各種尺度上對水產生重要的反饋作用。因此，在干旱區，研究生態學和水文學的相互關系，研究生態需水問題，對干旱區生態建設的模式和生態恢復至關重要。一方面，干旱區水文過程對植被生理特征和格局成因產生影響，同時植被對水土流失具有控制作用。

生態需水的實質是生態系統結構、功能和水分之間相互關系問題。生態需水是生態水文學研究的重要內容之一，只有建立在流域水循環基礎上通過生態水文學理論的指導，生態需水量的確定才會更合理。目前在生態需水估算方面，面臨許多挑戰的問題。主要有：

3.1干旱區植被對缺水的適應機制研究

研究表明，干旱區的某些植物具有水分補償能力，即利用冬季（低強度）降水補償夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水來補償，這大概是灌木在這種環境中得以與一年生植物競爭的一種手段。另外，在干旱區，植物為了適應荒漠環境，具有許多生理結構上的變化。國外學者Ewenari把荒漠植物分為兩類：一類是隨水變植物，這類植物對極端干旱具有許多生理上的適應性；但大多數植物屬于恒水植物，這些植物對干旱有許多適應機制。不同植物的水分利用效率的、對水分虧缺的生理響應機制等研究，將為植被建設和恢復提供理論支持。

3.2植被格局成因的控制性因素研究

干旱區植被最顯著的特點就是低覆蓋度。研究表明，如果干燥度系列從P/Etp>1（降水量與潛在蒸發量的比值）降到<0.3，就會發現潛在植被從全面覆蓋而經一系列破碎的植被冠層到植被處于斑塊狀分布狀態。近期研究表明，在黑河下游，隨著上游來水的減少，不同景觀類型的面積、數目和優勢植被發生了很大的變化。在干旱區，胡楊、檉柳的空間分布普遍呈緊縮分布現象，當干旱程度有所減緩時，植被在空間上的分布相對較為分散。在防止土壤侵蝕的人工植被建設方面，由于只考慮植被蓋度和高度，忽視了斑塊格局及其配置方式。所以出現了北方人工植被土壤旱化、穩定性低的問題。以上說明了水分動態影響植被的分布格局，但這種分布格局如何響應水文過程的變化，它的生態學意義何在？植被的這種自然分布格局能否指導干旱區植被恢復等均有待研究。在今后的研究中，應加強植被類型、格局的生態水文學和生態需水研究。

3.3植被格局對水土流失、土壤侵蝕的定量化研究

在干旱地區，植被多呈斑塊狀分布，這種分布對改變水分徑流的路徑、減緩水蝕，提高斑塊內的土壤水分含量等都具有重要意義。盡管對植被斑塊的叢生狀況有所認識，近來理論方面的研究和模擬方面的研究也有助于了解這一過程，但對這種現象的生態機制卻知之甚少。這種綴塊分布格局如何影響徑流？這種格局的生態學意義何在，都是值得探討的問題。另外，應加強大時空尺度上的植被格局和水文過程的關系研究。

分析干旱植物在水分脅迫下的群落組成結構、分布格局與演變過程，始終是干旱區生態水文科學研究的重要領域，迄今為止，關于這方面的研究未能取得突破性進展，尤其是群落演變的生態機理仍然處于未知階段。近年來，關于干旱區植物分布如何影響徑流和水分分布，以及如何調節干旱區侵蝕等問題的研究受到廣泛重視，同時，大尺度“土壤—植被—大氣”傳輸相互作用以及干旱區植被隨氣候變化的演化也是目前生態學家和水文學家共同感興趣的話題。

3.14區域生態需水估算方法研究

我國的生態水文學基礎研究剛剛起步。盡管在一些方面已經取得令人鼓舞的成果，如陳亞寧在新疆塔里木下游生態需水方面新的研究等，但總的看，目前處在初期發展階段，沒有比較成熟的估算方法，還存在這樣或那樣的問題，需要多途徑比較與發展。

