水文與水資源工程范文
時(shí)間:2023-04-07 18:36:40
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篇1
水文水資源工程的培養(yǎng)目標(biāo)
本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有較扎實(shí)自然科學(xué)知識(shí),較好人文科學(xué)知識(shí),較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)、外語(yǔ)、管理等方面應(yīng)用能力與水文水資源及水環(huán)境方面專(zhuān)業(yè)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),能在水利、能源、交通、城市建設(shè)、農(nóng)林、環(huán)境保護(hù)等部門(mén)從事水文、水資源及環(huán)境保護(hù)方面勘測(cè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以及教學(xué)和基礎(chǔ)理論研究的高級(jí)工程技術(shù)人才。
水文與水資源工程 的就業(yè)方向從事水文、水資源及環(huán)境保護(hù)方面勘測(cè)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、管理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以及教學(xué)和基礎(chǔ)理論研究工作
水文與水資源工程 的介紹本專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)水文水資源及環(huán)境信息的采集及處理、水旱災(zāi)害預(yù)測(cè)及防治、水資源規(guī)劃、水環(huán)境保護(hù)、水利工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、水利工程運(yùn)行與管理、水政管理等方面基本理論和基本知識(shí),受到工程制圖、運(yùn)算、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等方面基本訓(xùn)練,具有應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)分析解決實(shí)際問(wèn)題、科學(xué)研究、組織管理的基本能力。
水文與水資源工程 的主要課程自然地質(zhì)學(xué)、氣象與氣候?qū)W、水力學(xué)、河流動(dòng)力學(xué)、水利工程、水文學(xué)原理、水文統(tǒng)計(jì)學(xué)、水資源學(xué)、地下水文學(xué)、環(huán)境化學(xué)、水利法規(guī)。
篇2
關(guān)鍵詞:水文與水資源工程;水文學(xué)原理;課程教學(xué);教學(xué)研究
中圖分類(lèi)號(hào):G6420;TV11文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):10052909(2015)06009705水文學(xué)原理課程是高等院校水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)的核心課程,是重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。主要內(nèi)容是以水文循環(huán)為核心,以水資源為方向,講授水文循環(huán)的各個(gè)要素和各種水體水文現(xiàn)象的物理機(jī)制、相互關(guān)系以及時(shí)空分布特征,要求學(xué)生深入理解水循環(huán)與水平衡等概念,理解和掌握降水、蒸散發(fā)、土壤水、下滲、地下水和地表水運(yùn)動(dòng)等物理過(guò)程的基本規(guī)律及基本定量計(jì)算方法,熟練掌握徑流形成過(guò)程的基本原理和基本規(guī)律,掌握河流、流域洪枯水形成及運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和數(shù)學(xué)模擬方法,了解土壤水的形成、運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律及其對(duì)蒸發(fā)、下滲、徑流形成過(guò)程的影響,了解特殊水體如河口潮汐、湖泊等有關(guān)水文現(xiàn)象及特點(diǎn)。主要任務(wù)是使學(xué)生對(duì)水文現(xiàn)象和水文科學(xué)有比較充分的認(rèn)識(shí),掌握該學(xué)科的分析研究方法,深入理解水循環(huán)與水平衡等概念,并掌握自然界各種水體的基本規(guī)律。該課程一般安排在學(xué)生學(xué)完水力學(xué)、氣象學(xué)與氣候?qū)W、自然地理學(xué)等基礎(chǔ)課程之后的第三學(xué)年上學(xué)期,是水文專(zhuān)業(yè)本科生學(xué)習(xí)水文測(cè)驗(yàn)、水文預(yù)報(bào)、水文水利計(jì)算、水資源規(guī)劃與利用等后續(xù)課程的重要基礎(chǔ),也是學(xué)生畢業(yè)后走上工作和科研崗位所必須掌握的重要知識(shí)儲(chǔ)備之一。鑒于該課程的重要性,本文以揚(yáng)州大學(xué)水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)的水文學(xué)原理課程教學(xué)為例,對(duì)該門(mén)課程教學(xué)實(shí)踐中遇到的若干問(wèn)題,以及如何增強(qiáng)教學(xué)效果進(jìn)行系統(tǒng)深入的剖析和探索。
