時間：2022-07-12 22:53:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水文水資源論文，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1RS技術在水資源保護方面的應用
一是常規(guī)水污染監(jiān)測。通常情況下，當水體遭受污染時，其本身的顏色、透明度、密度以及溫度等指標均會發(fā)生一定程度的變化，由此會直接導致水體反射率變化，這種變化在遙感圖像上會呈現(xiàn)出形態(tài)、色調、紋理以及灰階等特征的差別。為此，可以應用遙感圖像對水體污染源、污染范圍、濃度、面積等進行識別，同時借助遙感數(shù)據(jù)還能對水體污染進行跟蹤監(jiān)測。當水體出現(xiàn)熱污染時，受污染區(qū)域內的水溫會高于其它水體，此時，可應用熱紅外影像對水體溫度進行反演，借此來識別污染源、范圍、面積等信息，進而監(jiān)測污染情況。二是突發(fā)性水污染監(jiān)測。目前，很多流域的水資源常常會出現(xiàn)突發(fā)性水污染問題，為確保飲用水安全，可在突發(fā)性水污染出現(xiàn)后，利用小型飛機或是衛(wèi)星等遙感影像數(shù)據(jù)，對污染過程進行追蹤，為污染物攔截排放方案的制定提供依據(jù)。
（1）降水量監(jiān)測。通過遙感資料能夠獲取降水的空間分布特征，這種方法適用于一些雨量監(jiān)測站或是雷達觀測站比較稀少的地區(qū)。目前，可用于估算降水量的遙感信息源主要包括雷達、氣象衛(wèi)星以及航空飛機等等，其中雷達常被用于短時期局部地方價降雨量的預測預報，而氣象衛(wèi)星則可對大范圍降雨進行估算。雷達是微波遙感的重要組成部分之一，其主要是利用大氣層中的降水粒子對電磁波的吸收與散射作用，再通過對回波信號的處理，從而確定出降水粒子的后向散射能量，最后借助計算機便可計算出實時降雨量。在某些特殊的情況下，雷達很難對數(shù)據(jù)進行有效數(shù)據(jù)，如云層較厚，此時可將雷達與衛(wèi)星兩種測量方法進行結合，由此便可對降雨量進行測定。
（2）蒸發(fā)量監(jiān)測。這是一種借助物理方法對地表能量與質量轉化進行勘測的手段。近年來，隨著RS技術在水文水資源領域中的廣泛應用，使得蒸發(fā)量的估算日趨成熟。在對蒸發(fā)量進行計算的過程中，可借助全遙感信息模型。例如，在對某水域的水資源進行調查中，可以利用ERDASIMAGINE8.7系統(tǒng)中的幾何計算模型，確定檢查點的誤差，并借助野外采點數(shù)據(jù)，在地圖上選點后，用數(shù)字化儀對控制點坐標進行采集。
（3）地下水觀測。在水位勘測的過程中，地下水觀測是一個相對比較復雜的環(huán)節(jié)，由于各種因素的影響，觀測數(shù)據(jù)結果的準確性不高。而RS技術的出現(xiàn)使這一問題獲得了有效解決，應用該技術可通過對地表植被和地形地貌等特征，間接獲得地下水的勘測數(shù)據(jù)。雖然采用RS技術對地下水進行勘測時，無法直接觀測到地下水，但是地下水反映在地表植被上的信息卻能夠借助遙感圖像進行破譯，由此便可獲得相應的水文信息。
1.3RS技術在洪澇災害評估中的應用
洪澇災害是自然災害中波及范圍較廣、危害性較大的災害之一，由此造成的直接和間接損失非常巨大。應用RS技術能夠對洪澇災害進行實時動態(tài)監(jiān)測，從而可以準確確定出洪水的淹沒范圍和面積，為災害的控制工作提供了可靠的依據(jù)。隨著RS技術的不斷完善以及新數(shù)據(jù)源的出現(xiàn)，使該技術在洪澇災害監(jiān)測方面取得了一些進展。如有些業(yè)內人士應用RS與GIS技術，并以Radarsat影像為數(shù)據(jù)源，對我國淮河水情進行了實時監(jiān)測，在較短的時間內對內澇區(qū)和淹沒區(qū)的災情進行了評估。
1.4RS技術在土壤水分及旱情監(jiān)測中的應用
所謂的土壤水分具體是指土壤自身的濕度或是土體當中的含水量，它是地表水與地下水的連接紐帶，一旦土壤水分大量流失，便會引起干旱。現(xiàn)階段，很多專家學者都將研究的重點放在了RS技術在土壤水分與旱情監(jiān)測中的應用上，并提出了多種土壤水分的監(jiān)測方法，依據(jù)遙感光譜波段，可將監(jiān)測方法分為兩大類：
（1）光學遙感。主要是指利用可見光、近紅外、熱紅外對土壤水分進行監(jiān)測。此類監(jiān)測方法的算法較多，常用且比較成熟的有熱慣量法、植被指數(shù)法、作物缺水指數(shù)法等等。
（2）微波遙感。由于微波本身對云層具有較強的穿透力，并且不會受到光照條件的限制，最為重要的是長波段的微波可以穿透植被并對土壤有一定的穿透能力。所以，可利用微波遙感對土壤水分進行監(jiān)測。在實際應用中，微波遙感分為兩種方式，一種是被動式，即通過微波輻射計獲取土壤的亮溫溫度，在借助相應的模型反演土壤水分；另一種是主動式，即借助土壤本身的介點特性與含水量的關系對土壤水分進行監(jiān)測。
1.5RS技術在水域解譯中的應用
為水域解譯的具體流程。由于水資源本身具有低反射率與較強的紅外波譜吸收特性，故此在遙感衛(wèi)星影像當中，其特征更加明顯。表物解譯結果。
2.結論
關鍵詞：研究生；試驗；授課；培養(yǎng)模式
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(fā)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(zhàn)略資源之一的地位。水文與水資源工程正是水資源開發(fā)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(yè)研究方向依托于水環(huán)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(tǒng)科學等方面的研究居國內領先地位，但在原始數(shù)據(jù)的獲取如現(xiàn)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(jiān)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(yè)研究體系，加強試驗基地建設，培養(yǎng)一批擅長流域水土保持原型觀測和模型試驗的創(chuàng)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(xiàn)實意義。
一、創(chuàng)建良好的試驗條件
良好的試驗條件是培養(yǎng)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(chuàng)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(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質條件。目前，水環(huán)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(yè)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(chǎn)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(yǎng)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(jīng)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(huán)境研究所往年培養(yǎng)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(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場監(jiān)測、現(xiàn)場調查、現(xiàn)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(xiàn)象的現(xiàn)場試驗和監(jiān)測、調查是很必要的。大連理工大學水環(huán)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(lián)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(huán)境研究所還與中國科學院水土保持研究所經(jīng)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(jīng)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(tài)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(tài)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(qū)或者鄉(xiāng)下比較偏僻的地方，許多試驗器材、試驗儀器無法在當?shù)刭徺I，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(xù)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(tài)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(fā)現(xiàn)、發(fā)掘試驗基地的優(yōu)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(huán)境研究所的試驗儀器購置經(jīng)費主要有兩個來源：一是學科建設經(jīng)費；二是研究所承擔的科研項目經(jīng)費。近年來，水環(huán)境研究所在黃土高原水土保持、城市透水面集水效應現(xiàn)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(xiàn)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(tài)測量系統(tǒng)、RR1008土壤水分自動測定系統(tǒng)、TYE-2000B壓力機等先進設備的水土保持試驗室。“水環(huán)境研究所水土保持試驗儀器設備登記表”根據(jù)已有儀器分類登記，定期更新，發(fā)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(xiàn)有設備；另外，由于儀器的詳細參數(shù)、入庫時間、點驗狀態(tài)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(chǎn)流失。水環(huán)境研究所一直鼓勵和支持自主研制專業(yè)試驗儀器，2006年以來在水土保持方向上已獲授權發(fā)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(xù)，新購儀器及歸還的儀器須及時登記入庫，以使現(xiàn)有設備發(fā)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(yǎng)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(yǎng)方案的重要內容。目前，作者承擔“流域環(huán)境保護與管理”、“水文水資源水環(huán)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(lián)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(fā)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(xiàn)，培養(yǎng)學生的自主性、能動性和創(chuàng)造性，構建以學生為主體的教學模式。啟發(fā)式、互動的授課方法，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的一個重要途徑。作者主講的“流域環(huán)境保護與管理”是面向水利工程學院的專業(yè)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(yōu)秀論文演講等措施，與學生互動，激發(fā)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(chuàng)新。“流域環(huán)境保護與管理”共7章19節(jié)，學生在第一節(jié)課就布置課程論文題目，每位學生可選其中一節(jié)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(fā)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(yōu)秀論文，并讓這些優(yōu)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?zhèn)湔n，該門課程的講課效果較好，受到同學們的好評。
（二）因材施教，根據(jù)學生的志向和能力確定不同的指導方案
水是生命之源，水是支撐地球社會經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展不可替代的資源。但是，由于全球變化、人類活動的負面影響，地球上水的循環(huán)在發(fā)生變化，許多地區(qū)正在發(fā)生嚴重的水的問題與危機，如洪水、干旱和江河水體污染，而成為限制國家河區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關鍵性因子，水科學問題也成為國際地球科學發(fā)展中的一個重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建設的荷蘭王國連續(xù)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(lián)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(zhàn)（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(huán)和土地覆被變化是大會主要議題外，水循環(huán)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(zhàn)。
二.全球變化與水文科學問題
全球環(huán)境變化（簡稱全球變化）是目前和未來人類和社會發(fā)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(huán)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(fā)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(zhàn)：對全球變化的科學理解。（2）展望未來：地球系統(tǒng)科學與全球可持續(xù)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(zhàn)：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(xiàn)實（B.L.Turner）
·氣候變化與海洋生態(tài)系統(tǒng)動力學：可持續(xù)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(lián)系：京都的挑戰(zhàn)（RobertT.Watson）
·對CO2挑戰(zhàn)的工業(yè)響應（CharlesNicholson）
2．水與全球變化的關聯(lián)：世紀資源的挑戰(zhàn)？（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(yè)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(tǒng)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(xiàn)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(qū)域與全球的聯(lián)系。（RogerHarris）
·生物地球化學的交互作用與反饋（TimJickells）
·沿海地區(qū)的全球變化：東南亞的實例研究（LianaTalaue-McManus）
5．氣候系統(tǒng)：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(qū)：高緯區(qū)全球變暖的影響（OlegAnisimov）
·耦合氣候系統(tǒng)：可變性和可預測性（AntonioJ.Busalacchi）
6．土地利用變化的熱點地區(qū)和地球系統(tǒng)：區(qū)域和全球的聯(lián)系
·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎？北非：撒哈拉沙漠；
·東南亞1：理解變化的亞洲季風系統(tǒng)：大規(guī)模植被和土地利用在水循環(huán)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(lián)系嗎？一種綜合。
7．模擬和觀測地球系統(tǒng)（DavidCarson）
·處理地球系統(tǒng)的復雜性和不確定性（H.J.Schellnhuber）
·監(jiān)視地球系統(tǒng)的短期不穩(wěn)定性和長期的趨勢：一個空間的挑戰(zhàn)（JoseAchache）
·虛擬現(xiàn)實的過去、現(xiàn)在和未來（JohnMitchell）
8．地球系統(tǒng)需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）
·為什么地球系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(yè)變革：生產(chǎn)與消費中的探測系統(tǒng)變化（PierVellinga）
10．面向全球可持續(xù)性（HansOpschoor）
·區(qū)域和全球可持續(xù)性的挑戰(zhàn)和障礙（JuliaCarabias）
·轉向可持續(xù)性的研究系統(tǒng)（WilliamC.Clark）
·可持續(xù)性科學起源討論：什么是可持續(xù)性科學？為什么要可持續(xù)性科學？（JaneLubcheno）
·可持續(xù)科學和氣候變化（BertBolin）
·重新概念化自然-社會的交互作用：將環(huán)境和發(fā)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(xù)性：環(huán)境與社會交互作用中不可持續(xù)的發(fā)展趨勢（P.A.Matson）
·人與環(huán)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(xù)性科學（RobertW.Corell）
大會專題討論內容十分豐富，有：A1-全球碳循環(huán)；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(lián)系；A4-地球系統(tǒng)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(qū)人類活動；B1-食品生產(chǎn)和環(huán)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(tǒng)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(huán)境變化的脆弱性：一種系統(tǒng)方法；C2-把人放入地球系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)管理可持續(xù)發(fā)展的展望;C6-科學和政策過程：IPCC;C7-全球變化與山地區(qū)。
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(zhàn)，尤其值得提到的是7月12日下午，大會專門針對水循環(huán)水資源問題，舉行了“環(huán)境變化的水資源脆弱性系統(tǒng)分析”學術研討會。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學會水文專業(yè)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(qū)流域水文循環(huán)與可持續(xù)性”。德國的CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統(tǒng)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(jīng)驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區(qū)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(jīng)濟可持續(xù)性：水管理部門職能的轉變過程挑戰(zhàn)”。
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(fā)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(jīng)濟發(fā)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(qū)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(tài)的影響
WS6.海岸濕地水文的演化
2.社會經(jīng)濟發(fā)展與水資源研究
S1.社會經(jīng)濟發(fā)展與水危機
S2.區(qū)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(xù)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(jīng)濟發(fā)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(huán)境下的水資源形成與演化規(guī)律問題。IAHS會議的S1-S2，主要研討這些國際國家和區(qū)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(jīng)濟發(fā)展（E.Servat）
水源豐富，資金缺乏，水工業(yè)能否繼續(xù)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(tài)系統(tǒng)的研究和管理中對水文數(shù)據(jù)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(tǒng)管理。
·全球水協(xié)作計劃
S2區(qū)域水資源管理
S2-1過去水管理的經(jīng)驗與教訓（A.SchumannM.C.Acreman，M.Marino）：
·可持續(xù)發(fā)展的度量及其在實際水管理計劃中的實現(xiàn)。
·可持續(xù)水庫發(fā)展—津巴布韋實例研究。
·Yamuna河流域的可持續(xù)區(qū)域水管理：Delhi區(qū)域的實例研究。
·Limpopo河：逐步走向可持續(xù)發(fā)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(xù)性發(fā)展管理經(jīng)驗的啟示。
·印度干旱地區(qū)過去管理實踐經(jīng)驗總結。
·水壩功能新探——一個不應忽略的問題。
·Dehli區(qū)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(qū)域的Hadejia河上建壩的影響：對未來管理的建議。
·可持續(xù)發(fā)展的特征及供水管理模型。
·澳大利亞富營養(yǎng)化進程的現(xiàn)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(tǒng)中相對可持續(xù)發(fā)展實現(xiàn)的框架。
S2-2可持續(xù)發(fā)展與水資源管理（夏軍，D.Rosbjerg，G.Schultz)
·為保護水生態(tài)系統(tǒng)的整合水質與水量的數(shù)學生態(tài)模型的發(fā)展。
·歐洲地下水可持續(xù)發(fā)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(lián)合管理。
·河流管理可視化中的變換系統(tǒng)邊界。
·改善環(huán)境中被忽視的因子——監(jiān)控。
·加入風險基金平衡流域經(jīng)濟、社會、環(huán)境壓力之間的沖突。
·使用風險分析提高水資源系統(tǒng)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(huán)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(tǒng)為基礎的模型的精度——水管理中的一種好的建模實踐。
·持續(xù)性水系統(tǒng)的水力學標準。
·人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)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(qū)域水資源影響的一種流域水文模型。
·水、氮循環(huán)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(fā)展。
·英格蘭西南部Dartmour地區(qū)放牧對水文的影響。
四.21世紀水文科學的發(fā)展機遇與展望
傳統(tǒng)的水文學研究只考慮水量的自然變化，現(xiàn)代水文循環(huán)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(fā)展前沿，水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過程與空間格局的變化規(guī)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(huán)的物理過程相互作用的？改變陸面生態(tài)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(huán)境和資源可持續(xù)利用提供科學的基礎依據(jù)。
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(huán)境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環(huán)研究成為21世紀水科學研究的熱點。根據(jù)二十一世紀IGBP發(fā)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(shù)化；
·區(qū)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(tǒng)穩(wěn)定與傳輸?shù)挠绊懀?/p>
·山區(qū)水文學與生態(tài)學；
·開發(fā)全球數(shù)據(jù)集；
此外，還有兩個交叉研究問題：
·設計、優(yōu)選和實施綜合的陸地系統(tǒng)實驗；
·情景發(fā)展與風險/脆弱性分析。
變化環(huán)境下的水文循環(huán)及其時空演化規(guī)律研究，是國際國內地學領域積極鼓勵的創(chuàng)新研究課題。結合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環(huán)過程的水循環(huán)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(huán)問題
它需要研究回答：全球變化對區(qū)域水循環(huán)規(guī)律？過去對氣圈-水圈-生物圈的相互聯(lián)系/作用是如何認識？現(xiàn)在又是如何認識水資源的演變？其規(guī)律是什么？
值得指出的是，過去在氣候系統(tǒng)與陸地水文循環(huán)之間存在一個誤區(qū)，即長期以來,水文學者把氣候看作是靜態(tài):一個地區(qū)的氣候是指某種統(tǒng)計的平衡,WMO規(guī)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(wěn)定不變的，年徑流出現(xiàn)的豐、枯現(xiàn)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(wěn)定不變?yōu)榍疤帷Ｎ磥肀豢醋魇沁^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(tài)，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(huán)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(shù)代替水文過程變化和空間分布，認為陸面水文-生態(tài)的作用也是穩(wěn)定不變的。例如，許多GCMs對水文循環(huán)作用過程考慮相當粗糙,平面無徑流聯(lián)系與循環(huán)過程。但是，現(xiàn)在人們業(yè)已認識：一個地區(qū)的氣候/水文循環(huán)過程并不處在統(tǒng)計的平衡狀態(tài)，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(tǒng)）和下邊界（陸地水文-生態(tài)、海洋系統(tǒng)）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(tài)系統(tǒng)對大尺度水文循環(huán)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(lián)系與合作，積極開展“全球-陸地-區(qū)域-流域尺度水文循環(huán)”科學基礎的研究。
問題2人類活動對水循環(huán)水資源的影響
人類活動對水循環(huán)及水資源有那些主要影響？人類活動如何對水的變化規(guī)律產(chǎn)生影響？有什么地區(qū)、區(qū)域特征規(guī)律？如何量化人類活動對水循環(huán)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(huán)、碳循環(huán)的關系。需要研究從“點”-“典型流域“的水循環(huán)機理、水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)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(guī)律；開拓流域水文循環(huán)過程中的非線性機制研究；創(chuàng)新“分布式流域水文循環(huán)模型”，量化區(qū)域水文循環(huán)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(qū)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(jù)不完全統(tǒng)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(zhèn)、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(qū)開發(fā)、三峽工程）對水循環(huán)關系影響水科學基礎問題，都是十分重要又十分現(xiàn)實的問題。
在中國北方，人類活動劇烈。例如，在華北地區(qū)，水文循環(huán)機理比較復雜，它不僅與陸地表層系統(tǒng)中各種自然地理要素時空分布密切相關，而且與農(nóng)業(yè)開發(fā)、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯(lián)。由于社會經(jīng)濟發(fā)展，人類活動改變了水循環(huán)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?shù)墓ぷ鳌５牵谌A北地區(qū)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(jié)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(qū)水循環(huán)演化規(guī)律是什么？如何科學測算華北地區(qū)可供水資源量？華北地區(qū)節(jié)水的潛力究竟有多大？如何保障華北地區(qū)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(qū)水循環(huán)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(huán)境下的華北地區(qū)水資源可利用量的測算科學依據(jù)不很充分；水資源安全與生態(tài)需水、節(jié)水潛力、國民經(jīng)濟發(fā)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(huán)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(zhàn)問題是：迫切需要回答的科學問題是陸地水循環(huán)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？
·變化環(huán)境下的水文循環(huán)時空演化有哪些特征規(guī)律？如何識別和量化？
·水循環(huán)物理過程在不同尺度（宏觀/中觀/微觀）是如何聯(lián)系、影響與作用的？
·如何評價那些由于土地利用及土地覆被變化而導致的陸面性質的改變，這些變化又影響陸地水循環(huán)過程變化和空間格局的變化？
回答上述問題，迫切需要建立認識陸地水循環(huán)演化格局的空間信息支撐系統(tǒng)、陸地水循環(huán)過程變化的實驗研究支撐系統(tǒng)和可定量描述自然變化/人類活動影響的分布式水循環(huán)模型等。這需要在充分利用現(xiàn)代科學技術，開展國家水平/國際間的水文科學實驗、變化環(huán)境下的水文水資源理論創(chuàng)新研究。這是21世紀水科學發(fā)展面臨的新的機遇與挑戰(zhàn)！
致謝：本文系國家自然科學基金委資助項目（49971017）和科學院2000年“百人計劃”中有關的國際前沿研究與展望研究內容，得到國家自然科學基金委員會和科學院地理科學與資源所的資助，對此表示衷心的感謝！
參考文獻
[1]IGPB,WCRD&IHDP,AbstractVolumeofChallengeofaChangingEarth,GlobalChangeOpeningScienceConference,10-13,July,2001,Amsterdam,Netherland.