現行的區域生態需水估算方法主要思路是：依據不同氣候帶與降水等條件，開展自然生態系統分區，確定生態需水計算的不同類別的生態-水文參數；利用遙感提供中國西部區域土地利用信息，確定生態需水計算的不同類別的范圍；通過不同植被類型的蒸散發計算、流域降水-徑流計算確定河道外生態需水（地帶性和非地帶性的生態需水）以及河道內生態需水；最后利用水資源分區的水量收支平衡控制，估算生態需水或生態耗水總量。

由于對于生態需水概念理解的不同，實際中生態需水估算的方法就有不同或者差異。例如，按維護現狀生態系統不再退化的理解，就會有一套基于2000年的遙感圖，依生態分區，分類以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態建設目標（過去，現狀和未來），又有不同數量的估算方法。

客觀說，基于生態水文學的研究思路是估算生態需水的基本途徑，它從成因觀點估算流域的生態需水，有比較好的理論依據。但是，由于西部地區生態環境問題的復雜性，特別是缺乏必要的生態水文過程與空間變化的資料，由點的植被蒸發擴展到面的植被耗水機理的尺度問題等，導致目前估算有一定困難與結果的差異。現行的水量平衡方法估算生態耗水，能夠從宏觀總量上給予控制，但是生態需水的精度取決于水資源平衡中其它耗水部門估算的正確與否。因此，在區域生態需水估算方法不成熟的情況下，鼓勵多種途徑方法的相互比較和佐證，可能比一種方法為好，這也是新生事物學科發展所需要的。如何在有限水文水資源資料和生態監測資料條件下，獲得更為客觀與科學的生態需水估計，的確是一個重要的挑戰性任務與課題。

4.結語

生態水文學是一種對環境有利、經濟可行和社會可接受的有效方式。由于生態退化等問題的出現，生態水文學成為國際研究的熱點問題之一。本文回顧了生態水文學的發展歷程，討論了生態需水研究明亮的問題與挑戰。它們作為生態環境建設的基礎與學科發展，有如下幾點認識與建議：

（1）優先、重點保護原則：在西北地區，由于水資源匱乏，不可能保護所有的生態系統，只能優先保護控制性生態系統，滿足控制性生態系統對水分的需求。在此基礎上，進一步形成保護干旱區生態系統的網絡結構。干旱區流域下游荒漠綠洲是外來徑流作用的產物，綠洲景觀結構及組成類型的空間分布嚴格受河流廊道影響。因此，若把河流兩岸喬灌木林和河岸灌叢草甸視作河流廊道的構成要素，則荒漠綠洲的高級生物組成實質就是河流廊道。在干旱區河流廊道不僅具有傳輸能量與養分的功能，而且是綠洲生物流的載體和傳導源，為維持整個流域生態系統的穩定發展奠定了堅實的基礎。所以干旱區河流廊道就是控制性的生態系統，生態需水應該優先得到滿足。

篇（8）

中圖分類號：S157 文獻標識碼：A

一、前言

所謂水文測驗其實就是系統收集以及整理各種水文資料技術工作的一個總稱，在水文測測驗過程中，首先必須要獲得相應的各種水文方面要素的數據，再研究、分析及計算后，將其進行整理綜合，以此用于評價與合理開發應用水資源的一個主要參考資料，從而為工程項目的建設規劃、管理、設計、運行、使用、抗旱以及防汛等提供相應的參考依據。從目前我國水文測驗工作的情況來看，整體所獲得的成效較為良好，但仍舊存在著相應的問題，下面文章就基于目前我國水文測驗工作所面臨的新問題進行研究和分析，并提出相關對策。