一、水文學(xué)原理課程教學(xué)實(shí)踐存在問(wèn)題
水文學(xué)原理課程教材主要選用中國(guó)水利水電出版社出版的《水文學(xué)原理》第一版[1],該教材為高等學(xué)校水利學(xué)科專(zhuān)業(yè)規(guī)范核心課程教材。此外,選用芮孝芳編著的《水文學(xué)原理》作為教學(xué)參考書(shū)[2]。水文學(xué)原理課程具有理論性和系統(tǒng)性較強(qiáng)、推理公式繁瑣以及知識(shí)量龐大等特點(diǎn)。筆者根據(jù)近年來(lái)從事該門(mén)課程的教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合自己的教學(xué)體會(huì),就高校水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)水文學(xué)原理課程教學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行探討。
(一)對(duì)課程知識(shí)體系和學(xué)科最新進(jìn)展介紹不足
水文學(xué)包括眾多方面,是一個(gè)包羅萬(wàn)象的學(xué)科。然而現(xiàn)有水文課程教學(xué)體系受各高校本科教學(xué)計(jì)劃和大綱的限制,課堂教學(xué)只遴選部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)介紹,所講授的內(nèi)容并不充分,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠使學(xué)生對(duì)水文學(xué)和水文現(xiàn)象有全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。另外,現(xiàn)行教材對(duì)河流冰情、冰川徑流等的介紹不夠詳細(xì)和深入,相應(yīng)的計(jì)算方法也介紹較少。此外,教材對(duì)部分知識(shí)點(diǎn)的計(jì)算方法雖有介紹,但常用計(jì)算方法介紹不足。比如關(guān)于蒸散發(fā)計(jì)算的介紹,雖然介紹了熱量平衡法、空氣動(dòng)力學(xué)方法、綜合法、水量平衡法、經(jīng)驗(yàn)公式法以及器測(cè)法的理論和計(jì)算方法,但在介紹流域蒸散發(fā)能力計(jì)算的時(shí)候,沒(méi)有對(duì)目前應(yīng)用較廣的彭曼―蒙蒂斯公式進(jìn)行詳細(xì)介紹。
隨著現(xiàn)代信息科技的進(jìn)步,水文科學(xué)研究的新技術(shù)和新方法層出不窮。然而,教材主要針對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行介紹,對(duì)最新學(xué)科研究的進(jìn)展介紹不足。如關(guān)于面平均降水量的計(jì)算,教材對(duì)傳統(tǒng)的算術(shù)平均法、泰森多邊形法、等雨量線(xiàn)法、距離權(quán)重法進(jìn)行了介紹,但對(duì)最近發(fā)展的雷達(dá)和遙感測(cè)算法缺乏介紹。同時(shí),伴隨氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的影響,如何評(píng)估變化環(huán)境下水文循環(huán)對(duì)水文現(xiàn)象的影響,是一個(gè)新的科學(xué)問(wèn)題,然而現(xiàn)有大多數(shù)教材并未提及或較少介紹以上最新熱點(diǎn)內(nèi)容。
高等建筑教育2015年第24卷第6期
王景才,等高等院校水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)水文學(xué)原理課程教學(xué)探索
(二)過(guò)于依賴(lài)?yán)碚摻虒W(xué)而忽視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
高等學(xué)校實(shí)踐教學(xué)是本科教學(xué)工作的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力和工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。只有將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與理論知識(shí)體系有機(jī)結(jié)合起來(lái),才能使學(xué)生更牢固更系統(tǒng)地掌握本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系,才能順利實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)[3]。然而,當(dāng)前高校水文學(xué)原理課程教學(xué)由于知識(shí)點(diǎn)容量大而課時(shí)又較少的原因,普遍存在重理論教學(xué)而忽視實(shí)踐教學(xué)的問(wèn)題。比如,揚(yáng)州大學(xué)水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中該課程教學(xué)周為1~14周,56學(xué)時(shí),3.5學(xué)分。由于課時(shí)較少,大多采用部分工程實(shí)例或者計(jì)算例題進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用訓(xùn)練,還未形成獨(dú)立的水文實(shí)踐教學(xué)。而水文學(xué)原理課程有很多內(nèi)容可以開(kāi)展實(shí)踐教學(xué),比如土壤含水量測(cè)定實(shí)驗(yàn)、下滲實(shí)驗(yàn)、徑流小區(qū)或坡面產(chǎn)流實(shí)驗(yàn)等。這一重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象在高校比較普遍,與高校培養(yǎng)大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的目標(biāo)相差較遠(yuǎn),亟需在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中得到改善。