[2]The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience(IAHS),AbstractVolumeofANewHydrologyForaThirstyPlanet,July18-27,2001,Maastricht,Netherland.
[3]TurnerB.L.IIetal.,1995,Land-useandlandcoverchange:Science/Researchplan.IGBPReportNo.35andHDPReportNo.7.StockholmandGeneva.
[4]李秀彬，1996，全球環(huán)境變化研究的核心領域-土地利用/覆被變化的國際研究動向。地理學報，51（6）：553-557
[5]黃秉維，1997，論地球系統(tǒng)科學與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略基礎（1）.地理學報,51(4)
[6]中國科學院地理研究所,1999年,“陸地系統(tǒng)科學與地理綜合：黃秉維院士學術思想研討會文集”，科學出版社。
[7]ChenJ.Q.andJ.Xia,(1999)Facingthechallenge:barrierstosustainablewaterresourcesdevelopmentinChina,HydrologicalScienceJournal44(4),507-516.
[8]XiaJunandK.Tackeuchi(1999),Barrierstosustainablemanagementofwaterquantityandquality,GuesteditorsforSpecialIssue,HydrologicalScienceJournal.44(4),503-505
[9]魏文秋,夏軍,現(xiàn)代水文學與水環(huán)境科學研究與進展,武漢水利電力大學出版社,1999.4.
[10]夏軍，2000年9月，水文學科發(fā)展與思考，中國科學基金，第14卷5期,293-297.
[11]Rodda,J.,WhitherWorldWater?WaterResourcesBulletin,Vol.31,No.2,1-7,1995.
[12]Schultz,G.A.,AChangeofParadigminEnvironmentalandWaterSciencesattheTurnoftheCentury?ProceedingsofInternationalConferenceonWaterResources&EnvironmentResearch:Towardsthe21stCentury,Vol.I,Kyoto,Japan,Oct.29-31,1996,1-20。
[13]夏軍，水文學研究與進展，水利水電技術，200期專集,1998年6月,4-7.
[14]IUGG,VolumeAandB,XXIIGeneralAssemblyofInternationalUnionofGeodesyandGeophysics,July18-30,Birmingham,U.K，1999.
[15]LiuChangmingetal.,SustainabilityandpossibilitiesforWaterConservationinNorthChinaPlain,ACooperativeProjectoftheCAS,IGBP-BAHC,IGBP-GCTE,IGBP-DIS,IGBP-GAIM,HDPandEARG,ReportNo.4:BiosphericAspectofHydrologicalCycle(BAHC),editedbyBradB.,Karlsruhe,Germany,June,1994,26-30.
關鍵詞：生態(tài)水文學 西部地區(qū) 生態(tài)需水
1、生態(tài)水文學的發(fā)展
水文學(Hydrology)是地球科學的一個重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運動等變化規(guī)律，并運用這些規(guī)律為人類服務的知識體系[1]。自從科學界公認水圈、巖石圈和大氣圈都從地圈中分離出來，并作為地球的獨立圈存在后，水文科學的形成就有了其基礎和地位[23]。
人類進入20世紀末，由于社會經(jīng)濟發(fā)展，人與自然的沖突加大，生態(tài)環(huán)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(tài)學家們愈來愈意識到水文過程對生態(tài)系統(tǒng)功能的重要影響。但是，缺乏了解水文過程與生態(tài)系統(tǒng)植物群落變化與相互制約的內在聯(lián)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(tài)與環(huán)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(tài)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(tài)過程之間是如何相互作用與聯(lián)系的？由于水文循環(huán)聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用，水文循環(huán)過程的變化與其相關的生態(tài)環(huán)境的變化交叉研究與社會需求，產(chǎn)生了新的學科生長點，即生態(tài)水文學(Eco-hydrology)。
生態(tài)水文學是20世紀80年代以后逐步發(fā)展的一門新興交叉學科[1-20]。它重點研究陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過程變化的水文學機理，揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關系，回答與水循環(huán)過程相關的生態(tài)環(huán)境變化的成因與調控。利用生態(tài)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(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設與水資源管理。
生態(tài)水文學的提出與發(fā)展大致在20世紀70年代以后。早期的生態(tài)水文學主要定義在生態(tài)濕地系統(tǒng)范疇。例如，1996年Wassen等學者專門撰文[44]，認為“生態(tài)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(tài)系統(tǒng)的自然發(fā)育，特別在自然保護和更新方面有重要價值”。
1971年，聯(lián)合國教科文組織（UNESCO）正式啟動人類生物圈（MAB）計劃，水生生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶，對生物化學循環(huán)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(tài)系統(tǒng)工作的重點。它是生態(tài)水文學發(fā)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(tǒng)分析協(xié)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(tài)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(tài)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(chǎn)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(qū)和尺度的影響問題，分析了氣候變化對水文行為和數(shù)量的影響。1997聯(lián)合國教科文組織出版了“小流域生態(tài)水文學過程”會議文集。
聯(lián)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(huán)境科學的大型國際研究計劃。從1965-1974聯(lián)合國科教文組織實施國際水文十年（IHD）計劃后，IHP已經(jīng)執(zhí)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(huán)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(qū)域，并向著綜合利用水資源的水問題方向發(fā)展；第三階段（IHP-III，1986-1990）定名為“為經(jīng)濟、社會發(fā)展合理管理水資源的水文學和科學基礎”，除繼續(xù)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(huán)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(huán)境中的水文水資源開發(fā)”，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(tài)過程”。生態(tài)水文學是IHP計劃的核心內容[14-19]。之后，生態(tài)水文學得到了迅速發(fā)展。從1996年到2002年，聯(lián)合國教科文組織國際水文計劃召開了一系列生態(tài)水文學研討會。
1997年國際水文計劃出版了專集：生態(tài)水文學—水生資源可持續(xù)利用的新范例。文集指出生態(tài)水文學主要是為了研究水循環(huán)過程、機制與生物、非生物之間的相互關系。水生環(huán)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(tài)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(zhàn)性的概念——生態(tài)水文學，建立淡水資源可持續(xù)發(fā)展的基礎。圖1表明了生態(tài)水文學與以往生態(tài)學和水文學思維的不同方式：
1998年5月在波蘭召開了UNESCO IHP-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(tài)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(fā)展路線；3）宣傳生態(tài)水文學的概念，認為河流生態(tài)系統(tǒng)是受水文過程控制的“超有機體”。確定生態(tài)水文學研究的目標為：（a）比較和評價現(xiàn)有的水文和生態(tài)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(lián)的環(huán)境問題層次；（d）定量生物因素、非生物因素之間的聯(lián)系以及它們在水中的沉積物質、營養(yǎng)物質和污染物質運輸、轉化中的作用，以確定從區(qū)域到流域尺度上的轉移路徑；（e）以可持續(xù)發(fā)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(tài)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(tài)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(tài)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(tài)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(shù)據(jù)和知識，科學家討論和提議了生態(tài)水文解決環(huán)境問題的潛在辦法。2000年出版了生態(tài)水文學研究進展文集。
需要指出，IHP-V中生態(tài)水文計劃的核心目標旨在從流域觀點、從河流系統(tǒng)與自然社會經(jīng)濟的聯(lián)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(jīng)受到來自全球氣候變化和人類自身經(jīng)濟開發(fā)活動的巨大影響與挑戰(zhàn)。在面對不斷變化環(huán)境的水資源管理中，生態(tài)水文學的研究方法和思想將是最好的、可持續(xù)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(huán)境下水資源可持續(xù)管理的最有效的一個工具。
1999年，為倡導生態(tài)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(tài)水文學研究中心”。
同年，英國謝菲爾德大學（Sheffield University）自然地理系 Andrew J． Baird博士和德比大學（Derby University）自然地理系高級講師、美國國家大氣研究中心項目科學家Robert L． Wilby博士共同編著出版了《生態(tài)水文學》。它是綜述有關陸生環(huán)境和水生環(huán)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(huán)境植物與水分相互作用問題。該書對于水文學家、生態(tài)學家、自然保護學家以及研究生態(tài)系統(tǒng)、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(qū)旱區(qū)環(huán)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(tài)水文學或水文生態(tài)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(fā)展。在聯(lián)合國教科文組織國際水文計劃（UNESCO IHP）-V(2.3/2.4)的支持下，由Maciej Zalewski 組織出版了一系列“生態(tài)水文學”專集，是一個里程碑。以后“生態(tài)工程雜志（EEJ）”雜志、“水文科學雜志（HSJ）”都出版了“生態(tài)水文學”專刊。以Zalewski為特約主編致力于生態(tài)水文學研究的新期刊。國際水文科學協(xié)會（IAHS）也專門由Acreman博士主編了“水文生態(tài)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(zhàn)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(zhàn)的問題，即：地表水與地下水、水文循環(huán)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(tài)系統(tǒng)、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(tài)水文學核心內容。
總之，生態(tài)水文學是現(xiàn)代水文科學與生態(tài)科學交叉中發(fā)展的一個亮點，它以生態(tài)過程和生態(tài)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(tài)水文學的發(fā)展對我國生態(tài)環(huán)境建設，將會有重要的促進和推動作用。
2. 國內外生態(tài)需水研究的問題
生態(tài)需水（Ecological water requirements）是生態(tài)水文學中的一個重要的研究課題。凡是聯(lián)系到與水相關的生態(tài)系統(tǒng)自然發(fā)育、氣候變化和人類活動干預下的生態(tài)系統(tǒng)退化等問題，都需要回答維系生態(tài)系統(tǒng)所需求的水或者河川徑流等問題。在國際上提出生態(tài)需水的概念與研究生態(tài)需水的理論與方法，已經(jīng)有了一段歷史。在我國，生態(tài)水文學的研究剛剛起步，生態(tài)需水理論與方法還有待于發(fā)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(fā)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(xié)會對河道內流量與魚類生長繁殖、產(chǎn)量的進行了許多研究，提出了河流最小環(huán)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(tài)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(tài)系統(tǒng)，比較系統(tǒng)都開展了關于魚類生長繁殖、產(chǎn)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(tài)需水基本數(shù)據(jù)，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(tài)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(tài)、魚類和無脊椎動物確定最小或最佳的生態(tài)需水流量。但是，這一流量僅僅考慮了漁業(yè)的流量需求或者濕地對水的需求，并沒有體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。國外學者G. E.， Petts認為，在河流管理中生態(tài)的需要與河流流量變化特征相聯(lián)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(xù)時間也應加以考慮，無論何時，都要盡可能地保持生態(tài)可接受的流量變化。