二、水文測驗概述

水文測驗的內容主要包括以下幾個方面：第一，為了取得各種水文要素資料在，在實施測驗之前，應構建相應的水文站網，或者對原有水文站網進行相應的調整，為了能夠經濟、準確、完整且及時地觀測各種水文要素，確保所獲得的這些資料可在同一基礎上實施比較與分析，應該加強各種水文測驗法的研究，并在此基礎上制定系統、統一且合理的技術標準。第二，為了更加精確且全面的對水文要素變化規律實施觀測，應研制相應的水文測驗設備以及儀器，按照所制定的這一技術標準，在各水文觀測站上實施水位觀測，實施泥沙測驗與流量測驗，觀測水質、土壤含水量、水溫、蒸發量、冰清、地下水位以及降水量等，以便獲得更為合理的實測資料，同時還應定期進行巡回測驗。第三，水文調查。其主要包括測站周圍河段與以上流域范圍內的實際水情狀況，基于統一格式與方法來在審核與整理所獲得的這些水文資料，使其形成為系統成果，以便于后期的應用。

在水文測驗中，流量測量的方式主要包含以下三種：第一，流速面積方法，其主要是進行流速與斷面面積的測量，接著將二者相乘，得到的總和就是總流量值，在測量過程中，通常利用流速儀來進行測速，利用回聲測深儀、測探桿或者測深錘來進行各垂線水深的測量；第二，稀釋法，即在河段的上游進行示蹤劑的投放，通過了一定距離以后，可得到相應的混勻與稀釋，其總量保持不變，根據稀釋倍數與流量之間的比例，來進行流量的計算；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、上游水頭差之間存在著一定的函數關系，因此，可在斷面上進行標準形式量水堰以及量水槽的設置，通過相關的水力學公式來進行流量的計算。

三、新時期下水文測驗工作服務的主要內容

第一，水資源的配置服務。基于某個區域、流域與跨流區域的經濟發展情況、水資源發展情況、承載能力、水資源發展變化的趨勢等的研究和分析，為社會的持續發展以及國民經濟穩定建設戰略性布局提供相應的服務，并為調整社會發展產業結構提供相應的服務，分別從宏觀上以及戰略上提供相應的咨詢服務、決策服務。

第二，水生態環境的管理與保護服務。為了推動社會經濟和社會生態環境的協調、可持續發展提供相應的預報服務以及監控服務。

第三，水資源的管理服務。即為水權的轉讓、水資源的分配以及取水的許可等內容，在制定相關政策法規上提供更為全面、合理的決策信息。

第四，水資源的調度服務。即為洪水資源的合理、科學利用調度、水量與水質之間聯合調度、年際間或者實時水資源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之間的聯合、在同區域內不同水體間水資源等各種調度提供相應的預測預報、檢測及評價服務。

在當前新時期下，水文測驗工作的實施，應根據具體服務對象自身的特點以及實際要求，為其提供優質、全面且合理的各種服務，從而促使其測驗工作得以有效且有序地進行，更好地將自身所存的價值體現出來。

四、新時期水測驗所面臨的新問題及其對策

（一）信息技術水平的提高，新技術的出現

隨著社會經濟的快速發展，信息技術水平的提高，出現了很多的新技術，水文測驗工作也開始向數字化與智能化方向發展，超聲波水位計、遙測系統、固態存儲、計算機網絡以及微機遙測系統等一系列高新技術也得到了廣泛地應用，而這對于水文測驗工作人員也提出更高的要求，對其專業技能與計算機應用技術水平的要求隨之提高。針對這種情況，在新時期下如何提高水文測驗工作人員的綜合素質，也逐漸成為了水文行業關注的一個焦點問題。基于筆者多年工作經驗來看，要想有效解決這一問題，其重點就在于應加強水文測驗工作人員專業技術的培訓與教育，尤其是計算機應用技術方面的培訓，切實提高測驗工作人員自身的綜合素質。若有條件，還可構建一個專業型水文測驗教育基地，以此來重點實施培訓。此外，水文測驗工作人員自身還要轉變其傳統的觀念，提高水文測驗工作重要性的認識，不斷充實自己，這樣才可社會經濟的發展同步，適應當前社會的各種發展變化需求。