(三)教學(xué)手段和學(xué)習(xí)效果考察方式過(guò)于簡(jiǎn)單
目前大學(xué)課堂教學(xué)手段主要以多媒體課件為載體,并輔以板書(shū)的形式進(jìn)行,教學(xué)方法以講授法為主。由于過(guò)多使用多媒體課件,導(dǎo)致部分學(xué)生認(rèn)為課后拷貝課件進(jìn)行自我復(fù)習(xí)即可掌握知識(shí),因而忽視課堂講授,注意力不集中。講授式教學(xué)方法,主要是通過(guò)傳授知識(shí)、闡明概念、論證定律和公式,引導(dǎo)學(xué)生分析和認(rèn)識(shí)問(wèn)題。該教學(xué)法使教師容易控制教學(xué)進(jìn)程,能夠使學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí);但如果運(yùn)用不好,無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,就會(huì)出現(xiàn)教師滿(mǎn)堂灌、學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)的局面,師生間的互動(dòng)也會(huì)較少。
另外,在對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考察上,一般也多通過(guò)課堂提問(wèn)、布置作業(yè)、考試等形式進(jìn)行。部分學(xué)生較為懶散,課后也不主動(dòng)學(xué)習(xí),純粹應(yīng)付作業(yè)和考試,偏離了專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案中要求學(xué)生掌握寬廣知識(shí)體系的要求。
如何改進(jìn)教學(xué)方法和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性積極性,是高校專(zhuān)業(yè)教學(xué)中普遍面對(duì)的一個(gè)問(wèn)題。
(四)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在較多問(wèn)題
受各因素影響,大部分大學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性有所下降,厭學(xué)及學(xué)習(xí)倦怠是當(dāng)前高校較為常見(jiàn)的問(wèn)題[4-5]。筆者經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的觀(guān)察,以及與學(xué)生交流,發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在諸多問(wèn)題。
一是,學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的價(jià)值和意義不清楚。很多學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)不理解,對(duì)職業(yè)發(fā)展目標(biāo)不明確,不知水文是什么,存在人生觀(guān)模糊、積極性不高、學(xué)風(fēng)懶散、心理迷茫等問(wèn)題;部分學(xué)生不知該課程在專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備中的地位,不知所學(xué)知識(shí)有何用,不知所學(xué)知識(shí)對(duì)將來(lái)課程學(xué)習(xí)的意義,從而未給予充分重視,沒(méi)有強(qiáng)烈求知欲望;甚至還有部分學(xué)生基于教材中文字內(nèi)容較多而片面認(rèn)為該課程屬于文科性質(zhì),僅需要靠背誦和記憶來(lái)掌握該門(mén)課程知識(shí)。
二是,部分學(xué)生的學(xué)習(xí)方法和基礎(chǔ)知識(shí)有所欠缺。目前大部分學(xué)生課前不預(yù)習(xí),只是被動(dòng)地接受知識(shí),適應(yīng)填鴨式教學(xué)方法,主動(dòng)思考能力不足,不能將課本知識(shí)與水文現(xiàn)象結(jié)合起來(lái)融會(huì)貫通地思考研究;部分學(xué)生認(rèn)為課后復(fù)習(xí)多媒體課件即可,課堂聽(tīng)講不專(zhuān)心;還有部分學(xué)生由于高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不好,以致在面臨下滲方程、圣維南方程組、槽蓄方程、特征河長(zhǎng)法、馬斯京根法等的時(shí)候,覺(jué)得公式推理過(guò)程較為繁瑣,理解起來(lái)比較費(fèi)勁。
如何增強(qiáng)上述學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果,也是當(dāng)前高校教學(xué)工作中需要探索的問(wèn)題。
二、水文學(xué)原理課程教學(xué)的若干改革探索