Gleick提出了基本生態(tài)需水量的概念（basic ecological water requirement），其概念實質是生態(tài)建設（恢復）用水[10]。Falkenmark區(qū)分了綠色水（green water）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(tài)系統(tǒng)中來，這種“綠色”水儲存在土壤中用于蒸發(fā)或合成植物有機體。事實上，“綠色”水就是生態(tài)需水的概念，這種“綠色”水的概念適用于水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。
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(tǒng)完整性的生態(tài)流量需求，提高對河流生態(tài)系統(tǒng)保護的有效性。但是，由于在西方發(fā)達國家，并沒有中國西部如此生態(tài)問題的多樣性和復雜性，因此，他們對生態(tài)需水的研究主要集中在維系自然生態(tài)系統(tǒng)平衡的方面，比較少考慮高強度人類活動大量擠占生態(tài)需水的現(xiàn)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(fā)展中國家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。就中國西部地區(qū)而論，20世紀90年代以前的水資源規(guī)劃與配置管理中，很少涉及生態(tài)環(huán)境建設與生態(tài)需水問題。水資源可持續(xù)利用與合理配置是從國家“九五”攻關項目開始，提出的“生態(tài)需水”是一個新生事物。在中國，由于生態(tài)水文學基礎研究起步比較晚，大家對于“生態(tài)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(xiàn)有“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”和“生態(tài)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(tài)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(fā)展，必須要保護各綠洲的生態(tài)環(huán)境，而生態(tài)環(huán)境的保護也離不開水，這部分水可統(tǒng)稱為生態(tài)用水”。1995年[46]，他認為“對生態(tài)環(huán)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(qū)綠洲外的環(huán)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(tài)環(huán)境用水，另一部分為國民經(jīng)濟各部門的用水，包括工、農(nóng)業(yè)及城市生活用水等”。以后許多專家學者對生態(tài)需水、生態(tài)用水和生態(tài)耗水等，提出不同的觀點、定義和研討，豐富了生態(tài)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(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”[27]。提出我國水資源的總戰(zhàn)略必須以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展；建議從防洪減災、農(nóng)業(yè)用水、城市和工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境建設等8個方面實行戰(zhàn)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(tài)用水做的定義是：“從廣義上說，維持全球生物地理生態(tài)系統(tǒng)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(tài)環(huán)境用水；狹義的生態(tài)環(huán)境用水是指為維護生態(tài)環(huán)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(tài)用水理解為生態(tài)需水量（狀態(tài)值）和生態(tài)耗水量（動態(tài)概念）兩個概念[47]。嚴登華等把河流水可劃分為生態(tài)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(tài)需水理論問題[38-39]，將生態(tài)需水概念界定為：為維護生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定，天然生態(tài)保護與人工生態(tài)建設所消耗的水量。將生態(tài)需水劃分為可控（非地帶性）與不可控（地帶性）生態(tài)需水和天然與人工生態(tài)需水。劉昌明強調要在研究水循環(huán)和水量轉化規(guī)律的基礎上確定生態(tài)需水的理論內涵，提出陸地系統(tǒng)中的水可分解為資源水、災害水、生態(tài)水和環(huán)境水。生態(tài)需水研究面臨許多新的挑戰(zhàn)。
筆者們參加了中國工程院重大咨詢項目“西北地區(qū)水資源配置、生態(tài)環(huán)境建設和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)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(tài)需水，是指以水文循環(huán)為紐帶、從維系生態(tài)系統(tǒng)自身生存和生態(tài)功能角度，相對一定生態(tài)環(huán)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(tài)系統(tǒng)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(tài)耗水和用水的概念，它們與生態(tài)需水有區(qū)別也有聯(lián)系。（2）中國工程院重大咨詢項目中所指的“生態(tài)需水”不同之處，在于為水資源的合理配置服務、為生態(tài)建設（林草，河道生態(tài)功能要求）服務的生態(tài)需水。所以，國際上提出的生態(tài)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(tài)需水是指維系一定環(huán)境功能狀況或目標（現(xiàn)狀、恢復或發(fā)展）下客觀需求的水資源量。進一步，對中國西部生態(tài)環(huán)境建設研究工作的目標，生態(tài)需水可以理解為維系一定生態(tài)功能的環(huán)境目標（例如維系現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化、恢復某個時期的生態(tài)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(tài)系統(tǒng)需求的水資源。它是生態(tài)環(huán)境建設重要的科學依據(jù)。
生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個水資源用戶（生產(chǎn)、生活和生態(tài)）或者未來水資源配置（生產(chǎn)、生活和生態(tài)）后，生態(tài)系統(tǒng)實際消耗的水量。它需要通過該區(qū)域社會經(jīng)濟與生態(tài)耗水的平衡計算確定。生產(chǎn)、生活耗水過大，必然擠占生態(tài)耗水。
因此，生態(tài)需水與生態(tài)耗水是有不同的含義，既有聯(lián)系又有區(qū)別。例如，在黃河上游地區(qū)，自然降水條件下一般能夠滿足天然植被蒸散發(fā)對水的需求（降水P大于蒸散發(fā)E），因此，生態(tài)需水估計的數(shù)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(tài)耗水量。所以，在黃河上游地區(qū)生態(tài)需水量與生態(tài)耗水量是有不同的。
相比之下，在西北內陸地區(qū)河流的下游，由于內陸地區(qū)河流的下游降水非常少，為維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)生存，估計的生態(tài)需水將完全占用河川徑流量。維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)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(tài)系統(tǒng)的生態(tài)需水量也就是生態(tài)耗水量。
因此，生態(tài)需水與生態(tài)耗水的概念在西部地區(qū)既有聯(lián)系又有區(qū)別。通過生態(tài)需水的估算，能夠提供維系一定的生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)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(qū)水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境建設的基礎，它也是估計在一定的目的、生態(tài)環(huán)境建設目標或配置條件下，生態(tài)環(huán)境耗水大小的基礎。通過對生態(tài)需水和生態(tài)耗水的估計，能夠分析人對生態(tài)需水擠占的程度，決策生態(tài)環(huán)境建設對生態(tài)環(huán)境用水的合理配置。
3. 中國西部地區(qū)生態(tài)需水研究的挑戰(zhàn)
水是干旱區(qū)的關鍵生態(tài)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(chǎn)生重要的反饋作用。因此，在干旱區(qū)，研究生態(tài)學和水文學的相互關系，研究生態(tài)需水問題，對干旱區(qū)生態(tài)建設的模式和生態(tài)恢復至關重要。一方面，干旱區(qū)水文過程對植被生理特征和格局成因產(chǎn)生影響，同時植被對水土流失具有控制作用。
生態(tài)需水的實質是生態(tài)系統(tǒng)結構、功能和水分之間相互關系問題。生態(tài)需水是生態(tài)水文學研究的重要內容之一，只有建立在流域水循環(huán)基礎上通過生態(tài)水文學理論的指導，生態(tài)需水量的確定才會更合理。目前在生態(tài)需水估算方面，面臨許多挑戰(zhàn)的問題。主要有：
3.1 干旱區(qū)植被對缺水的適應機制研究
研究表明，干旱區(qū)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(huán)境中得以與一年生植物競爭的一種手段。另外，在干旱區(qū)，植物為了適應荒漠環(huán)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(shù)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(qū)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(fā)量的比值）降到
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(qū)，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(xiàn)象的生態(tài)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(tài)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(qū)生態(tài)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(tài)機理仍然處于未知階段。近年來，關于干旱區(qū)植物分布如何影響徑流和水分分布，以及如何調節(jié)干旱區(qū)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(qū)植被隨氣候變化的演化也是目前生態(tài)學家和水文學家共同感興趣的話題。
3.14 區(qū)域生態(tài)需水估算方法研究
我國的生態(tài)水文學基礎研究剛剛起步。盡管在一些方面已經(jīng)取得令人鼓舞的成果，如陳亞寧在新疆塔里木下游生態(tài)需水方面新的研究等，但總的看，目前處在初期發(fā)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(fā)展。
現(xiàn)行的區(qū)域生態(tài)需水估算方法主要思路是：依據(jù)不同氣候帶與降水等條件，開展自然生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)，確定生態(tài)需水計算的不同類別的生態(tài)-水文參數(shù)；利用遙感提供中國西部區(qū)域土地利用信息，確定生態(tài)需水計算的不同類別的范圍；通過不同植被類型的蒸散發(fā)計算、流域降水-徑流計算確定河道外生態(tài)需水（地帶性和非地帶性的生態(tài)需水）以及河道內生態(tài)需水；最后利用水資源分區(qū)的水量收支平衡控制，估算生態(tài)需水或生態(tài)耗水總量。
由于對于生態(tài)需水概念理解的不同，實際中生態(tài)需水估算的方法就有不同或者差異。例如，按維護現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化的理解，就會有一套基于2000年的遙感圖，依生態(tài)分區(qū)，分類以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態(tài)建設目標（過去，現(xiàn)狀和未來），又有不同數(shù)量的估算方法。
客觀說，基于生態(tài)水文學的研究思路是估算生態(tài)需水的基本途徑，它從成因觀點估算流域的生態(tài)需水，有比較好的理論依據(jù)。但是，由于西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的復雜性，特別是缺乏必要的生態(tài)水文過程與空間變化的資料，由點的植被蒸發(fā)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(xiàn)行的水量平衡方法估算生態(tài)耗水，能夠從宏觀總量上給予控制，但是生態(tài)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(qū)域生態(tài)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(fā)展所需要的。如何在有限水文水資源資料和生態(tài)監(jiān)測資料條件下，獲得更為客觀與科學的生態(tài)需水估計，的確是一個重要的挑戰(zhàn)性任務與課題。
4. 結 語
生態(tài)水文學是一種對環(huán)境有利、經(jīng)濟可行和社會可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問題的出現(xiàn)，生態(tài)水文學成為國際研究的熱點問題之一。本文回顧了生態(tài)水文學的發(fā)展歷程，討論了生態(tài)需水研究明亮的問題與挑戰(zhàn)。它們作為生態(tài)環(huán)境建設的基礎與學科發(fā)展，有如下幾點認識與建議：
（1）優(yōu)先、重點保護原則：在西北地區(qū)，由于水資源匱乏，不可能保護所有的生態(tài)系統(tǒng)，只能優(yōu)先保護控制性生態(tài)系統(tǒng)，滿足控制性生態(tài)系統(tǒng)對水分的需求。在此基礎上，進一步形成保護干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構。干旱區(qū)流域下游荒漠綠洲是外來徑流作用的產(chǎn)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(qū)河流廊道不僅具有傳輸能量與養(yǎng)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(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅實的基礎。所以干旱區(qū)河流廊道就是控制性的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)需水應該優(yōu)先得到滿足。