（二）水文測驗基礎設施的建設較為落后

據調查資料顯示，目前我國在水文測驗工作上，不管是在水質的測驗，還是在水量的測驗上，均存在著一個普遍的現象，即基礎設施的建設程度較低，在測驗過程中所用的設備均比較落后和單一，而這也在不同程度影響水文測驗精度以及時效。鑒于此，筆者建議，在新時期的水文測驗工作中，除了要加強水文測驗工作人員綜合素質的教育與培訓，同時還應加大水文測驗基礎設施的建設力度，提高基礎設施自身的能力，從而提高其測驗的精度。同時還應構建相應的應急保障體系，加大各種備用設備的建設，從而切實提高水文測樣工作的整體成效，使其能夠更好地適應當前社會的發展需求，滿足水資源管理的各種需求。

（三）在綜合治理防洪工程上，水文要素產生了一些新的變化

在綜合治理防洪工程中，超采地下水與地表徑流的逐漸減少，使得水文區域原有的要素規律均發生了相應的變化，同時在治理過程中，不管是同級水位的流量流速的變化，還是加大或者減小閘門的流量，均會使水文要素發生一定的改變，繼而為水文資料的研究分析以及相關服務的提供帶來各種各樣的問題。針對這些問題，筆者建議在進行綜合治理的過程中，水文測驗站首先應該了解并掌握該區域范圍內，防洪工程的實際情況以及其可能所發生的變化，及時掌握河道發生洪災的規律，基于相關信息的綜合分析，如測流方式、水位流量所發生的變化、不同測流系數的具體試驗以及水位力量的單值化等，通過分析后，采取相對應的各種測驗措施。

（四）服務意識較為薄弱，水文測驗工作未得到社會的重視

盡管我國水文工程得到了快速發展，但是對于水文測驗工作仍舊不是很重視，尤其是水文測報工作還未得到社會的支持以及認可。基于這種情況，筆者認為在新時期下，在實施水文測驗工作時，在社會發展過程中，應把水文資料看作為社會經濟建設所需的基礎信息資源，充分發揮水文資料作為一種社會公益產品所具備的功能，將水文測驗工作公開化以及社會化，促使各水文機構可主動且積極為社會發展提供系統且全面的服務。此外，還應加大該項工作的宣傳力度，使人們對于水文測驗工作有一個正確地認識。

（五）資料的整編工作和測驗工作處于脫節狀態

隨著信息技術發展，在水文資料的整編上，已從以往人工操作、計算轉變成為了信息化、自動化操作自動。在以前的整編工作中，其重點通常放于資料三次校對上，對于流域范圍各個觀測點一致性與原始資料合理性缺乏相應的審查，使得整編成果滿足不了當前水文測驗工作的需求。鑒于這種情況，在新時期水文資料的整編工作中，應增強資料整編前后的審查，加大觀測資料準確性、合理性、系統性的審查力度，利用降雨徑流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比較分析法等來實施審查，以此提升資料整編質量的可靠性。

（六）人類活動的變化，使得水文測驗工作模式也發生了相應的變化

隨著灘地的大力開發、跨地域的調水、農業種植結構的逐步調整以及水文斷面較長時間內的干涸等，這些均為水文測樣工作的研究和實施帶來了新課題，而在這種情勢下，要想提高水文測驗質量與水平，就必須要突破以往所固定的這些工作模式，增強水文的巡測以及水文的調查，特別是水量的巡測等，及時了解和掌握準確且新的各種水文資料。

參考文獻：

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[2] 權妍麗,陳玉婷,張嘯等.淺談水文測驗面臨的新問題及措施分析[J].城市建設理論研究（電子版） ,2012,(32).