基于揚(yáng)州大學(xué)以及兄弟院校水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的要求,筆者根據(jù)從事該課程的教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合自身的教學(xué)體會(huì),就如何提高高校水文學(xué)原理課程的教學(xué)效果進(jìn)行了探索。
(一)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)選擇和適當(dāng)擴(kuò)充
首先,梳理好知識(shí)點(diǎn)脈絡(luò)結(jié)構(gòu)并抓住重點(diǎn)。按照培養(yǎng)方案的要求,將需要重點(diǎn)掌握的水量平衡、降水―蒸發(fā)―下滲―徑流等水文循環(huán)過(guò)程、流域產(chǎn)匯流過(guò)程等章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)深入的講解,兼顧河口、潮汐、泥沙等水文現(xiàn)象,適當(dāng)介紹水文學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容和發(fā)展歷程。同時(shí),在課程講授過(guò)程中,適當(dāng)介紹洪澇和干旱、水環(huán)境和水生態(tài)等對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)社會(huì)造成的影響,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)水文科技給自然生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)社會(huì)的良性發(fā)展帶來(lái)的福音,幫助學(xué)生領(lǐng)悟該門(mén)課程的魅力以及明晰學(xué)習(xí)的價(jià)值。
其次,適當(dāng)增加課外知識(shí)內(nèi)容并引入最新研究信息。筆者對(duì)教材中缺少但實(shí)踐應(yīng)用又較多的方法進(jìn)行補(bǔ)充介紹,幫助學(xué)生擴(kuò)大視野和開(kāi)拓思路。如教材中關(guān)于流域蒸散發(fā)能力的計(jì)算,介紹了基于氣溫的Thornthwaite公式,但是對(duì)應(yīng)用較廣且精度較高的彭曼―蒙蒂斯公式介紹較少,因此可適當(dāng)增加該內(nèi)容的講解,并以作業(yè)的形式讓學(xué)生得到實(shí)例操練。又比如在講解產(chǎn)匯流過(guò)程和水文模型等內(nèi)容的時(shí)候,增加山坡水文學(xué)、水文研究方法等內(nèi)容,補(bǔ)充水文模型從概念性到物理性、從集總式到分布式的發(fā)展歷程等內(nèi)容,并介紹相應(yīng)類(lèi)型的水文模型結(jié)構(gòu)及不同模型的區(qū)別和聯(lián)系。通過(guò)以上教學(xué)實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思路有所開(kāi)拓,視野有所擴(kuò)大,對(duì)水文科學(xué)演進(jìn)方法有了一定思考,求知探索精神也有所增強(qiáng)。
再者,注意理論聯(lián)系實(shí)際。多將科研工作中或工程上的案例引入教學(xué),如在講授產(chǎn)匯流章節(jié)的時(shí)候,可在課堂教學(xué)中適當(dāng)介紹暴雨山洪預(yù)警系統(tǒng)等科研課題在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用,讓學(xué)生深刻感受到水文知識(shí)服務(wù)社會(huì)民生的價(jià)值,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)以致用的精神。
(二)增加課堂內(nèi)外實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的內(nèi)容和比例
1.增強(qiáng)課程內(nèi)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例
課堂講授的理論和方法,需要結(jié)合課堂實(shí)例操作、校內(nèi)實(shí)驗(yàn)和校外參觀(guān)實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),以便學(xué)生能更好地理解和掌握。筆者為此進(jìn)行了一些有益的探索和實(shí)踐。在講授區(qū)域降水量計(jì)算的時(shí)候,除了講授教材中幾種方法的原理和計(jì)算步驟之外,還應(yīng)給出實(shí)例或作業(yè),并針對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。比如,針對(duì)同場(chǎng)次降水過(guò)程,分別借助Arcgis的空間插值技術(shù)或surfer軟件的等值線(xiàn)圖功能進(jìn)行區(qū)域平均降水量的推求,并比較增減雨量站點(diǎn)的密度對(duì)結(jié)果的影響,鍛煉學(xué)生的分析能力。在講授土壤含水量的時(shí)候增加試驗(yàn)環(huán)節(jié),選用人工烘干法、TDR、FDR等土壤水分傳感器對(duì)土壤水分進(jìn)行測(cè)定,對(duì)比測(cè)定方法原理和結(jié)果的差異性,從而幫助學(xué)生熟悉相關(guān)儀器的操作,并鍛煉分析和動(dòng)手能力。在講授產(chǎn)流章節(jié)中不同徑流成分如何形成的知識(shí)點(diǎn)后,若有條件可以搭建室外徑流模擬平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),從而加深學(xué)生對(duì)下滲和產(chǎn)流等關(guān)鍵水文過(guò)程的理解。以上實(shí)踐內(nèi)容,能夠有效提高學(xué)生的科學(xué)分析和實(shí)際動(dòng)手能力,增強(qiáng)教學(xué)效果。揚(yáng)州大學(xué)目前正在進(jìn)行校內(nèi)水資源與水生態(tài)試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè),建成后開(kāi)展降水、蒸發(fā)、徑流、下滲等水文過(guò)程監(jiān)測(cè)和分析將更加具有操作性,水文學(xué)原理課程的實(shí)踐性教學(xué)也將更加可行。