（2）以生態(tài)水文學為基礎研究生態(tài)需水問題：生態(tài)水文學是生態(tài)學和水文學的交叉學科，它所關心的是水文過程對生態(tài)系統(tǒng)配置、結構和動態(tài)的影響，以及生物過程對水循環(huán)要素的影響。水文循環(huán)深刻地影響著全球生態(tài)系統(tǒng)的結構和演變，包括自然界中一系列的物理過程、化學過程和生物過程，是其它物質循環(huán)的基礎。因此，確定某一生態(tài)系統(tǒng)需水時，只有以水文過程為基礎，結合生態(tài)系統(tǒng)的特性需求，才能較為合理地計算生態(tài)需水量。這也是今后生態(tài)需水理論與實踐研究重要的發(fā)展方向。
【關鍵詞】生態(tài)需水量; 環(huán)境需水量; 水質目標; 河道濕地; 耦合研究; 黃河
黃河是中華民族的母親河, 是我國西北、華北地區(qū)最大的供水水源, 論文 以其占全國河川徑流2%的有限水資源, 承擔著本流域和下游占全國15%耕地面積引黃灌溉、12%人口及50多座大中城市的供水任務。
近20年來, 隨著流域經(jīng)濟社會的快速發(fā)展, 黃河水資源的過度開發(fā)以及日益增加的污染排放量, 致使流域水資源的供需矛盾和水污染問題愈加突出, 也導致了諸如河道頻繁斷流、河槽萎縮、水質惡化、魚類產(chǎn)卵場退化、河口濕地面積萎縮等一系列問題, 黃河流域生態(tài)系統(tǒng)整體呈惡化趨勢。
1 黃河生態(tài)環(huán)境需水量概念及內涵
國外對生態(tài)環(huán)境需水的研究始于20 世紀40 年代, 主要側重于河道內流量的研究, 這期間有很多定量研究的方法( tennant, 7q10法, 河道濕周法, if-im法, r-cross法等等) 。在我國, 更多的是對流域生態(tài)需水和區(qū)域生態(tài)需水的研究, 特別是對西北內陸河生態(tài)需水和黃淮海流域生態(tài)需水的研究。盡管目前國內外有關“生態(tài)環(huán)境需水量”方面研究很多, 但對其概念界定尚無統(tǒng)一的認識, 研究者多根據(jù)其研究目標及其要保護的主要功能提出相應的定義[ 1 - 3 ] 。
基于對黃河生態(tài)系統(tǒng)、水文水資源特性、水資源開發(fā)利用程度及水環(huán)境狀況的認識, 本文認為黃河生態(tài)環(huán)境需水量概念為: 生態(tài)需水量是指為維持黃河水生生物特別是魚類的正常生存繁殖, 滿足河道濕地、河口濕地生態(tài)系統(tǒng)基本功能和維持一定規(guī)模的水量。環(huán)境需水量是指為改善黃河水體水質, 基本滿足其環(huán)境功能所需要的水量, 環(huán)境需水量實質上有著滿足水量和水質的雙重概念。其內涵主要包括以下幾個方面:一是保護河道內水生生物正常生存繁殖的水量; 二是維持河流水體功能水質的水量; 三是滿足河道濕地基本功能的水量; 四是維持河口一定規(guī)模濕地的水量;五是有利于河口水生生物生存及河口生態(tài)修復的水量。
黃河適宜生態(tài)環(huán)境水量是指維系黃河生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的較佳水量, 此時系統(tǒng)狀態(tài)較理想, 能夠發(fā)揮較好的生態(tài)環(huán)境功能。在此狀態(tài)下, 黃河系統(tǒng)的恢復目標為: 一是黃河水質滿足水功能目標要求, 水環(huán)境質量有明顯改善; 二是黃河主要保護物種魚類能夠獲得一定的生存空間, 遭到破壞的魚類產(chǎn)卵場得到逐步恢復; 三是河道濕地和河口濕地生物多樣性、生態(tài)完整性能夠得到維持, 發(fā)揮濕地應有的生態(tài)環(huán)境功能。
最小生態(tài)環(huán)境水量是指維持系統(tǒng)生存所需的最低水量或底限閾值, 若低于該水量, 系統(tǒng)會發(fā)生退化。畢業(yè)論文 對于黃河下游河道來說, 最小生態(tài)環(huán)境水量也是為了防止河道水體斷流并發(fā)生功能性裂變, 維持河道水流循環(huán)的最小流量。
2 理論及方法
2.1 生態(tài)需水量
根據(jù)黃河生態(tài)系統(tǒng)和水環(huán)境的特點, 一方面由于黃河缺乏長期的水生生物的調查及其生長習性的觀測數(shù)據(jù), 缺乏相應典型河段主要保護物種生理需水的基礎研究支持, 另一方面考慮黃河水生生物并不豐富的實際, 因此, 現(xiàn)階段很難做到完全生態(tài)學意義上的定量研究。足夠流動的水體是構成河流生態(tài)系統(tǒng)的基礎, 從水量及其相關因子考慮, 目前國內外有很多學者利用歷史流量法和水力學參數(shù)法來計算研究河流生態(tài)環(huán)境需水量。這種保持河流一定流態(tài)的流量可認為是維持河流生命的基本水量。因此研究利用歷史流量法(tennant法和90%保證率設定法)計算河道基流,在環(huán)境水量研究的基礎上, 考慮河口生態(tài)修復需水,結合水力學參數(shù)法, 對該流量級下的水文要素(如水深、流速、濕周等) 能否滿足黃河魚類的生存空間進行判別, 以體現(xiàn)保護魚類生存繁衍和維持生境的生態(tài)水量需求。
（1）tennant法: 脫離特定用途的生態(tài)環(huán)境用水量計算方法, 也叫tennant法或montana法, 是非現(xiàn)場確定河流生態(tài)環(huán)境需水的典型方法。該方法以河流水生態(tài)健康情況下的多年平均流量觀測值為基準, 將保護水生態(tài)和水環(huán)境的河流流量劃分為若干個等級,推薦的標準值是以河流健康狀況下多年平均流量值的百分數(shù)為基礎。tennant法生態(tài)環(huán)境水量計算的核心問題是必須給出一個預先確定的年平均流量。本研究采用黃河尚屬“天然”或尚未大規(guī)模開發(fā)利用和徑流調節(jié)情況的徑流量, 即黃河干流第一個大型水庫尚未建成運用, 河流水生態(tài)、水環(huán)境尚屬于健康狀態(tài)的20世紀50年代(1952～1959年)平均徑流量為流量基準。
研究將黃河生態(tài)環(huán)境用水的季節(jié)分為4 ～6 月、7～10月、11～3月三個時段[ 5 ] , 各時段的生態(tài)環(huán)境水量低限標準以河流水生態(tài)、水環(huán)境尚屬于健康狀態(tài)的20世紀50年代平均流量為基準, 計算平均流量的不同百分比流量。并認為, 各水期流量平均值的100%～60%為最佳范圍, 60% ～40%為較好狀態(tài),40%～30%為尚好狀態(tài), 30% ～20%為尚可狀態(tài),20%～10%為較差狀態(tài), 10%和5%為可忍受的最小流量和極端最小流量。對于每個河段生態(tài)流量的取值, 根據(jù)河段生態(tài)環(huán)境功能的重要性進行判定。根據(jù)黃河水生態(tài)與水環(huán)境的功能類型和特點, 將生態(tài)環(huán)境功能分為4個不同重要程度級別: ①魚類產(chǎn)卵場、棲息地, 重要程度, ⅰ級; 4～6月生態(tài)環(huán)境需水量保持在最佳狀態(tài), 其他季節(jié)保持在較好狀態(tài)。②國家級或省級重點觀光旅游區(qū), 重要程度, ⅱ級; 4～6 月生態(tài)環(huán)境水量保持在較好狀態(tài), 其他季節(jié)保持在尚好狀態(tài)。③沒有劃定為觀光旅游區(qū)的大中城市河段和國家一級交通干線與黃河相交河段, 重要程度, ⅲ級;4～6月生態(tài)環(huán)境需水量保持在尚好狀態(tài), 其他季節(jié)保持在尚可狀態(tài)。④沒有特定要求的河段, 應達到魚類能夠暢通洄游和整條黃河(下游)不斷流的基本流量, 重要程度, ⅳ級; 一般情況下應不低于同期基準流量的10%, 極端情況下不低于5%。
(2) 90%保證率最枯月流量法: 90%保證率最枯月流量法, 是7q10 法的延伸。7q10 法是指采用90%保證率最枯連續(xù)7 d的平均水量作為河流最小流量設計值, 該方法傳入我國后主要用于計算污染物允許排放量。本研究采用1970～2000年31年實測水文系列, 計算90%保證率最枯月流量, 該系列基本涵蓋了黃河20世紀70年代以來的豐、平、枯水期, 具有較好的代表性。
2.2 環(huán)境需水量
根據(jù)黃河水污染特征和水流狀況, 選擇codcr和氨氮作為主要污染控制因子, 采用一維水質模型進行計算。河流納污水平和水質目標是計算環(huán)境水量的兩個重要輸入條件, 水質目標采用黃河干流水功能區(qū)劃目標, 河段納污水平按現(xiàn)狀納污水平、目標控制水平和污染可控水平三種情景設定。計算模型如下
q = σqici exp ( - kxi /8614u) ? σqics/cs ? c0 exp ( - kx /8614u)(1)
式中, q為計算河段上斷面需下泄流量(即所求環(huán)境水量) (m3 / s) ; qi 為旁側入流量(m3 / s) ; c0 為計算河段上斷面污染物濃度(mg/l) ; cs 為計算河段下斷面污染物濃度(mg/l ) ; ci 為旁側入流污染物濃度(mg/l) ; k為污染物綜合降解系數(shù)(1 /d) ; u為平均流速(m / s) ; x為計算單元長度( km) ; xi 為旁側入流i距下斷面距離( km) 。
3 環(huán)境水量計算結果及分析
現(xiàn)狀納污水平下環(huán)境水量即指研究河段在現(xiàn)狀納污狀況下, 稀釋污染物使河段水質滿足功能要求的水量。研究統(tǒng)計分析了2003年入黃排污口和入黃支流污染物實測入黃量, 職稱論文 個別支流根據(jù)多年監(jiān)測資料進行調整。
目標控制水平是國家環(huán)保政策能完全落實的一種理想狀態(tài), 即指研究河段所納污染源達標排放, 入黃支流滿足入黃水質要求, 在這種理想狀態(tài)下, 稀釋入黃污染物使河段水質滿足功能要求的水量。
所謂污染可控水平, 即考慮在現(xiàn)有的社會經(jīng)濟發(fā)展、污染治理水平下, 全部實現(xiàn)達標排放難度極大,河流水功能區(qū)水質規(guī)劃目標的實現(xiàn)需要比較長的時間。因而需對污染可控水平進行研究, 意在找到流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和水域水環(huán)境承載能力的結合點, 即對研究河段污染源的可控制性進行研究, 也就是說要根據(jù)流域社會經(jīng)濟發(fā)展水平、國家宏觀政策及相關規(guī)劃等,設定一些原則, 最后要達到的目的就是給出研究河段一些支流及排污口的控制指標, 從而確定河段納污水平。采用數(shù)學模型對上述三種納污水平下所需環(huán)境水量進行計算。并考慮河流水體的連續(xù)性及枯水徑流保證機率, 給出黃河干流重要水文站點環(huán)境水量要求。具體見表1。
通過上述環(huán)境水量的研究, 可以得出以下結論:
(1)現(xiàn)狀納污水平下, 黃河干流所需環(huán)境流量很大,在目前水資源條件下很難實現(xiàn), 其水質達標不可能得到保證。(2)要實現(xiàn)黃河干流水體功能目標, 入黃支流必須滿足入黃水質目標要求, 入黃排污口必須滿足國家排放標準。(3)污染可控水平下, 龍門以上河段所需流量基本可以得到保證, 但龍門以下河段在枯水時段難以得到保證。
4 生態(tài)水量和環(huán)境水量的耦合研究
黃河的水生態(tài)和水環(huán)境功能, 各種生態(tài)功能如棲息地功能、景觀功能等, 和環(huán)境功能之間存在著交叉和重復, 各種功能所需水量可以兼顧, 需對滿足多種功能需求的不同量級的水量進行耦合。考慮黃河生態(tài)系統(tǒng)特點及黃河水資源的調控性, 生態(tài)水量和環(huán)境水量耦合的原則如下。( 1 )全河段綜合考慮: 重要水文斷面流量整合時, 要考慮上下斷面之間流量的匹配性、水流演進等多種因素, 經(jīng)綜合優(yōu)化后給出。( 2)不考慮河段取水及水量損失: 黃河干流取水口眾多且分布復雜, 本研究關注的是生態(tài)基流, 對河段內取水以及因蒸發(fā)、滲漏等水量損失未予考慮。( 3)水質保證優(yōu)先: 水質改善是河流生態(tài)系統(tǒng)恢復的首要目標, 只有良好水質保證的水資源才能滿足河流其他的生態(tài)功能和經(jīng)濟功能。在考慮水質問題時, 適宜水量主要依據(jù)污染可控水平下環(huán)境水量, 而最小水量主要考慮目標控制下環(huán)境水量。( 4)水資源可調控性: 黃河干流已建和規(guī)劃修建的大型水利樞紐較多, 徑流可控性強, 在水量耦合時不但考慮水流的上下傳遞, 同時考慮大型水利樞紐的調節(jié)控制。( 5 )河口生態(tài)保護優(yōu)先: 黃河下游生態(tài)水量的給出, 優(yōu)先考慮河口近海生態(tài)、三角洲濕地生態(tài)和魚類洄游等需求。
根據(jù)上述耦合原則, 考慮河口近海魚類、河口三角洲濕地需要, 同時滿足各河段的水生態(tài)和水環(huán)境功能需求, 給出黃河干流10個重要水文站斷面的推薦水量, 生態(tài)環(huán)境水量耦合結果見表2。
5 小 結
(1)有關稀釋污染的環(huán)境水量研究是本次研究的重點, 也是我國北方河流面臨的現(xiàn)實問題。研究根據(jù)黃河水污染特征和水流狀況, 選擇codcr和氨氮作為主要污染控制因子, 采用一維水質模型進行計算, 研究方法帶有一定的探索性。本研究推薦的生態(tài)環(huán)境水量, 是在關注研究河段生態(tài)問題的同時, 著重解決水質保證問題, 只有水體質量變好了, 黃河生態(tài)系統(tǒng)才可以逐漸得以恢復。
(2)在當前黃河流域粗放式經(jīng)濟發(fā)展模式下, 水資源的過度開發(fā)利用和污染超負荷排放, 是導致黃河生態(tài)危機的主要因素, 黃河面臨的一些生態(tài)問題無不由此而引發(fā)。研究中生態(tài)水量沒有和黃河主要保護物種的生態(tài)機理緊密聯(lián)系,留學生論文 這是本研究的一個缺陷, 但這也和黃河特殊的河情以及我國發(fā)展進程有關。在以后的研究中, 隨著相關資料的豐富和積累, 必將加強這方面的機理研究。
(3)河流的各種生態(tài)功能如棲息地功能、景觀功能等, 和環(huán)境功能之間存在著交叉和重復, 滿足各種功能的水量耦合是本研究的難點。研究優(yōu)先考慮河口近海魚類、河口三角洲濕地生態(tài)需水, 提出了基于全河段綜合考慮、水質保證優(yōu)先、黃河水資源的可調控性等水量耦合原則, 特別在水資源可調控性以及水生態(tài)與水環(huán)境保護目標耦合方面, 既符合黃河實際, 又具有水量調度的可操作性。
(4)黃河生態(tài)問題突出, 究其原因主要是水量貧乏、水資源的過度開發(fā)利用以及污染排放所致。要使黃河河道內保持一定的生態(tài)環(huán)境水量, 必須有一定的工程措施和非工程措施, 如實施調水工程補充黃河河道內生態(tài)環(huán)境水量, 提高水資源的利用效率, 加強區(qū)域產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整和污染控制, 注重流域生態(tài)建設等措施來支撐和保證。
參考文獻:
[1]王浩, 陳敏建, 秦大庸, 等.西北地區(qū)水資源合理配置和承載能力研究[m ].鄭州: 黃河水利出版社, 2003.
[2]湯奇成.綠洲的發(fā)展與水資源的合理利用[j].干旱區(qū)資源和環(huán)境, 1995, 9 (3) : 107-112.
[3]楊志峰, 崔保山, 等.生態(tài)環(huán)境需水量理論方法與實踐[m ].北京: 科學出版社, 2003.
[4]楊嚴鷗.黃河水系魚類分布的模糊聚類分析[j] .湖北農(nóng)學院學報, 1999, 19 (2) : 161-163.
【關鍵詞】水文勘測；信息技術；研究分析；
中圖分類號：P331 文獻標識碼：A文章編號：
【引言】大自然中的水資源，與我們的日常生活是息息相關的，在我國社會化進程中，我國的水利工程在我國基礎工程建設中占有非常重要的位置，其對于我國經(jīng)濟及社會的發(fā)展有著極其重要的影響。其中，水文勘測不僅僅是水利工程的基礎，而且對于國家建設起著重要的作用。信息時代的來臨，使得水文勘測這一工作的開展也利于了信息技術，不僅僅提高了水文的勘測能力，還將水文勘測工作開展的手段方式向專業(yè)技術科技化邁進。
水文勘測
水文，就是指大自然中水資源的變化，分布以及動態(tài)等過程。水文勘測，就是對水文進行有計劃方案的系統(tǒng)的檢測與調研。對水文水資源的勘測是我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，保證生產(chǎn)生活與生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展的重要手段。水文勘測主要有以下幾個方面的特點：1）基礎性。在國家進行經(jīng)濟建設時，需要對水文信息進行詳細的了解，一切工程的建設與開展都要以水文信息為基礎，所以水文勘測必須先行。2）地區(qū)性與綜合性。針對不同規(guī)模與層次的建設，需要了解不同類別不同程度的水文信息，水文勘測從而有了點、線、面的控制模式。3）長期性與時效性。對于不同的經(jīng)濟建設活動，不僅對水文信息的提供有著實時性要求，還需要有長期的調查基礎信息，所以水文勘測是不單單是對于空間的累積，還需要進行時間的累積。4）公益性。水文勘測工作的任務十分的艱巨，工作條件十分的簡陋，這需要有關的專業(yè)人士對國家建設做出貢獻的決心。