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中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0196-02

隨著社會的發展，水資源的自然資源基礎作用已越來越明顯，我國已確立了水資源為三大戰略資源之一的地位。水文與水資源工程正是水資源開發利用和管理中的重要的工程技術學科。大連理工大學水土保持專業研究方向依托于水環境研究所、隸屬于水文水資源學科。大連理工大學的水文水資源學科偏重于軟科學，在模糊水文學和水資源模糊集分析理論、水庫洪水調度自動化、防汛決策支持系統科學等方面的研究居國內領先地位，但在原始數據的獲取如現場觀測和模型試驗等方面相對較弱。試驗侵蝕學是運用模擬試驗裝置在精密監測和一定的控制條件下，對被選擇的侵蝕對象或地貌特征進行野外試驗或模型試驗研究的侵蝕學分支。建立基于試驗侵蝕學的水土保持專業研究體系，加強試驗基地建設，培養一批擅長流域水土保持原型觀測和模型試驗的創新型人才，對于進一步提高該學科的綜合實力有著十分重要的現實意義。

一、創建良好的試驗條件

良好的試驗條件是培養水土保持人才必要的物質保證。

（一）與科研項目結合，為研究生學習創造良好的物質條件

讓研究生參與具體的科研項目是鍛煉學生科研能力的有效方法，同時，項目的研究資源也是支持專業可持續發展的物質條件。目前，水環境研究所正在承擔多項水土保持方向的國家自然科學基金和省部級基金項目，為該專業方向的研究和學習奠定了良好的物質基礎。碩士研究生的論文選題面向科學研究、面向生產實踐，以提高碩士論文的研究水平。由于碩士論文成果要運用到實際的工程中，促使導師和學生都對論文工作更加認真和重視。實際項目背景也為碩士論文工作的順利開展提供了有力的物質保障。論文選題時既要有一定的難度和深度，能夠比較全面地培養學生的綜合能力，又要考慮到受碩士論文研究時間、研究深度的限制，難度不能太大，學生經過努力以后能夠按時、獨立完成。從水土保持研究方向的特點來看，鼓勵碩士生獨立設計、完成一些基礎試驗效果比較好。碩士研究生學習期間，通過學習，應該能夠獨立查閱文獻、獨立設計和完成較基礎的水土保持試驗、并對試驗結果進行初步的分析。從水環境研究所往年培養的歷屆水土保持方向碩士生來看，凡是重視論文試驗的學生，學位論文質量都比較高，也比較容易在核心期刊。

（二）探索試驗基地的建設方法

水土保持研究的原始數據可以通過現場監測、現場調查、現場試驗、模型試驗等方法獲得。水土保持室內模型試驗不可能完成所有研究任務，因此，開展校外試驗基地建設，廣泛進行水土保持現象的現場試驗和監測、調查是很必要的。大連理工大學水環境研究所一直與清華大學黃河研究中心保持密切的合作關系。已與該中心聯合建成了模擬和觀測設施較為先進的“大連理工大學―清華大學土壤侵蝕試驗室”，近年來，每年都分派1～2名研究生，到清華大學黃河研究中心的李各莊基地進行為期3～4個月的水土保持試驗。大連理工大學水環境研究所還與中國科學院水土保持研究所經常進行研究人員互訪、項目合作等學術活動。多年的校外合作經歷證實，嚴謹、踏實的學術作風是獲得同行認可的基本條件。在校外做試驗，試驗的設計、組織水平，工作人員的勞動態度，都不僅僅代表課題組，更代表大連理工大學的形象。嚴謹、勤奮的工作態度，才能獲得同行的認可和尊重。同時，精心設計、精心組織，才能順利把試驗做好。在校外基地工作，時間非常緊張，因此，應提前準備認真、詳細的試驗方案；試驗基地一般都設在郊區或者鄉下比較偏僻的地方，許多試驗器材、試驗儀器無法在當地購買，所以應提前購買、落實。另外，應與合作單位以及試驗工人互相尊重、互相體諒，才能把試驗工作做好。最重要的是，只有認真做實驗，并做出較好的科研成果，才能證實所做的工作是有意義的，才能獲得合作單位長久、持續的支持。與校園內相比，校外基地的生活、工作條件一般比較艱苦、單調，因此，如何引導學生保持積極、樂觀的生活態度尤為重要。多出高水平的科研成果是激勵學生努力學習、努力工作的最好動力，同時，多方面發現、發掘試驗基地的優勢，也是提高同學們士氣的好辦法。