2.鼓勵(lì)課外水文科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)
引導(dǎo)學(xué)生積極參加水文科學(xué)公益活動(dòng),如世界水日、濕地保護(hù)日、干旱與荒漠化防治日等;引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)校院兩級(jí)團(tuán)委組建水科學(xué)協(xié)會(huì)、水資源協(xié)會(huì)、水文化協(xié)會(huì)等,指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展水文化交流、水文與水資源熱點(diǎn)問(wèn)題調(diào)查等,如水環(huán)境調(diào)查、河湖水系普查等暑期社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)等;吸引部分學(xué)生參與教師的科研活動(dòng),通過(guò)科研課題研究的鍛煉,促進(jìn)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握,同時(shí)也培養(yǎng)其實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。以上活動(dòng)是對(duì)課堂內(nèi)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的有益補(bǔ)充,既可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)水文科學(xué)問(wèn)題的認(rèn)識(shí),又能鍛煉發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,感悟水文科學(xué)的魅力,激發(fā)作為水文科技工作者的使命感和自豪感,鞏固學(xué)習(xí)效果。
(三)教學(xué)方法的靈活選用和教學(xué)資源平臺(tái)的建設(shè)
教學(xué)方法過(guò)于單一將影響課堂教學(xué)效果。筆者認(rèn)為應(yīng)結(jié)合課程特點(diǎn),探索符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律和感知規(guī)律的教學(xué)方法,充分發(fā)揮現(xiàn)代科技資源在高校課程教學(xué)中的作用。
篇3
關(guān)鍵詞:節(jié)水宣傳教育參與程度
1.公眾認(rèn)識(shí)的誤區(qū)障礙
節(jié)約用水的公眾參與,不僅包括公眾積極參加和實(shí)施節(jié)約和保護(hù)水資源的有關(guān)項(xiàng)目或有關(guān)行動(dòng),更重要的是要改變自己的思考方式,建立可持續(xù)發(fā)展的世界觀(guān),進(jìn)而運(yùn)用符合可持續(xù)發(fā)展的方法去改變自己的行為方式。而現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,公眾的思想認(rèn)識(shí)中存在諸多的誤區(qū)和障礙,直接影響著節(jié)約用水的深入實(shí)施:
(1)認(rèn)為地球上的水資源是無(wú)限的。這種意識(shí)的危害在于如果我們沒(méi)有節(jié)制地?zé)o限制開(kāi)采,就會(huì)使環(huán)境的變化超過(guò)不可逆轉(zhuǎn)損害的閥值,進(jìn)而危及到人類(lèi)自身的生存。
(2)環(huán)境的相互依存性認(rèn)識(shí)障礙。僅憑淺顯的感官印象或狹窄的學(xué)科知識(shí)來(lái)判斷因果關(guān)系,有意或無(wú)意地破壞環(huán)境各部分之間、環(huán)境與人類(lèi)之間的相互依存性和微妙的平衡。
(3)水是自然資源,是無(wú)價(jià)值的。以為只有能換成貨幣的東西才是有價(jià)值的。而現(xiàn)實(shí)當(dāng)中人們難以用貨幣估價(jià)被轉(zhuǎn)移和已造成的污染和資源衰減所造成的影響。
(4)即使有危機(jī)也不可能即時(shí)顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)未來(lái)的線(xiàn)性外推和狹隘的經(jīng)驗(yàn)主義思維,并不知道一旦一些事情進(jìn)入“正反饋”,就有可能出現(xiàn)突變而帶來(lái)意想不到的后果。
(5)技術(shù)的進(jìn)步會(huì)處理一切。這是一種既飽含希望,又在制造危險(xiǎn)的觀(guān)念,其必然導(dǎo)致出一種單純“迷信”,為急功近利者制造借口。
(6)人沒(méi)有必要為后代考慮,那是“杞人憂(yōu)天”。缺乏對(duì)人類(lèi)整體最深層基礎(chǔ)的觀(guān)念,和十分自然而又最起碼的覺(jué)悟。