信息技術與水文勘測
2.1信息技術應用于水文勘測的必要性
要將水文勘測的工作效率提升，信息技術的充分運用是勢在必行的。就我國目前水文勘測的現(xiàn)狀來看，主要有幾個方面的缺陷：1）要充分運用科學技術來創(chuàng)造新的技術與手段來解決水文勘測中的一些難題，改善水文勘測的條件。2） 將電子信息技術與自動化控制方法有機的運用到水文勘測的工作中，特別是對經(jīng)濟建設較為重要或者與人民群眾的生活聯(lián)系密切的區(qū)域，追求更加妥善的解決途徑。3）在水文勘測站中的設備設施及其配置方式進行合理的變化，將所在不同區(qū)域，進行不同目的水文勘測站的設備裝置與配置手段進行統(tǒng)一的規(guī)范，針對不同的水文勘測手段進行特殊性的研究，以免造成失誤。對于上述問題，想要得到妥善的解決，就只有在水文勘測中對信息化技術的運用擴大范圍，才能為其工作的展開提供堅實的技術保障。
2.2信息技術在水文勘測中的缺陷
信息時代的到來，使得信息技術在水文勘測中的使用領域愈加的寬廣，通過對水文信息化建設的各項實例進行了解分析后，發(fā)現(xiàn)其仍然存在以下幾個缺陷：1）機制不完善。
雖然國家政府與一部分企業(yè)已經(jīng)把水文勘測信息化建設的重心放在了資金的投入上，但是對于技術與設備的重視相對較為缺乏。目前，雖然ADCP與自動測報系統(tǒng)已經(jīng)投入了水文勘測工作的使用，但是其普及程度還有待提高。由于投入的資金有限，有關計算機及相應的軟件開發(fā)與使用也相對較為落后，使得現(xiàn)代化的技術沒有充分的運用到水文勘測的工作中，對水文信息化的全面建設存在著一定程度上的負面影響。2）技術及創(chuàng)新能力落后。由于存在著機制上的不完善，導致，水文勘測站無法及時的引進先進的設備設施與技術，又進一步地阻礙了水文信息化建設的腳步。不僅在硬件設施上不能得到最先進的使用，而且我國對水文勘測技術的創(chuàng)新意識還非常的薄弱，對于在水文工作中新出現(xiàn)的問題及困難不能及時地研究分析與解決，因此在工作中經(jīng)常會出現(xiàn)問題不能及時解決的滯后想象，對水文勘測工作的展開造成了極大的負面影響。3）缺乏專業(yè)性人才。在水文信息化建設中，綜合性專業(yè)人才相對缺乏，所以就需要一些既能夠熟悉掌握計算機，又懂得測繪與水文相關專業(yè)的技術綜合性人才，人才的缺乏對于水利勘測工作的直接開展造成了很大的影響，如設備不會操作，不懂得維護等。
水文勘測信息化進程中針對缺陷的相應措施
水文是水利建設的基礎，在對水文勘測進行信息化建設就需要建立起水文信息基礎，更大程度上的建設與完善各種水文信息與數(shù)據(jù)的搜集，統(tǒng)計與處理。針對以上水文信息化建設中出現(xiàn)的問題，分析研究出了相應的措施
3.1 創(chuàng)新進取
信息技術已經(jīng)廣泛運用到各個領域里，水文勘測的信息化技術程度也日益加重。我國疆域遼闊，每個區(qū)域都有其特定的地理環(huán)境，所以在水利勘測中需要解決的問題具有強烈的地域性，十分的復雜。那么，我們就需要針對不同的地理位置，對自身的環(huán)境與條件進行分析，對水利信息化建設的模式進行有針對性的選擇，這對于水利勘測的科學發(fā)展是十分重要的。[1]與此同時還要激勵開發(fā)勇于創(chuàng)新變革的精神，在水文勘測的工作中充分發(fā)揮，對水文信息化與現(xiàn)代化的建設起到促進作用。
3.2科技化發(fā)展
積極的引進先進的技術與設備，為水文信息化建設提供堅實的后盾，計算機應用軟件的開發(fā)與使用在水利勘測的工作開展中起著十分重要的推動作用。計算機中數(shù)據(jù)庫的使用與管理對于水文信息建設十分重要，只有進行了數(shù)據(jù)庫的建設才能夠對相關水文數(shù)據(jù)進行比對與清查，從而能夠對工作中的問題進行探索探究與糾正。[2]水文信息化建設中有一項非常關鍵的任務，那就是信息共享。要實現(xiàn)跨地區(qū)，跨平臺的數(shù)據(jù)共享，以及自動控制系統(tǒng)使得水文數(shù)據(jù)的保存，傳送與管理都十分的便捷與高效。
3.3人才建設
無論是專業(yè)科技的設備設施或是計算機應用軟件的使用，水利勘測人才的使用有著最為直接的關系，也是我國水文勘測信息化建設的必備條件。目前，放眼我國水文勘測性人才結構，不管是專業(yè)知識，實際操作等方面都還有很大的提升空間。[3]所以，培養(yǎng)綜合技術型人才也是水文勘測信息化建設進程的重中之重，要根據(jù)地區(qū)的差異性與綜合性，進行全方位立體的全能型水利知識人才的培養(yǎng)。
結束語
在科學不斷發(fā)展的信息時代來臨的大前提下，我國水文勘測的技術也在不斷地進步，水文勘測信息化建設是勢在必行的，目前我國水文勘測存在著機制不完善，設備設施的使用不夠先進，綜合性技術人才的缺乏等問題。但是相信，只要加強對水勘測信息化的建設，基于對水文數(shù)據(jù)庫的建設，數(shù)據(jù)庫內信息共享的前提下，培養(yǎng)激勵其創(chuàng)新力，根據(jù)每個勘測區(qū)域的不同特點，制定不同的科學化措施，加大對綜合性水利技術型人才培養(yǎng)，對于計算機及相關設備設施的使用熟悉掌握。這樣才能從根本上解決我國在水文勘測信息化建設中出現(xiàn)的問題，從而使得水文勘測更大程度上為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展建設做出積極貢獻。
參考文獻：
[1] 洪立波.工程測量技術發(fā)展回顧與展望[J].紀念中國測繪學會成立四十周年論文集，2009，6
（5）：23-24
引言
隨著全球信息化趨勢的快速發(fā)展，信息技術已經(jīng)成為繼蒸汽機和電力以后，推動當今世界經(jīng)濟社會發(fā)生巨大變革的重要力量。面對這樣一個信息文明高速發(fā)展的時代，水利人如何發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢、擺脫傳統(tǒng)工程水利管理模式向現(xiàn)代水利管理邁進?答案只有一個，那就是讓水利插上信息化的翅膀，即加快推進信息技術與水利活動的融合，用水利信息化帶動和促進水利現(xiàn)代化。
一、信息技術與水利現(xiàn)代化
信息技術(Information Technology，簡稱IT)，是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術的總稱。它主要是應用計算機科學和通信技術來設計、開發(fā)、安裝和實施信息系統(tǒng)及應用軟件。
水利現(xiàn)代化是一個相對的概念，一是與傳統(tǒng)水利相比較，要充分體現(xiàn)進步;一是與國際現(xiàn)狀相比較，在總體上應當接近國際先進水平。水利現(xiàn)代化應表現(xiàn)在三個方面：觀念現(xiàn)代化、技術現(xiàn)代化、管理現(xiàn)代化。
水利行業(yè)是一個歷史十分悠久的行業(yè)，也是信息十分密集的行業(yè)，長期以來的工程水利管理模式和農(nóng)田水利的服務方式，使水利當前的發(fā)展水平與現(xiàn)代化的要求存在較大的差距，水利要實現(xiàn)現(xiàn)代化必須首先實現(xiàn)信息化。要實現(xiàn)水利信息化必須解決三個問題：一是要善于用信息方法來解決和處理水利活動，即把任何一項水利管理活動，概化成水利信息的傳遞和處理過程，通過水利信息的高效處理，來調節(jié)和控制水資源的流動，實現(xiàn)水資源的有效利用和保護;二是要充分利用當前先進成熟的信息技術來加快水利信息的采集和傳輸處理速度，增強水利信息的綜合加工處理能力;三是要加強以各類水利數(shù)學模型技術為核心的業(yè)務應用信息系統(tǒng)建設，增強各項水利活動的決策支持能力。
二、利用信息技術建立好水利“四個聯(lián)系”
當前和今后一個時期，水利信息化發(fā)展要緊緊圍繞水利中心工作，充分利用當前先進的信息技術，廣泛開發(fā)和利用水利信息資源，全面加快水利信息的采集、傳輸和處理速度，實現(xiàn)水利管理信息化、水利辦公自動化和水利決策科學化，為防汛抗旱、水利建設、水利管理提供技術支撐。
為了實現(xiàn)上述目標，我們必須充分利用當前先進的信息技術，建立好水利“四個聯(lián)系”，即水利人與自然界、水利人與水工程、水利人與社會公眾、水利人與水利人之間的聯(lián)系。
(1)通過水利信息化，建立水利人與自然界的聯(lián)系，實現(xiàn)水利和自然的和諧。自然界是人類社會賴以生存發(fā)展的重要物質基礎，促進人與自然和諧相處是水利工作的重要目標，而信息技術是目前勞動生產(chǎn)率提高的最主要因素，而且今后還將是推動經(jīng)濟社會發(fā)展和變革最主要的力量。我們水利人要通過充分地利用數(shù)據(jù)庫技術、計算機網(wǎng)絡技術、3S技術、衛(wèi)星通訊等信息技術，加強對降雨規(guī)律、河川徑流規(guī)律、水質、水土流失、農(nóng)作物及經(jīng)濟社會用水規(guī)律等情況的實時自動監(jiān)測，不斷提高防汛指揮決策的能力，減輕和免除水旱災害，同時更加快捷、更加準確地對自然界的水資源進行控制、調節(jié)、治導、開發(fā)、管理和保護，以滿足人類社會的生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境對水資源的需求，實現(xiàn)水利人與自然界的良性互動。
(2)通過水利信息化，建立水利人與水工程的聯(lián)系，實現(xiàn)水利工程的聯(lián)合優(yōu)化調度。水體的自然存在狀態(tài)并不完全符合人類的需要，水利人通過修建水利工程，以實現(xiàn)控制水流，防止洪澇災害，進行水量的調節(jié)和分配，滿足人民生活和生產(chǎn)對水資源的需要。我們水利人首先要確保各類水工程的安全，要通過利用遠程自動化監(jiān)控等信息技術，實時獲取水工程信息，根據(jù)水工程運行狀態(tài)自動作出安全判斷和分級報警，保證水工程的安全。同時要加強管理，廣泛應用灌區(qū)自動化、電站自動化等水利信息化系統(tǒng)，全面提高水利事業(yè)的科技含量和管理水平，通過現(xiàn)有水利工程的聯(lián)合優(yōu)化調度，使水工程充分發(fā)揮效益，實現(xiàn)水利人與水工程的良性互動。
(3)通過水利信息化，建立水利人與社會公眾的聯(lián)系，全方位滿足社會公眾對水利信息的需求。水利部門是政府的重要組成部門，要全面提高執(zhí)政能力和水平，必須建立水利人與社會公眾之間的溝通平臺，實現(xiàn)水利人與社會公眾之間的良性互動。要建立以水利門戶網(wǎng)站、網(wǎng)上行政審批為主要內容的公眾服務系統(tǒng)，廣泛向社會公眾提供水資源、水環(huán)境、防汛抗旱、水土保持、水利工程等水利信息的查詢手段，宣傳水利知識，提供行政審批和涉水事務辦理的電子窗口，提供水事活動的應急服務，打造吸納民意和便民服務的公眾信息平臺，充分讓權力在陽光下運作，促進水利事業(yè)的全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。
(4)通過水利信息化，建立水利人與水利人的聯(lián)系，全面提高水利系統(tǒng)的工作效率和服務水平。水利工作繁雜、涉及面廣，不同的工作內容之間既有區(qū)別，又有密切關聯(lián)，有些工作還要講究整體的互動。我們要充分利用現(xiàn)有的信息化基礎設施，著力構建一個基于計算機網(wǎng)絡、與傳統(tǒng)溝通方式互為補充、覆蓋面廣泛的協(xié)同工作平臺，全方位拉近12萬水利人之間的距離，實現(xiàn)水利人之間的整體互動。通過信息化手段，使水利人能夠遠程和移動獲取各種信息資源，增強信息共享的效率和水平。要廣泛利用信息技術提供方便的目標控制和績效考核手段，杜絕“慢作為、不作為、亂作為”的現(xiàn)象，更好地管理復雜的水行政事務，全面提高水利人的整體辦公效率和服務水平。
三、基于信息技術的水利現(xiàn)代化的實現(xiàn)
3.1信息技術應用取得的顯著成效
近幾年來，按照水利部治水新思路，各級水利部門充分利用信息技術加快水利信息基礎設施、業(yè)務應用和保障環(huán)境建設，取得顯著成效，為可持續(xù)發(fā)展水利提供了有力支撐。
(1)運用網(wǎng)絡與通信技術，提升了信息傳輸效率。各地水利部門都建立了較為完善的計算機局域網(wǎng)，縱向連接水利部、水利廳、市州水利局，部分已延伸至縣(市、區(qū))。橫向聯(lián)接了國家防總、省政府、省軍區(qū)、省氣象臺等部門，實現(xiàn)了水利信息實時傳送。
(2)運用信息采集和監(jiān)控技術，提高了自動化水平。逐步建設和完善了水文、水土保持、水質、工情、墑情和旱情等信息采集點，實現(xiàn)了信息的自動采集、處理、傳輸和應用。
(3)運用數(shù)據(jù)庫技術，深化了水利信息的整合與分析。數(shù)據(jù)庫內容覆蓋了防汛抗旱、防洪工程、水文、水利工程、水土保持和水利文檔等方面，實現(xiàn)了大中型水利工程特征數(shù)據(jù)、水利報表數(shù)據(jù)及空間數(shù)據(jù)的查詢和分析，為水利信息資源的積累建立起統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)中心平臺。
(4)運用決策支持技術，增強了業(yè)務管理能力。一批應用范圍廣的防汛抗旱、水資源管理、水利工程管理、水土保持等業(yè)務系統(tǒng)相繼投入使用，極大地豐富了水利業(yè)務工作的技術手段。特別是防汛抗旱應用系統(tǒng)發(fā)展迅速，功能不斷完善，為各級領導及時了解防汛形勢和科學決策提供了較好的平臺。
(5)運用電子政務技術，改變了傳統(tǒng)水利管理方式。大多數(shù)水行政主管部門均建立了向社會公眾提供信息服務的網(wǎng)站，是對外宣傳水利、水利信息、開展網(wǎng)上辦公、服務社會公眾的重要窗口，辦公系統(tǒng)的應用在增強水行政工作透明度、提高工作效率和公眾服務水平等方面效益顯著。
3.2 深入推進信息技術的應用
通過近幾年的不斷探索與實踐，按照水利部信息化總體思路和要求，水利信息技術應用近期應著力推進以下九個方面的基礎設施和應用系統(tǒng)建設，以全面提高水利事業(yè)活動的效率和效能，促進水利現(xiàn)代化。
(1)水利數(shù)據(jù)中心建設。以數(shù)據(jù)庫技術為基礎，對水利信息資源進行存儲、交換、挖掘等開發(fā)應用，以及管理和服務。同時，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準，建立數(shù)據(jù)維護更新機制，實現(xiàn)水利數(shù)據(jù)資源的整合與共享。
(2)水利信息網(wǎng)絡建設。以計算機網(wǎng)絡技術為依托，滿足水利信息資源開發(fā)應用，隨時實現(xiàn)水利系統(tǒng)遠程視頻會商，協(xié)調防汛抗災、水利建設和管理，優(yōu)化配置各類水利資源，全面提高水利信息的傳輸效率。
(3)信息采集系統(tǒng)建設。按照水利信息和水利業(yè)務分類，包括水利空間信息采集系統(tǒng)、水文水資源及水環(huán)境信息采集系統(tǒng)、防汛抗旱信息采集系統(tǒng)、水土保持信息采集系統(tǒng)、水利工程信息采集系統(tǒng)等。
(4)水利行政資源管理系統(tǒng)建設。利用網(wǎng)上信息交流平臺，建立以綜合政務信息處理為基礎，實現(xiàn)相關轄區(qū)范圍內水利行政資源和涉水事務管理的信息化、流程化，各級各部門協(xié)同辦公、資源共享，提高水利行業(yè)的辦事效率和服務質量。
(5)防汛決策支持系統(tǒng)建設。加強信息接收處理、實時汛情監(jiān)視、信息查詢服務、洪水預報和調度等方面的建設，改善防汛抗災指揮決策環(huán)境，為防汛抗旱調度和搶險救災提供技術支持和決策依據(jù)，最大限度地減輕洪旱災害損失。
(6)水資源管理決策系統(tǒng)建設。利用自動測報控制技術、現(xiàn)代通信技術，建立反映供水、用水、排水、水質的水資源監(jiān)測網(wǎng)絡，建立以3S技術、計算機仿真、專家系統(tǒng)為基礎的水資源評價和優(yōu)化配置的決策支持系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)水資源的節(jié)約、保護和優(yōu)化配置。
(7)水土保持監(jiān)測與管理系統(tǒng)建設。利用自動采集技術、計算機網(wǎng)絡和通信技術，實現(xiàn)水土保持信息高速處理、實時傳輸，實現(xiàn)水土流失及其防治效果的動態(tài)監(jiān)測與預報，促進水土保持綜合防治和生態(tài)建設的管理和決策支持能力。