（三）探索試驗儀器的有效管理方法

大連理工大學水環境研究所的試驗儀器購置經費主要有兩個來源：一是學科建設經費；二是研究所承擔的科研項目經費。近年來，水環境研究所在黃土高原水土保持、城市透水面集水效應現場試驗、砂基透水磚研制和物理性能試驗研究等方面做了大量工作，已擁有多套可用于現場試驗的移動式降雨模擬設施，并已建成擁有MX-2010地貌儀、坡面徑流量含沙量動態測量系統、RR1008土壤水分自動測定系統、TYE-2000B壓力機等先進設備的水土保持試驗室。“水環境研究所水土保持試驗儀器設備登記表”根據已有儀器分類登記，定期更新，發到研究所每位學生手中。這樣，學生在設計試驗方案時，可以充分利用現有設備；另外，由于儀器的詳細參數、入庫時間、點驗狀態等項在登記表中都有詳細說明，可以促進儀器的妥善保管，防止公共資產流失。水環境研究所一直鼓勵和支持自主研制專業試驗儀器，2006年以來在水土保持方向上已獲授權發明專利7項。試驗室日常工作由專人負責，借用儀器須履行登記手續，新購儀器及歸還的儀器須及時登記入庫，以使現有設備發揮最大效益。

二、改進研究生指導辦法

掌握合理的指導方法才能順利地培養出多層次、合格的研究生人才。

（一）研究生課程的教學質量

課程建設是研究生培養方案的重要內容。目前，作者承擔“流域環境保護與管理”、“水文水資源水環境領域研究進展”中“水土保持研究進展”兩部分內容。教學實踐中，將基礎知識與工程實踐相結合，理論聯系實際，不斷吸收本領域內國內外研究前沿成果，凝練和提高多媒體課件，形成內容完善、知識新穎的講義，以發展和完善課程內容；同時通過討論式教學、報告式教學、體驗式教學等多種教學方式，將學生吸引到教學活動中，使學生學習能力得以充分體現，培養學生的自主性、能動性和創造性，構建以學生為主體的教學模式。啟發式、互動的授課方法，是培養研究生創新能力的一個重要途徑。作者主講的“流域環境保護與管理”是面向水利工程學院的專業選修課。2013年有30名碩士研究生選修該課程。課程內容以教師講授為主，每次課均由主講教師課堂授課；期間也通過上課提問、優秀論文演講等措施，與學生互動，激發同學們的學習興趣，另外，還通過課間5分鐘歡樂視頻，營造輕松、愉快的學習氣氛。通過課程論文寫作，確保絕大部分同學掌握課程的基本知識，并使有興趣、學有余力的同學有所創新。“流域環境保護與管理”共7章19節，學生在第一節課就布置課程論文題目，每位學生可選其中一節為題。選題時可2人選同一題、分別寫；多人選同一題者，以主講教師最早收到的前兩人的郵件為準。要求學生寫作時，廣泛閱讀文獻，緊密結合課件，采用綜述的寫作方法，對課堂講課內容進行豐富和完善，其目的在于鞏固和擴展課堂上老師講授的基礎知識。如果撰寫的課程論文與已有教材或者已發表期刊論文的重復率達20%以上的話，該論文以0分計。課程快結束時，評選出5篇優秀論文，并讓這些優秀論文的作者上臺，每人作8分鐘演講。由于一直嚴格貫徹以上的課堂紀律，嚴格中彰顯公平，加上任課老師認真備課，該門課程的講課效果較好，受到同學們的好評。