(8)水利工程管理系統(tǒng)建設。依托水利基礎數(shù)據(jù)庫和水利計算機網(wǎng)絡，掌握相關轄區(qū)范圍內水利工程的運行情況，實現(xiàn)工程建設和運行管理的信息化。主要由水利工程檔案管理、 水利建設與管理、水利工程運行動態(tài)監(jiān)控管理和河道監(jiān)控管理等組成。
(9)農(nóng)村水電及電氣化管理系統(tǒng)建設。利用信息技術，建立水電資源需求預測、分析、模擬優(yōu)化等數(shù)據(jù)模型，為編制水電資源中長期供求計劃、合理配置水電資源開發(fā)利用服務，提高農(nóng)村水電及電氣化的決策管理水平。
四、 結語
信息技術的廣泛應用，突破了傳統(tǒng)的水利管理模式的束縛，豐富了水利工作手段，有效地減輕了水旱災害的損失，將全面提高水利事業(yè)活動的效率和效能。但是，由于水利是一個傳統(tǒng)行業(yè)，信息技術應用尚處于起步階段，其發(fā)展道路還很艱巨而漫長，需要不斷地探索和創(chuàng)新發(fā)展。
作者：李奇林 來源：中國新通信 2016年9期
論文摘要：分析了傳統(tǒng)給水排水工程規(guī)劃存在的問題及其對目前我國城市水資源環(huán)境的影響，指出為了實現(xiàn)水資源環(huán)境的良性循環(huán)，應采取統(tǒng)一的、綜合的和優(yōu)化的給水排水規(guī)劃。通過合理選擇各類水資源及供水模式、優(yōu)化配置給水排水工程設施，能夠達到滿足用水、減少污染、提高效益、降低費用的目的。
論文關鍵詞：給水排水工程區(qū)域規(guī)劃優(yōu)化
目前，我國城市水資源短缺和水環(huán)境惡化嚴重，除了自然因素以及人口增長，城市化、工業(yè)化進程加快，建設資金嚴重不足，一些中心城市規(guī)模過大等原因外，還存在著一個不容忽視的因素，即給水排水工程的規(guī)劃觀念落后于經(jīng)濟社會的發(fā)展，而且規(guī)劃研究方法有待改進。
1傳統(tǒng)給水排水系統(tǒng)規(guī)劃存在的問題
目前，給水排水系統(tǒng)規(guī)劃已從早期的以單一費用指標為目標，對單一設施或者個別河段進行中、短期的被動單一工程開發(fā)對策，發(fā)展到了多部門參與的以“凈效益”為代表的以單指標為目標，對區(qū)(流)域進行長期、中期、短期一體化的多工程開發(fā)對策，并取得了巨大的進步。然而給水排水這2個領域規(guī)劃的某些觀念和方法仍然存在不足之處。過去幾十年的發(fā)展，形成了城市建設注重給水、偏廢排水，忽略生態(tài)用水，對有限的水資源一味開采、利用，卻缺乏有效保護的現(xiàn)狀，造成水資源短缺和水環(huán)境質量的不斷惡化。而且由于缺乏區(qū)域統(tǒng)籌規(guī)劃，各城市僅關注本城市可獲取的水量、水質及水系的上下游問題，結果常常出現(xiàn)城市之間污染轉嫁、上游城市過度開發(fā)形成斷流，從而導致整個流域或區(qū)域用水日趨緊張的局面。由此可見，違背自然規(guī)律，不僅造成自然界水資源的惡性循環(huán)，同時也使人類對于水的開發(fā)利用陷于困境。
2樹立區(qū)域(或流域)給水排水工程綜合規(guī)劃的觀念
2．1提高對水資源的認知水平進人21世紀，我國的資源、環(huán)境問題中，水問題尤為突出。長期以來對水資源過度無序地開采，對水體循環(huán)任意的干擾和破壞，已造成很多地方在水量和水質兩方面失去動態(tài)平衡，出現(xiàn)了水少與水浪費并存、水多與生態(tài)失衡并存、水臟與水管理不善并存的嚴峻局面，嚴重地制約了社會經(jīng)濟的發(fā)展。
為了實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展，必須呼吁全社會提高對水資源的認知水平，改變長期以來人們關于水取之不盡、用之不竭的觀念。水作為人類及一切生物不可代替的生存要素，既應有足夠的數(shù)量，也要有可用的質量，有“量”無“質”，或有“質”無“量”，都將制約人類社會的可持續(xù)發(fā)展；改變城市建設偏廢排水，城市規(guī)劃中給水，排水各行其是、互不約束的現(xiàn)象，將給水排水視為水體循環(huán)系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，是相互依存、相互制約的2個過程。一個城市給水排水工程的規(guī)劃、建設，應充分體現(xiàn)出給水排水內在的統(tǒng)一性，通過協(xié)調開采與補給，破壞與恢復之間的動態(tài)平衡，確保水體始終處于良性循環(huán)，長久地供給人類利用。
2．2樹立區(qū)域、流域觀念。形成區(qū)域、流域給水排水工程建設的整體協(xié)調發(fā)展縱觀世界各國發(fā)展歷程，當工業(yè)化和社會城市化急劇發(fā)展，使原有的經(jīng)濟結構、社會結構和生活環(huán)境迅速改變，工業(yè)、人口、資源等各類矛盾日益尖銳時，各國便紛紛步人了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展階段，進行工業(yè)結構的調整和合理布局，規(guī)劃、開發(fā)新區(qū)，控制疏散大城市人口以及自然資源的開發(fā)與環(huán)境保護等，在此期間，區(qū)域規(guī)劃被廣泛地推行采用，成為實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要前提。區(qū)域規(guī)劃中有一項很重要的專業(yè)規(guī)劃即水資源綜合利用規(guī)劃，其主要內容之一就是給水排水工程規(guī)劃。
區(qū)域性的給水排水工程規(guī)劃，應根據(jù)區(qū)域水資源時空分布特點或河流水體上、下游的水文水利關系，進行水資源開發(fā)和水污染控制，在區(qū)域范圍內通過水資源的合理調配，平衡供需矛盾，通過協(xié)調污水處理程度、排污口及水體自凈容量之間的關系，維系河流水資源的供給能力，保證下游城市的生存和發(fā)展，維護區(qū)(流)域生態(tài)平衡。除此之外，區(qū)域給水排水規(guī)劃還應根據(jù)區(qū)域內水資源可供量及分布特點、水環(huán)境承載力，對區(qū)域內各城市用地布局、產(chǎn)業(yè)結構、發(fā)展需求進行分析評價，限制大耗水工業(yè)與重污染工藝的發(fā)展，提倡建設節(jié)水工業(yè)和采用清潔工藝，從而促進區(qū)域經(jīng)濟一水資源一環(huán)境的共同協(xié)調發(fā)展。
2．3保障區(qū)(流)域生態(tài)環(huán)境需水。提倡水資源綜合利用忽視水資源與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間的關系是20世紀水資源管理的失誤，直接導致了生態(tài)環(huán)境的惡化，引發(fā)出河道斷流、地下水位下降、森林退化和生物多樣性減少等諸多問題。要解決這些問題，必須重新審視水資源管理策略，強調水資源、生態(tài)系統(tǒng)和人類社會的相互協(xié)調，重視生態(tài)環(huán)境和水資源的內在關系，遵循“必須首先滿足基本生態(tài)需水”的原則，對供水、用水、節(jié)水、排水、污水處理及其回用等的統(tǒng)一管理方式進行重點改革。此外，還需充分考慮水資源的合理永續(xù)利用。提倡一水多用，提高生活用水的重復使用率，工礦企業(yè)實行循環(huán)用水、分質用水、回收利用污水，將以往對水污染的消極治理變?yōu)榉e極預防，這樣才能促進水環(huán)境質量向著有利于人類當今和長遠利益的方向發(fā)展。
3以系統(tǒng)分析方法進行給水排水工程規(guī)劃
系統(tǒng)分析方法是解決社會用水供需矛盾以及水體環(huán)境惡化與恢復的平衡矛盾的比較科學的、有效的方法之一。其主要特點是研究問題時重點把握問題的整體性、相關性以及對周圍環(huán)境的適應性。區(qū)域性給水排水工程規(guī)劃不僅涉及的問題龐大而復雜，而且工程耗資大、周期長，常常需要對眾多可行方案的優(yōu)劣進行評價和判斷。在區(qū)域或流域范圍內，采用系統(tǒng)分析方法對規(guī)劃方案進行深層次論證，可以保證各類水資源的合理利用以及各類給水排水設施的合理布局，為日后區(qū)域給水排水設施的統(tǒng)一調度、優(yōu)化運行奠定良好的基礎。
采用系統(tǒng)分析方法建立的給水排水綜合規(guī)劃優(yōu)化的概念模型如下：目標為水資源量使用最少、水處理設施費用最少、COD排放量最少，約束條件為水資源可供給量約束、用水與排水系統(tǒng)內水量平衡約束、再生水利用約束、環(huán)境最大承載力約束。
式中：為生活用水；W，為生產(chǎn)用水；W為生態(tài)用水；W為排水量；W為再生水量；W為水資源可利用總量；為污水排放系數(shù)；為再生水利用系數(shù)；or為再生水占水資源總量的比例；MaxCOD為環(huán)境COD最大允許排放量。
該模型將給水、排水系統(tǒng)作為一個整體，考慮了生態(tài)、生產(chǎn)、生活3方面的水資源用量，并且對污水排放、污水再生回用等方面進行了綜合考慮，研究了其統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調發(fā)展與綜合利用等有關問題，從而提高了給水排水工程投資的社會、經(jīng)濟和環(huán)境效益，滿足了城市可持續(xù)發(fā)展的水資源環(huán)境良性循環(huán)要求。
關鍵詞：工程水文及水利計算；研究性學習；探索
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2014）15-0098-02
研究性學習（Problem-Based Learning/Project-Based Learning，PBL，又稱探究性學習，與研究性教學、探究性教學、發(fā)現(xiàn)學習同義），是指通過與研究相類似的認知方式和心理過程來了解、接受、理解、記憶和應用人類已有文明以及國家或學校的舉辦者所規(guī)定的內容的認知活動[1]。在高等教育中，研究性學習是指學生通過研究性的方式提出、理解和解決問題，并在此過程中形成學習能力、創(chuàng)造能力與相關專業(yè)精神的活動。有關學生學習法歷來有兩種傳統(tǒng)：一種是靠重述和對原文的遵奉去積累知識的學習法，一種是教師通過質詢的方法使學生獲得知識的學習法。前者依賴于模仿與記憶，發(fā)展到現(xiàn)在形成所謂淺層學習法；后者依賴于學生內在的智慧，發(fā)展到現(xiàn)代形成所謂深層學習法。研究性學習本質上是深層學習[2-4]。
一、研究性學習的實踐意義
學習方式論認為研究性學習是指學生在教師指導下，從學習生活和社會生活中選擇并確定研究專題，用類似科學研究的方式，主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動[6]。隨著高等教育規(guī)模的持續(xù)擴大和高等教育體制改革的不斷深入，提高辦學水平和保障人才培養(yǎng)質量成為中國高校最重要最緊迫的任務。為落實《2003―2007年教育振興行動計劃》，實施高校教學質量與教學改革工程，教育部了《意見》，第11條特別強調：高校應積極推動研究性教學，提高大學生的創(chuàng)新能力。要增加綜合性與創(chuàng)新性實驗，提供豐富的教學參考資料，積極推進討論式教學、案例教學等教學方法和合作式學習方式，引導大學生了解多種學術觀點并開展討論、追蹤本學科領域最新進展，提高自主學習和獨立研究的能力。要讓大學生通過參與教師科學研究項目或自主確定選題開展研究等多種形式，進行初步的探索性研究工作。來茂德指出，研究型大學要發(fā)揮自身優(yōu)勢，積極推進本科研究性教學，在研究中教與學，培養(yǎng)和提高大學生的創(chuàng)新精神和科研能力[2-5]。
二、研究性學習的實現(xiàn)途徑
《工程水文與及水利計算》是水利水電工程、農(nóng)業(yè)水利工程等專業(yè)基礎課程之一，水利類專業(yè)一般將其劃分為必修課。課程是一門應用廣泛、實用性強的學科，主要介紹水文學的基本知識、水文計算和水利計算的基本原理和方法。其作用在于通過理論教學和實踐教學，使學生全面系統(tǒng)地掌握水文計算和水利計算的原理和方法，為將來從事這方面的技術與科研工作打下一定的理論基礎。課程不但理論性強，要求學生掌握基本原理，而且計算實踐要求高，要求學生必須掌握基本計算方法。課程教學主要以傳統(tǒng)教學模式為主，即以教師講解為主，配合書中的例題，用語言文字來表達和傳遞信息，加之計算部分主要以現(xiàn)行的規(guī)范為依據(jù)，從而在一定程度上不利于學生研究性學習，在當今多元化社會對人才需求的背景下，難以滿足需求。同時，課程具有較強的理論擴展空間，教學方法與數(shù)學課程教學方法相似，可以通過如下途徑實現(xiàn)研究型學習：（1）在問題的引申中實施研究性學習；（2）在問題的推廣中實施研究性學習；（3）在方法的探討中實施研究性學習；（4）在數(shù)學建模的過程中實施研究性學習[6]。
三、《工程水文與水利計算》研究性教學案例
水文頻率分析（hydrologic frequency analysis）是根據(jù)某水文現(xiàn)象的統(tǒng)計特性，利用現(xiàn)有水文資料，分析水文變量設計值與出現(xiàn)頻率（或重現(xiàn)期）之間的定量關系是課程中的核心內容之一。按照我國相關規(guī)范規(guī)定，在進行水文頻率分析計算時，頻率分布曲線線型一般應采用皮爾遜Ⅲ型（P-Ⅲ）曲線，統(tǒng)計參數(shù)可先用矩法初估，再用適線法調整確定。教學過程中，大多數(shù)學生均能對這一方法具有較好的理解和應用，能夠滿足將來實際工作的需要，但是，在目前出現(xiàn)的非一致性條件下的頻率分析，直接采用教材或者規(guī)范中指出的方法不能滿足需求，尤其是學生在后續(xù)攻讀水文水資源方向研究生中的過程中，本科教學內容并沒有為學生解決新問題的思路和方法，因此，結合教學內容的變化和學生多層次需求，在該部分內容探索研究性學習具有重要的價值，同時，該部分也是實踐研究性教學良好的教學素材。
（一）教學內容的引申
關于頻率分析，現(xiàn)行教材或者相關規(guī)范一般做如下描述：“國際上關于線型的選用差別很大，常用的線型達20余種之多”，“我國分析一直采用P-Ⅲ型曲線”。這樣的描述方法往往讓學生形成思維慣性：頻率分析與P-Ⅲ型曲線的適線存在等同性。因此為滿足研究性學習的需求，可以將教學內容引申到：（1）采用P-Ⅲ型曲線就一定科學嗎？（2）如果不采用P-Ⅲ型曲線，又應如何推求制定頻率下的設計值？通過這樣的教學內容引申，將問題引導回到頻率分析的本質。
（二）引入問題的解決步驟與思路
1.如何評價一種理論頻率曲線與經(jīng)驗點據(jù)的擬合好壞？擴展到數(shù)學問題中的誤差分析。
2.如果能夠通過誤差分析之后，選定一種擬合較好的理論頻率曲線之后，如何進行概率密度參數(shù)估計的問題？擴展參數(shù)估計的數(shù)學問題。
3.在參數(shù)估計的基礎上，如何進行指定頻率的設計值計算？
（三）教學過程中教師的主要工作
1.提供研究文獻。本科階段學生對文獻查閱的掌握不能和研究生相提并論，因此，在進行該部分內容教學時，核心的研究文獻需由教師事先提供，由學生回溯、擴展，查閱解決上述問題的文獻。這樣可以提高學生查閱文獻、信息收集的能力，為解決新問題奠定基礎。
2.提供研究數(shù)據(jù)。教材中的例題、習題提供的數(shù)據(jù)無法滿足引入內容的需求，這就要求教師必須事先準備需要的數(shù)據(jù)，為學生進行研究性學習提供素材。
3.提供必要的研究工具。上述研究內容涉及到大量的計算過程，而這些計算是很難用手工計算完成，因此，事先準備相應的計算工具是必要的。在本例中為學生提供了easy fit試用版，matlab軟件及必要的代碼。通過學生自己上機計算，有效提高學生掌握新工具、新方法的能力。
4.批閱學生的研究性成果。通過該例的實施，要求學生以論文的形式提供成果，這樣可以有效提高學生論文撰寫能力，學會清晰地表達研究成果，通過教師的批閱、講評，可為進一步學習和將來工作奠定基礎。
四、小結
研究性學習對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有先導作用，對學生解決新問題能力具有極大的促進作用，同時，對人的學習方式和教學模式產(chǎn)生著深刻的影響，在《工程水文與水利計算》的教學中，具有開展研究性學習的很多基礎和優(yōu)勢，研究性學習的重要性必將進一步得到體現(xiàn)，其實施途徑也必將多樣化，本案例只是對研究性學習的實施途徑作了初步的探討，其根本目的還在培養(yǎng)學生的實踐意識、創(chuàng)新意識，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
參考文獻：
[1]文新華.關于研究性學習的研究[J].教育發(fā)展研究，2002，（4）：52-54.
[2][英]馬爾科姆.泰特.高等教育研究：進展與方法[M].候定凱，譯.北京：北京大學出版社，2007：67.
[3]霍益萍，張人紅.研究性學習的特點和課程定位[J].課程.教材.教法，2000，（11）：8-10.
[4]張肇豐.試論研究性學習[J].課程.教材.教法，2000，（6）：42-45.
[5]來茂德.發(fā)揮研究型大學優(yōu)勢？搖推進本科研究性教學[J].中國高等教育，2005，（17）：28-29.
[6]王金紅.大學數(shù)學實施研究性學習的若干途徑[J].大學數(shù)學，2007，（4）：11-13.
關鍵詞：跨界；水資源；糾紛；協(xié)商
中圖分類號：F323.213文獻標識碼：A文章編號：1003-4161(2007)06-0057-03
1.跨界水資源管理水事糾紛的形成原因
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會經(jīng)濟體系對水資源的需求進一步增大，各利益主體和區(qū)域間的水資源開發(fā)陷入一種非理性的競爭狀態(tài)，跨界水資源管理問題日益突出。跨界水資源矛盾、糾紛乃至沖突不僅影響水資源的有效配置，而且影響整個社會的和諧發(fā)展。
為研究跨界水資源管理協(xié)商中內容，本研究對近年來我國發(fā)生的跨界水事糾紛、水事矛盾進行了檢索，初步確定了20 個備選案例，其中涉及協(xié)商的案例有18 個，選取了能夠達成或部分達成協(xié)商成果的案例8個。8個案例的前期數(shù)據(jù)來源主要有互聯(lián)網(wǎng)的公開報道，相關研究文獻以及相關文件報告等。在確定研究案例之后，進行了實地訪談。
本文所選取的案例遵從復制法則，每個案例代表一個管理協(xié)商的過程，以這些過程涉及的相關主體為分析單位。表1 簡要概括了上述8 個案例的分析結果。
從以上案例可看出，跨界水資源水事糾紛的形成原因各不相同，但主要為以下幾種：
1.1 因防洪管理所形成的糾紛
由于我國水資源的自然屬性，僅僅依靠工程手段難以完全避免洪水對社會帶來的危害，因此由于防洪所形成的水事糾紛在跨界水資源協(xié)商管理案例中占據(jù)了重要篇幅，在選取的八個水事糾紛案例中，就有三個是涉及到防洪管理的。由于洪水對于人民生產(chǎn)生活帶來嚴重的危害，因此由于防洪所引發(fā)的水事糾紛也較為激烈，延續(xù)時間也比較久。
1.2 因供水管理所形成的糾紛
供水分水問題也是引發(fā)水事糾紛一大因素，在選取的八個水事糾紛案例中，有三個是涉及到供水管理的。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，水資源供求矛盾日益緊張，供水分水引發(fā)的糾紛將呈現(xiàn)越來越嚴重的態(tài)勢。
1.3 因排污管理所形成的糾紛
隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，排污問題日益成為水事糾紛的主要原因之一，在選取的八個水事糾紛案例中，有兩個是涉及到排污管理的。
1.4 因水電開發(fā)管理所形成的糾紛
水電開發(fā)是解決能源水利綜合利用的有效途徑，但又是引發(fā)水事糾紛的因素之一，在選取的八個水事糾紛案例中，有兩個是涉及到水電開發(fā)的，并且隨著我國水電開發(fā)的持續(xù)進行，基于水電開發(fā)所形成的糾紛將保持增長趨勢。
2. 跨界水資源水事糾紛的主要特征
通觀八個案例可以發(fā)現(xiàn)，引發(fā)水事糾紛具有共性特征，只有歸納總結出這些共性，才能有針對性地提出跨界水資源協(xié)商管理的理論框架，并提出具有可操作性的建議。
2.1 行政手段無法解決
在選取的八個案例中，有三個是曾經(jīng)試圖通過行政命令方式解決，但效果不明顯，執(zhí)行起來有困難，最終仍然依靠協(xié)商方式解決。由三個案例可以發(fā)現(xiàn)，由于糾紛主體利益要求差別比較大，僅僅依靠行政命令，雙方的利益主張無法得到滿足，因此行政命令僅僅能夠保證糾紛暫時被壓制，隨著矛盾的擴大，糾紛隨時會爆發(fā)，并且劇烈程度更強，直至僅僅依靠行政命令無法解決。
2.2 雙方信息交流不暢
水事糾紛雙方在水事糾紛發(fā)生前及解決過程中，都存在著信息交流不暢的問題，這里的信息交流指的是沖突雙方政府部門的信息交流。造成這種問題的根源在于按照科層制建立起來的行政管理體制無法從根本上解決不同部門不同科室不同層級之間信息交流。
2.3 沒有有效的溝通渠道
在水事糾紛過程中，群眾的呼聲一直難以得到關注，很多水事糾紛只是群眾矛盾激化的結果，而缺乏糾紛雙方的溝通渠道，這一問題的產(chǎn)生也是根源于科層管理體制。科層管理體制高度強調統(tǒng)一管理，統(tǒng)一指揮，由此在不同層級，不同部門之間是難以形成有效的橫向溝通渠道，只能通過雙方的縱向溝通渠道進行，在水資源管理中，縱向的溝通渠道太過冗長，難以適應水事糾紛。
2.4 對當?shù)厣鐣?jīng)濟產(chǎn)生重大影響
水事糾紛一旦產(chǎn)生，對當?shù)亟?jīng)濟社會負面影響就很大，其造成的直接間接損失也是難以估量的，因此依靠協(xié)商方式解決這些難以通過其他方式解決的水事糾紛就顯得尤為重要。
3. 跨界水資源糾紛的解決之道
3.1 跨界水資源管理協(xié)商的組織形式
在當前的水資源管理體制下，聯(lián)席會議一般是最常用的協(xié)商組織形式，在分析的8個案例中，涉及主體基本都是通過聯(lián)席會議的組織形式進行協(xié)商活動，這一方面說明了聯(lián)席會議的獨特優(yōu)勢，例如聯(lián)席會議能夠有效的組織各方，對水事糾紛進行分析討論，相對與傳統(tǒng)的行政命令式的解決方式，更能體現(xiàn)民主，能考慮多方利益，大多數(shù)聯(lián)席會議能夠研究達成各方都相對接受的糾紛解決方案。另一方面也反映了我國當前跨界水資源管理協(xié)商組織形式的單一性和局限性，根據(jù)國外協(xié)商經(jīng)驗，建立多種形式的協(xié)商組織形式是實施有效的跨界水資源協(xié)商管理的保證。
3．2 跨界水資源管理協(xié)商過程中的信息交流
在跨界水資源協(xié)商管理案例中，大部分沖突的原因之一也正是由于糾紛主體之間沒有通暢的信息傳播渠道。而協(xié)商最終難以取得成效，也正是基于通過平等協(xié)商的方式，信息得以在糾紛主體之間通暢流通，糾紛主體都能夠表達自己的觀點并表明自己的利益訴求。
通過案例分析可發(fā)現(xiàn)：對于基層政府而言，由于他們直接涉及到水事糾紛之中，或者受損群眾通過上訪的形式接受信息，可以說他們對于水事糾紛對于自己的損失比較了解，獲取信息的渠道比較暢通，但是他們對于糾紛對方的了解極為閉塞，基本上無法獲得對方的信息，包括受損情況（或受益情況），這自然而然的形成了過度強調自身利益的觀點和思維，因此可推測，如果直接涉及糾紛的基層政府能夠獲得真實客觀全面的信息情況，那么水事糾紛基本可以避免或者不會激化。那么這就需要構建其基層政府之間的信息傳遞平臺或者渠道。
對于涉及主體的省級政府而言，他們獲得信息的情況基本依靠地方政府的行政公文，因此他們一般也僅僅了解本方基層政府所掌握的信息，并且由于信息傳遞過程還可能出現(xiàn)信息失真，因此省級政府相對于基層政府而言，獲得的信息更少。與基層政府相比，省級政府之間的溝通渠道也并不暢通，他們一般還是通過高層級的行業(yè)主管部門：水利部及其流域機構來交流信息。
對于流域機構和中央政府而言，獲得信息的主要來源是省級政府的行政公文，但是這些行政公文是難以滿足獲得真實，準確，客觀，公正信息的要求的，因此大多數(shù)案例中，水利部和流域機構還是會到現(xiàn)場作實地調研，了解真實的信息，并且通過專業(yè)的分析，形成指導協(xié)商決議的調研意見和研究報告，顯然對于中央政府和流域機構而言，他們通過實地調研獲得的信息是保證協(xié)商能夠順利進行的根本保證。
3．3 跨界水資源管理協(xié)商的依據(jù)
協(xié)商活動最終的決議以及形成決議的調研意見（報告）對于協(xié)商能否取得預期的效果具有重要的意義，一般而言，決議的形成需要有科學的調研報告作為支撐，因此需要對調研報告和協(xié)商決議進行分析。表2為8個案例中的協(xié)商依據(jù)。
從案例可以看出，所有協(xié)商案例都存在著調研報告或者規(guī)劃報告，最終協(xié)商決議的形成基本都是按照這些調研報告和規(guī)劃報告。協(xié)商報告的形成基本都是由水利部或者流域機構主持編制的，這些部門作為報告編制主體，保證了報告的科學性、權威性和公平性，也容易被糾紛雙方接收。至于一些突發(fā)事件，則由聯(lián)席會議形成的會議決議或者領導的批示來指導協(xié)商活動。由此可以看出，跨界水資源協(xié)商管理引入權威的組織對水事糾紛進行調研，形成指導意見是協(xié)商得以成功的關鍵。
在分析的案例中，大部分協(xié)商指導意見得到了采納并實施，對協(xié)商結果的實施是一個依據(jù)，有效地解決了水事糾紛。在基于排污的水事糾紛中，實施情況不容樂觀，污染有反彈現(xiàn)象，主要原因是指導意見實施起來缺乏及時監(jiān)督機制，偷排現(xiàn)象無法遏制，而不在于協(xié)商指導意見本身。在怒江水電開發(fā)案例中，最終是由國務院批示暫時擱置水電開發(fā)項目，因此協(xié)商指導意見對結果的影響難以確定。
3．4 跨界水資源管理協(xié)商的方式
不同的水事糾紛有不同的協(xié)商方式，但是從總體來看，他們之中還是存在著一些共性的內容。通過對具體協(xié)商案例的分析，我們從中找出協(xié)商方式的共性。
通過協(xié)商活動可以發(fā)現(xiàn)，協(xié)商活動過程中流域機構起到了主導的作用，幾乎所有的協(xié)商活動都是通過流域機構通過召開多方聯(lián)席會議的形成而進行。協(xié)商活動的進行，最根本的任務是了解到真實、客觀、科學、全面的信息，這種信息的獲取僅僅依靠各級政府的行政公文是難以得到的，因此通過多級主體共同參與的實地調研獲取信息，一般是協(xié)商活動最初的行為，在此基礎上，流域機構或者流域機構委托第三方組織進行科學分析，形成可供協(xié)商決策借鑒的分析報告，是實施協(xié)商活動的基礎，在一些激化的水事沖突中，由國務院直接下達的指令或文件批復往往也能起到分析報告的作用，這在黑河糾紛和江浙邊界堵壩事件中得到的反映。在省級政府部門，流域機構和中央職能部門充分了解了糾紛的信息之后，由流域機構發(fā)起協(xié)商會議則成為正式協(xié)商的開始，并且這種聯(lián)席協(xié)商會議往往無法在一次會議上形成雙方都認可的決議，因此多個案例表明，這種聯(lián)席會議往往是一個重復進行的過程，直至形成糾紛參與各主體都認可的決議方案。一般而言，這種決議方案由省級行政部門與流域機構共同簽訂。協(xié)商決議的實施一般由省級行政部門通過行政命令的方式下達的各地方基層政府，由基層政府具體實施，在實施過程中，流域機構又往往會作為監(jiān)督者對實施情況進行監(jiān)督，遇到問題或阻力，一般仍然回到省級層級進行協(xié)商，尋求新的解決辦法。另外，根據(jù)黑河糾紛等案例表明，對于影響大，持續(xù)時間久的流域范圍內的糾紛，設立隸屬于大流域機構的流域管理局往往是保障協(xié)商決議能夠得到貫徹的有效方法。
4.簡短的結論
本文中的8個協(xié)商案例，有的取得了圓滿的成功，多年的水事糾紛得到了徹底解決；有的僅僅是暫時性的解決，隨著社會的發(fā)展，有可能又會引發(fā)新的糾紛；有的案例具有普遍性，其協(xié)商方式可以總結出一般性的原則。對這些協(xié)商案例的結果進行分析和評價，顯然有利于總結這些協(xié)商案例所積累的經(jīng)驗。
從以上案例可看出，跨界水資源協(xié)商管理的實施大都是就糾紛有激化的趨向或激化已經(jīng)顯著而采取的應急舉措，就成效而言，基本都解決了水事糾紛，并且大多數(shù)案例都是從根本上解決了積怨幾十年的水事糾紛，因此應給予積極評價。但是從基于排污形成的糾紛看，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，水質惡化的勢頭在短時間內難以得到有效的控制；另一方面，大多數(shù)協(xié)商活動都是就事論事的臨時活動，并沒有形成一個長效機制，因此排污糾紛還有再次爆發(fā)的可能。
因此，基于已經(jīng)發(fā)生的協(xié)商案例進行深入分析，尋找其普遍規(guī)律，總結成熟經(jīng)驗，是避免水事糾紛發(fā)生以及將水事糾紛影響限制在最小限度的有效途徑。
基金項目：水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室開放研究基金項目（項目編號：2005408011）；新世紀優(yōu)秀人才支持計劃資助(教技函[20066號)。
參考文獻：
［1］ 周申蓓、張陽，我國跨界水資源管理協(xié)商主體研究 [J.江海學刊，2007.
［2］ 汪群,周旭, 胡興球，我國跨界水資源管理協(xié)商機制框架[J.水利水電科技進展，2007.
［3］ 周申蓓，我國跨界水資源管理協(xié)商內涵及分析框架[J.水利經(jīng)濟，2007.
［4］曾勇，跨界水資源沖突斷面控制方法及應用，北京師范大學博士論文，2003.
水利工程論文3000字(一)：基層水管單位水利工程運行與管理對策探究論文
摘要水利工程是關系國計民生的重要基礎工程。近年來，隨著我國經(jīng)濟水平的提高，基層水管單位的水利工程運行及管理質量得到了大幅提升。但鑒于其本身運行管理的復雜性，不可避免會產(chǎn)生一些問題。基于此，針對基層水管單位水利工程運行與管理存在的問題進行分析，并提出了合理的對策。
關鍵詞基層水管單位；水利工程；運行管理問題；對策
中圖分類號：F426.91文獻標志碼：CDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.06.082
作為水利工程運行與管理的基礎性單位，水管部門的有效管理有助于促進地方工業(yè)及農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高人民群眾的生活水平。特別是近年來，各地水利工程的建設更是為水利、防洪及灌溉提供了重要保障。水利工程的運行與管理同其他行業(yè)的管理具有相似性，同樣是一個動態(tài)的運行及管理過程。結合時展，推進運行及管理的現(xiàn)代化，是當展的必然。
1基層水管單位水利工程運行與管理特點
基層水管單位是履行基層水利工作的重要部門，是做好基層水利的關鍵。隨著社會改革的不斷發(fā)展及深化，地方水管部門體制、機制不靈活及經(jīng)費問題日益突出，這嚴重影響到基層單位的后續(xù)發(fā)展。了解其運行管理的特點，有利于為后續(xù)工作的開展提供參考。綜合來說，其運行及管理有以下4個特點。1）服務的群眾性，工作面廣、量大。水利運行及管理不僅涉及到工業(yè)，還涉及到農(nóng)業(yè)，同時與人們的生活息息先關。2）涉及多個方面及領域，業(yè)務綜合性強。在實際工作中需做好生產(chǎn)、運行、管理、維護、水文水資源觀測及防汛抗旱工作等，每一項工作都需要一定的實踐基礎[1]。3）公益性與經(jīng)營性并存。4）不同區(qū)域存在問題的差異性較大。
2基層水管單位水利工程運行與管理存在的問題
2.1管理理念及管理方式有待加強
在傳統(tǒng)水利運行及管理理念根深蒂固的情況下，基層水管單位還無法有效適應新型的管理形式，思想上無法完成轉變以適應新形勢下的發(fā)展需要。特別是在沿用以往粗放管理形式下，基層水管單位完全聽從上級部門的指示，缺乏自我創(chuàng)新意識，具體管理工作中更是存在分工不明、管理效率不高的情況，這也在一定程度上使得水資源的綜合經(jīng)濟效益較低，水管單位重視社會效益、忽略經(jīng)濟效益的現(xiàn)象普遍存在。
2.2管理體系不健全
水利工程的運行與管理的一個重要特點就是公益性與經(jīng)營性共存。目前，在我國的水利工程管理體系中，主要為社會公益及生產(chǎn)經(jīng)營型體系，其分別由中央和地方進行管理。而在政企沒有明確的劃分下，地方政府在行使自身權利時，往往會受到當?shù)鼐唧w情況的限制，地方進行生產(chǎn)經(jīng)營決策有限，當上報至中央后往往存在滯后性，這近一步導致了水利管理上的滯后性。此外，行政與業(yè)務主體上的分離，又會導致政企不分、職責不明的情況，使得水利工程管理的工程質量控制存在問題。管理體系的不健全，還會導致水政及漁政在執(zhí)法、水資源統(tǒng)一管理權上出現(xiàn)工作的缺位及錯位。
2.3水利工程運行機制有待提高
目前，我國存在的大中水利工程或者灌溉區(qū)，特別是南方一些水利工程，其開發(fā)建設的時間往往較早，特別是七八十年代的水利工程依然大量存在。因為考慮到設計使用壽命及年限，這些水利工程雖然基本都還能發(fā)揮作用，但是受當時技術水平、資金方面的制約，這些水利工程又存在建設標準低、施工質量較差、渠道防滲與現(xiàn)代設施發(fā)展不配套等問題。特別是在老化失修的情況下，這些水利工程水資源利用率比較低，損失浪費嚴重，遇到洪澇等自然災害將面臨巨大的安全隱患。而從水利工程運行與管理的特點來看，水利工程設計專業(yè)面較廣、內容眾多、各地區(qū)情況不同且復雜，這就迫切需要加強改革。
2.4管理經(jīng)費有限
基層水管單位在實現(xiàn)自身運營管理上，必然需要消耗一定的人力、物力和財力，這些支出的補償主要在于水費的收入。作為公益性質來說，基層水管單位的支出得不到國家的有效補償，其運行管理的經(jīng)費自然短缺。此外，國家大量安置退伍軍人、大中專院校學生于基層水管單位就業(yè)，又導致了人員臃腫、素質低下，無法實現(xiàn)水資源及人力資源的優(yōu)化配置。而在基層水管單位基本社會保障體系不健全的情況下，又導致了大量職工被迫退休、下崗、待崗的惡性循環(huán)。