篇（10）

在水資源開發利用和管理過程中，需要大量的水文及相關數據資料，而獲取全面的水文信息對水資源系統特征進行科學分析，是合理制訂水資源管理方案的依據。開都河水系是我們巴州水系的源頭，為了進一步了解它的來龍去脈，探索水文科學的奧秘，我校水文科技興趣組開展了“探索水文奧秘，研究水文特征”的科技實踐活動。

活動目標

通過學習水文知識，使學生認識到水文與水源、人類生產、生活的關系，了解水文的作用。學習水文科學，了解當地水資源的來龍去脈，學習認識水文觀測的內容與方法。

通過自主探究當地水資源的水文特征，提高學生自主探究、創新能力和搜集處理水文數據的能力。通過活動，分析水文要素，得出結論，為當地政府及有關部門提供準確、科學的依據。

以興趣小組為龍頭，用實際行動帶動全校行動起來，參與到保護水資源、節約用水的行動中，引導大家強化節水意識，養成節水習慣。

試圖通過研究活動和節水護水實際行動，促使有關部門科學地安排生活、生產、生態用水，努力恢復和維系流域的生態系統，更加科學地實施水資源的可持續利用和管理，逐步實現水資源的開發利用與生態建設、經濟建設協調發展。

培養學生嚴謹的科學態度、吃苦耐勞的科學精神，讓他們感受科學研究的艱辛，提高與他人合作的能力。

活動對象及學生背景分析

在全校召集對水文感興趣的同學組成水文科技興趣組，經過篩選組成40人的水文興趣小組，其中初中學生20人，高中學生20人。這些學生都是在有興趣的基礎上自愿參加活動的，他們中的大多數是初一、初二、高一、高二的學生，考試壓力不是很大，能抽出較多的時間參加課外活動。活動充分利用同學們在學校里已經掌握的各學科知識和相關的實驗技能，引導學生通過水文調查與分析，學習發現問題、解決問題的方法，培養學生愛科學、學科學和鉆研科學的精神，激發學生保護生態環境的熱情和對科學探索的興趣。

活動計劃

活動時間、地點

活動時間為2011年4月—2012年5月，地點包括學校實驗室、圖書館及計算機房、巴州水文局及實驗室、巴州水利局、巴州水管處等市內地點和開都河上游所有的水文站。

活動組織機構

我校設立了固定活動領導小組，由校長吳立龍任組長，組員分工負責學生實踐活動的管理等事務，班主任及各科教師積極配合；巴州水文局專家、工程師給予指導，巴州水文局提供實驗室。

活動過程與方法

查閱資料

在網上搜索相關資料，在圖書館查找相關書籍資料，請教專家、老師和家長，收集相關研究內容的基本資料。

考察研究內容的確定

經過對水文資料的搜集、整理分析，從水文不同層面、不同角度另辟蹊徑，提出具有創新性的新問題，對提出的問題進行分析，確定具有可行性的研究內容。

按由近到遠的順序考察開都河（開都河是巴州地表水的源頭）流域水文站。

對開都河流域的水文特征進行研究分析。

制訂活動計劃

在活動前，要定出具體行動計劃，讓活動按計劃實施，數據要準確，記錄要細致，確保實驗準確無誤。對可能產生的問題應及時預測，積極作好應對措施，使活動順利實施。

研究準備

活動前，應對活動地點、時間、參加人員、設備、記錄表格的設計與制作、個人生活和防護用品、安全措施等方面作好充分準備。保證活動安全有效地進行。

活動具體實施過程

活動準備（2011年4月）

過程包括：搜集整理有關水文資料，訪問相關專家學習水文科學知識及研究方法，學習了解水文的概念及特征，了解研究水文的方法，聯系水文局組織學生開展去水文站實踐活動，實地考察重點活動區域的情況，與學校溝通確保學生安全等。