3基層水管單位水利工程運行與管理的對策
3.1建立健全基層水管單位水利工程運行與管理機制
近年來，國家推出了各項措施促進水利工程運行與管理的改革，在關于水利工程的運行與管理上也初步形成了一套自己的管理體系及形式，這在極大程度上促進了水利工程的實際建設與發(fā)展速度，在后續(xù)的運行與管理工作中，還需進一步完善。通過加強地方與政府的結合，完善上傳下達的溝通路徑，積極利用先進的互聯(lián)網(wǎng)做好信息的高效傳遞，可極大地提高水利管理的效率。在地方性水利工程管理上，國家應當鼓勵因地制宜，給地方政府充分的權利，在公益性質下，同樣鼓勵經(jīng)營性的管理發(fā)展[2]。
3.2積極探索有效的內部管理機制
管理觀念及管理方式的落后，歸根結底是內部管理機制的不健全所致。因此，需要加強內部管理機制的建設，通過為基層水利單位注入新的思想及活力，改變傳統(tǒng)觀念及思想。可以改變傳統(tǒng)的管理制度，更新管理理念，通過建立良好的崗位制度、津貼制度，激勵崗位工作者努力爭取任務。對于基層水利管理人員，應當明確其崗位目標及責任，建立賞罰制度，督促基層管理者做好自身工作。在平時，還應當加強基層管理者及員工的培訓及學習，及時引入新知識，督促基層工作者加強自身學習，提高自身綜合素質。
3.3加強現(xiàn)代化的基礎設施建設
加強現(xiàn)代化的基礎設施建設，就需要根據(jù)地方政府自身的情況，對建設年代已久的水利工程進行勘測、評估，及時發(fā)現(xiàn)水利運行及管理中存在的安全隱患，及時上報上級部門，做好加固或維修。各地方政府同樣應當結合自身情況，拿出相應的預算投入水利工程的現(xiàn)代化建設中，通過做好水利評估，開展相應的改造、擴建工作，使全局的水利基礎設施運行機制能夠滿足現(xiàn)代化的管理需求。
3.4發(fā)揮自身優(yōu)勢，大力開展多種經(jīng)營
開展多種經(jīng)營，是基層水管單位改變經(jīng)費有限的有效途徑。在做好運行管理維護工作的同時，依托于地方水力資源的優(yōu)勢，通過大力開展水上種植、多種養(yǎng)殖、餐飲、旅游和生態(tài)建設等經(jīng)營活動，實現(xiàn)水利運行管理附加值的提升，壯大自身的經(jīng)濟實力。當條件成熟時，再結合市場環(huán)境開展承包、合作制，搞活生產(chǎn)經(jīng)營，這樣地方在自給自足的條件下可實現(xiàn)自身運行管理的提升。
4結語
基層水管單位水利工程運行與管理存在的問題是多種多樣的，但實際的運行管理也是靈活多樣的。水管單位在總結自身問題的基礎上，結合現(xiàn)代化經(jīng)營管理理念，開展內部變革，發(fā)揮自身優(yōu)勢，是實現(xiàn)變革的重要手段。
水利工程畢業(yè)論文范文模板(二)：水利工程施工質量控制要素研究初探論文
摘要：我國水利工程施工管理朝著科學有序的方向發(fā)展，但是在實際的施工管理中存在一些問題，這樣就影響著工程質量。因此為了更好地提高水利工程的質量，必須對存在的問題進行分析，并且采取一些切實可行的措施加強質量控制，從而保障整個水利工程的順利進行。基于此，本文主要對水利工程施工管理的質量控制要點進行研究。
關鍵詞：水利工程；施工管理；質量控制
中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：（2020）-055
一、前言
在我國的民生項目中，水利工程是一個重要項目，工程質量的好壞對人們的生產(chǎn)和生活造成直接影響，近年來上級部門也強調把水利作為國家基礎設施建設的優(yōu)先領域。所以加強水利工程施工管理過程中的質量控制是非常有必要的，要根據(jù)水利工程的實際情況制定出合理有效的措施加強質量控制，從而使水利工程質量得到提高。
二、水利工程施工管理質量控制的重要性
在我國領域，水利工程是一項非常重要的基礎建設項目，在我國經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著非常重要的作用，那么為了更好地保證水利工程的順利開展和完工，在施工當中必須加強質量控制，不斷提高施工管理水平。與此同時在水利工程施工管理中，建設單位要想提高工程質量，需要提高每一個環(huán)節(jié)的建設效率，保證水利工程的建設周期，還要在施工中采取相應措施避免問題出現(xiàn)和安全隱患，從而就能提高整個工程的施工效率和質量。
三、影響水利工程施工管理質量的因素
1、材料的因素
在水利工程施工工作開展中，材料會直接影響工程質量，最常見的比如鋼筋的直徑、砼的強度等。如果在施工當中使用材料與施工達不到設計的標準，就會造成水利工程施工質量達不到標準，進而影響后期的使用效率。
2、施工工藝
在水利工程施工當中，施工工藝是影響工程質量和順利施工的重點，而在實際的水利工程施工中所要用到的施工工藝多種多樣，不同形式的工程所用的施工工藝也不盡相同。譬如水利工程中最常見的擋土墻就分為鋼筋混凝土擋墻、漿砌塊石擋墻、格賓網(wǎng)箱擋墻、鋼板樁擋墻等多種形式，不僅施工工藝不一樣，工程造價也大相徑庭，這就需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況、工程的預算投入來具體決定，因此在施工中應用符合工程實際的施工工藝才可以有效地保證工程質量、控制工程造價。
3、管理體制
水利工程要想有序開展，健全的管理體制是關鍵，也是保證工程質量的前提條件，如果管理體制不健全則會影響整個工程質量，在管理體制出現(xiàn)問題時，施工方案、施工進度等工作都會受到影響。水利工程與其他市政、建筑類的工程不一樣，因為水利上每年的5月-10月是汛期，是每年雨量較多水位上漲的時候，而大多數(shù)水利工又都承擔著到該地的防洪保安或者排澇灌溉等任務，所以對水利工程的施工工期和施工質量控制尤為重要。
4、人的因素
在水利工程施工中，工程質量受到人為因素的影響，在施工中要是管理和施工人員不能有效落實責任制度，就不能有效發(fā)揮工程的作用，從而造成各種質量問題發(fā)生。舉一個很簡單的例子：混凝土的振搗，這是各項混凝土工程澆筑的重要步驟，它可以排除混凝土中氣泡使混凝土更加密實并且消除混凝土的蜂窩麻面從而提高混凝土的強度。可是在實際的施工中總有一些工作人員責任心不強，這一步驟敷衍帶過，直接導致了混凝土成型后強度受到影響而且外觀質量不達標。所以提高管理和施工人員的綜合素質十分重要，因為哪怕是很小的原因也會影響到水利工程的整體質量。
四、水利工程施工管理中的質量控制的措施
1、加強對材料的質量控制
在進行材料質量控制時，首先在選擇和購買材料當中必須嚴格控制材料質量，對材料供應商的資質認真審查，并且科學合理的檢驗材料。然后在施工材料進入施工現(xiàn)場之前要做好材料檢驗工作，確保材料與施工要求和標準相符合以后才能進入施工現(xiàn)場。最后在材料使用中管理人員必須加強施工現(xiàn)場的控制，抽樣檢查正在使用的材料，保證材料質量，還要認真檢查施工設備，對于出現(xiàn)質量問題的設備要及時維修，從而保證施工進度。
2、完善施工工藝
施工過程是整個工程的關鍵環(huán)節(jié)，而施工工藝是施工過程的重點，所以在施工當中要不斷完善施工工藝，這是進行質量控制的重點。所以要保證施工工藝的時效性，對施工工藝問題進行及時有效解決，保證施工工藝與施工要求相符合。
3、建立健全和完善的質量控制體系
在水利工程施工當中任何一個細節(jié)都會影響工程質量，所以相關部門需要制定出合理有效的質量控制體系，確保工程質量。首先，需要制定合理的責任制度，把施工中責任落實到具體責任人身上，并且保證施工中出現(xiàn)問題可以立即找到相關責任人。其次，不斷完善監(jiān)理制度。監(jiān)理人員要有資格證才可以上崗工作，并且上崗之前要進行專業(yè)培訓；在日常施工中還要不斷創(chuàng)新監(jiān)理理念，將其應用到實踐中；還要不斷提高監(jiān)理人員的責任感，保證其在質量控制中發(fā)揮重要的作用。
4、打造優(yōu)秀的質量管理團隊
在水利工程中，打造一支優(yōu)秀的質量管理團隊是非常重要的。首先，要充分認識質量控制的重要作用，在建設水利工程中相關人員必須充分認識施工質量管理的重要作用，嚴格按照相關規(guī)范和要求開展施工工作；施工單位要加強施工人員的質量控制培訓，保證每位施工人員都具有責任意識。其次，不斷提升管理人員的質量監(jiān)督意識。在進行工程質量監(jiān)督中，作為監(jiān)督人員必須有良好的監(jiān)督意識，明確的目標，從而才能保證監(jiān)督質量。最后，施工單位為了更好地保證施工質量，儲蓄更多專業(yè)人才，就需要打造專業(yè)的質量管理團隊，在施工中對質量實施動態(tài)管理。
5、加入科學的管理手段
現(xiàn)代社會是一個創(chuàng)新發(fā)展的時代，各個行業(yè)都與創(chuàng)新密切相關，創(chuàng)新主要是依靠人們思想觀念和產(chǎn)品的創(chuàng)新。所以在水利工程管理中應該運用一些科學創(chuàng)新的管理方式，通過全新和科學的管理方式應對不斷發(fā)展的新的發(fā)明創(chuàng)造，還要跟進時代的發(fā)展步伐，運用管理的智慧對施工質量問題有效解決。
關鍵詞：塌陷區(qū)；土壤；重金屬；評價
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119
1 背景概況
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，各類含有重金屬的污染物通過各種渠道進入土壤中，造成土壤中重金屬富集。土壤中重金屬會通過各種途徑進入大氣，水體以及動植物，進而在人體類富集，危害人類健康。隨著近年來多地出現(xiàn)重金屬污染影響人類健康事件的發(fā)生后，重金屬問題日益被人們重視。
淮南礦業(yè)謝橋煤礦位于安徽省潁上縣東北部，謝橋煤礦位于淮南煤田潘謝礦區(qū)西部，處于鳳臺、潁上兩縣交界，距潁上縣城約20公里。并且隸屬于安徽省淮南市礦業(yè)集團的謝橋礦區(qū)共劃分為東一、東二、西一、西二四個采煤區(qū)，總面積大約為50km2[1]。
由于煤炭的過量開采，導致地面塌陷，從而出現(xiàn)采煤沉陷區(qū)這一環(huán)境問題。采煤沉陷區(qū)形成后，其巨大洼地在下雨積水后，形成了大面積的水域，并且隨著時間的推移，水底逐漸長出水草并且產(chǎn)生微生物，由于附近居民在沉陷水域中養(yǎng)殖魚類，使得之前的陸生環(huán)境完全演變?yōu)榱怂h(huán)境。謝橋礦區(qū)采煤塌陷水域周邊堆積的煤矸石礦山等給水體，給塌陷塘輸入了大量的持續(xù)性有機污染物、重金屬等[2]。隨著后期煤炭開采規(guī)模的不斷增加，沉陷區(qū)水域面積不斷擴展，水體水質受到嚴重影響，漁牧業(yè)等也會受到影響，嚴重制約了當?shù)亟?jīng)濟水平和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展[3]。
2 材料與方法
2.1 研究區(qū)域概況
研究區(qū)域位于安徽省淮南市謝橋礦區(qū)，謝橋沉陷水域主要分為西北沉陷水域和東南沉陷水域。所選擇的土壤采樣點位于沉陷水域的兩側，塌陷水域北側依次分布5個采樣點，南側接近村莊和河流布設2個采樣點（如圖所示）。每個采樣點采取1個表層土壤樣品，土壤深度為0～20cm。
2.2 樣品分析測定
將土壤樣品烘干研磨過0.149mm尼龍篩，稱取0.5g樣品置于聚四氟乙烯坩堝中，用去離子水潤濕樣品，然后加入10ml 濃鹽酸；在電熱板上低溫消解蒸發(fā)至剩5ml左右，加入15ml 濃硝酸；接著加熱使液體蒸發(fā)至粘稠狀，然后加入10ml氫氟酸繼續(xù)加熱；坩堝中溶液快干時，加入5ml的高氯酸，繼續(xù)消解至冒白煙，殘渣呈現(xiàn)均勻的淺色取下坩堝，加入1ml（1+1）硝酸，加熱溶解殘渣，至溶液完全澄清，轉入50ml容量瓶中，定容，過濾，上原子吸收分光光度計檢測。
2.3 污染評價方法
評價方法采用指數(shù)法，分別求出各重金屬離子的單因子指數(shù)和區(qū)域土壤重金屬的綜合污染指數(shù)，對謝橋區(qū)塌陷水域各采樣點的土壤中重金屬污染現(xiàn)狀進行評價分析。
（1）單因子指數(shù)法：國內外常用的評價方法之一，是用區(qū)域某污染物的實測值與土壤背景值進行相比，用比值表示該區(qū)域內此項污染物受污染的程度。
Pi=Ci/Si
式中：Pi為土壤中污染物i的環(huán)境質量指數(shù)；Ci為土壤中污染物i的實測濃度（mg/kg）；Si為該區(qū)域土壤中污染物i的環(huán)境背景值（mg/kg）。
（2）綜合指數(shù)法：采用內梅羅污染指數(shù)法計算其綜合污染指數(shù)
式中：PN 為內梅羅污染綜合指數(shù)；maxPi為各項污染物中污染指數(shù)最大值；為各項污染物污染指數(shù)平均值。
根據(jù)單因子指數(shù)法和內梅羅綜合污染指數(shù)法，可以將土壤重金屬污染等級分為5個污染級別。
3 實驗結果與討論
3.1 土壤重金屬檢測結果
采樣點土壤中重金屬含量如下圖所示：
由表2可知，1號采樣點處各項理化性質含量均較高，主要原因可能是因為其距離河流較近，河流的匯入給塌陷區(qū)土壤帶來大量的污染物質。由上面三個折線圖可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各點位土壤中分布較為均勻；Cd、Cr在各點位土壤中分布變化較大；4號采樣點出Cd含量比其他點位高，可能與該處點源污染有關。謝橋區(qū)土壤中不同重金屬平均污染程度為：Cd
3.2 謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染評價
參照1997年楊曉勇等人對淮南市土壤重金屬背景值的研究結果，分別計算淮南謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)[6]。
從單因子指數(shù)結果可知，研究地區(qū)土壤的重金屬污染以Zn最為突出，7個采樣點處污染以達到嚴重污染；4號采樣點土壤中Cd也達到嚴重污染，5號點土壤中Cd指數(shù)也大于2，屬于中度污染；并且大部分采樣點中的Ni污染均達到輕度污染，其他點屬未污染。所有采樣點處Cr和Cu的污染指數(shù)都小于1，屬于未污染，說明塌陷水域附近基本無Cr污染；Hg除了6號點超過1，其他采樣點處均未污染；1號點處Pb指數(shù)超過1，其他點處土壤均未污染。總結為，謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染水平為Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。
從內梅羅綜合指數(shù)結果可以看出，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各點處的綜合污染指數(shù)均大于3，屬于嚴重污染。因為內梅羅指數(shù)法中最大污染因子Zn值較大，故綜合指數(shù)法夸大了重金屬Zn值對土壤的污染。由于內梅羅指數(shù)法突出了污染指數(shù)最大的污染物對環(huán)境質量的影響和作用，此種計算方法對所得結果的影響很大，有些時候可能會存在人為夸大了一些因子的影響作用的情況，同時根據(jù)內梅羅指數(shù)法計算出來的綜合污染指數(shù)，只能在一定程度上反映污染的程度而難以反映出污染的質變特征[1]。因此研究中，內梅羅綜合指數(shù)法存在一定的局限性。
4 結論
（1）謝橋區(qū)土壤中不同重金屬平均污染程度為：Cd
（2）根據(jù)單因子指數(shù)法，謝橋塌陷區(qū)土壤重金屬污染水平為Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染較為突出。內梅羅指數(shù)法顯示，謝橋塌陷區(qū)土壤各采樣點污染程度為：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且內梅羅指數(shù)法在本項研究中適用性較低。
參考文獻：
[1]蘇桂榮.淮南潘謝礦區(qū)底泥與土壤中重金屬豎向分布規(guī)律研究[D].安徽理工大學，2012.
[2]蘇桂榮，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水質特征研究及評價――以淮南礦業(yè)集團謝橋礦為例[J].安徽理工大學學報：自然科學版，2012，32（01）：39-42.
[3]淮南市環(huán)境保護局.淮南市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調查報告[R].淮南：淮南市環(huán)境保護局出版，2001.
[4]郭偉，孫文惠，趙仁鑫等.呼和浩特市不同功能區(qū)土壤重金屬污染特征及評價[J].環(huán)境科學，2013，34（04）：1561-1567.
[5]土壤環(huán)境質量標準GB15618-1995.
[6]楊曉勇，孫立廣，張兆峰等.淮南市土壤元素背景值與土壤環(huán)境質量評估[J].土壤學報，1997（03）：344-347.
[7]方濤，劉劍彤，張曉華等.2002.河湖沉積物中酸揮發(fā)性硫化物對重金屬吸附及釋放的影響[J].環(huán)境科學學報，22（03）：324-329.