他什店水文站學習考察活動（2011年5月）

在專家的引導解說下，學習了數字化水文站的概況、工作原理、特點、自動監測、查詢系統等。認識對比水文觀測設施及超聲波水位計工作原理，對比測流設施及ADCP測流儀工作原理，進行測流操作，小組整理歸納數據。認識氣象觀測原理并進行操作，整理數據。

宣傳水文科學知識，開展節水護水活動。（2011年6—8月）

首先在全校范圍內，利用廣播、展板、班會等形式進行水文知識的宣傳學習。全校召開了“保護水資源節約用水”的動員大會，在全校發起“保護水資源，節約用水從我做起、從家庭做起”的倡議書。在暑假組織了專題學習水文知識的活動。在全校收集短文“我的節水習慣”。

開都河流域水文特征的研究（2011年7—10月）

興趣組成員分成4個小組進行“開都河流域水文特征的探究”活動，分別去野外開都河流域水文站考察、觀測和去實驗室實驗，查閱有關水文資料，進行分析，得出研究結論。

進行水文站考察活動：在此期間小組先就近對6個水文站進行了考察，觀察了地理位置，進行了泥沙含量測試，了解了測流過程，觀測了水位等。

了解了水文站代表站基本情況。

確定了開都河流域水文特征的探究課題。

研究方法有文獻法、調查法、統計法等。

活動成果及呈現方式

科研成果

每個小課題精選考察研究報告，依據4個子課題報告匯總成本課題的研究報告。

提供開都河水系分布圖各一份。

提供水文觀測數據。

提供開都河水文特征分析結論。

成果展示

開都河流域水系圖，水文站分布圖、各種觀測圖片各1份。

收集和整理學生活動資料，進行專題講座，展示影像資料和活動圖片。

編輯出版本科技實踐活動優秀論文集，包括優秀論文，本項目的活動設計方案、活動目的和意義、考察研究內容與方法和活動日志等。

學生提供相關的項目論文，選出優秀作品參加市、自治區和全國青少年科技創新大賽活動。

根據活動內容編寫一套適合本校通用的校本教材。

活動中可能出現的問題及解決預案

可能出現的問題包括：調查過程中的安全問題；本方案活動周期較長，涉及的專業知識面廣，學生能否長期堅持；同學們在活動過程中會遇到不懂的問題，該怎樣解決；怎樣處理好課題研究與課堂學習的關系；如何解決試驗項目中儀器設備、數據計算問題。

對此，我們制訂了對應的解決方案。對每項活動均制訂安全預案，每次外出必須有向導和帶隊領導，教師全程參與；每次出發前都要對學生進行安全教育，準備好各類必備品，同時請專家和工作人員現場指導。定期集中學習，了解解決活動中出現的問題，提高活動效率，不斷培養學生對探索科學的興趣，培養學生堅忍的毅力，不致半途而廢。在校長和書記的領導下，教師的輔導工作層層落實，保障活動順利進行。盡可能地將活動內容、研究與實驗分析方法等與課堂學習相結合。與相關科研單位合作，聘請專業專家，解決專業實驗儀器設備、數據計算問題。

活動的教育作用

學生們把在課堂上掌握的信息技術應用到活動中，能夠有計劃、有步驟地進行探究工作。

培養創新意識。通過活動計劃的實踐，同學們能夠從開都河水文考察中發現問題并解決問題。

學生的合作能力大大提高。通過活動計劃的實踐，同學們了解到合作的重要性和必要性，掌握了合作的方法和技巧。

全校學生保護水資源意識均有很大提高。經過本次活動，全體學生表示能在平時的生活中做到保護水資源，養成良好的節水習慣，增強環保意識。

學生各方面能力都得到了鍛煉和提高。通過各種活動的積極展開，為學生提供了野外實踐機會，鍛煉了他們動手、動腦的能力，學會了野外考察的科學方法。