2.輿論監(jiān)督與行政機(jī)制的關(guān)聯(lián)
據(jù)統(tǒng)計(jì),以淮河的防污治污為例,自1977年至1994年,國(guó)家頒布的關(guān)于保護(hù)淮河流域環(huán)境的政策和法令就有十余項(xiàng)之多。但1994年7月的淮河特大污染事件,造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2億元。我國(guó)著名的七大水系污染也日益嚴(yán)重(見(jiàn)表一)。黃河自1972年開(kāi)始出現(xiàn)斷流,至今已達(dá)8次之多。據(jù)1988年至1992年資料統(tǒng)計(jì),黃河上游的人口不足全流域的10%,而平均每年引用河川徑流量占黃河流域內(nèi)及其供水區(qū)平均量的50%。上游地區(qū)用于農(nóng)業(yè)灌溉的畝均灌溉水量為全國(guó)的1.5--3.2倍,長(zhǎng)期使用黃河水灌溉致使耕地鹽堿化,導(dǎo)致又必須多灌水用以壓堿。而上游地區(qū)農(nóng)業(yè)水價(jià)只是全國(guó)本以很低的平均水價(jià)的大約五分之一到十分之一。
據(jù)《中國(guó)21世紀(jì)議程》中截止1994年的統(tǒng)計(jì),我國(guó)已制定出4部環(huán)境法律、8部資源管理法律、260多項(xiàng)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),20多項(xiàng)環(huán)境資源標(biāo)準(zhǔn),已初步形成了環(huán)境資源保護(hù)的法律體系框架。在國(guó)家現(xiàn)在正由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)軌的過(guò)渡性過(guò)程中,造成上述不應(yīng)有的狀況,除歷史和自然原因外,還有體制和行政機(jī)制問(wèn)題。長(zhǎng)于取水,短于節(jié)水;強(qiáng)于搞工程,弱于建機(jī)制;勤于組織運(yùn)動(dòng),怯于調(diào)整利益關(guān)系。使當(dāng)前水資源的配置,既無(wú)統(tǒng)一計(jì)劃,又不講市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益,是做起來(lái)最容易但也是最危險(xiǎn),形式上管而實(shí)際上是搶的配置方式。上述分析的結(jié)論是:如果回避、推遲部門(mén)、地區(qū)之間固有的政策及利益強(qiáng)有力度的調(diào)整,就會(huì)使得國(guó)家的法律和政策效力弱化和衰減甚至失效。由于歷史的原因和現(xiàn)實(shí)中體制上的矛盾,難以避免產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)行為的政績(jī)化和政府行政功能經(jīng)濟(jì)化的現(xiàn)象。因此,得出的最終結(jié)論是:要使各級(jí)政府的行為變得適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求,必須調(diào)整其組織和權(quán)力的配置,建立一個(gè)對(duì)政府的政績(jī)有真實(shí)評(píng)價(jià)的機(jī)制。水資源的合理利用與保護(hù)離不開(kāi)政府的行為,而離開(kāi)了監(jiān)督的政府也不可能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。因此,必須建立健全一個(gè)超越權(quán)力和金錢(qián)制約的評(píng)價(jià)系統(tǒng),能體現(xiàn)社會(huì)成本的經(jīng)濟(jì)效益或政績(jī)的指標(biāo)體系,用知識(shí)去監(jiān)督權(quán)力,讓公眾有權(quán)了解更多的實(shí)情,發(fā)揮民主的而不是、主觀(guān)臆斷的科學(xué)決策功能,把可持續(xù)發(fā)展和資源與環(huán)境意識(shí)根存于公眾當(dāng)中,這便是對(duì)輿論監(jiān)督作用的最終定位。
3.強(qiáng)化節(jié)水宣傳教育的內(nèi)容和方式
節(jié)約用水,是以社會(huì)節(jié)水、全民節(jié)水為目標(biāo)。在宣傳節(jié)約用水時(shí),應(yīng)立足于本地的水資源狀況,充分考慮其開(kāi)發(fā)利用的前景及城市現(xiàn)實(shí)狀況,因地制宜,因事而地選擇不同的宣傳方式,針對(duì)公眾節(jié)水意識(shí)上的認(rèn)識(shí)誤區(qū)及障礙,展開(kāi)富有成效的宣傳和教育活動(dòng)。
首先,要強(qiáng)化對(duì)政府官員的法律、政策和理論認(rèn)識(shí)上的宣傳,使其樹(shù)立正確的節(jié)水和水資源的管理觀(guān)念,在決策中自覺(jué)重視到節(jié)約用水。
其次,要面向公眾,發(fā)動(dòng)群眾,把宣傳節(jié)約用水的重點(diǎn)放在公眾中間;放在基層。通過(guò)舉辦專(zhuān)題文藝晚會(huì)、進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽、舉辦節(jié)水成果展覽和舉行各種以節(jié)約用水為主題的各種群藝活動(dòng),并注重運(yùn)用板報(bào)、公益廣告、宣傳標(biāo)語(yǔ)、有線(xiàn)廣播、電視以及公共互聯(lián)網(wǎng)等媒體形式進(jìn)行常年不懈的滲透式宣傳,逐步提高公眾的節(jié)水意識(shí)。
第三是要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)展宣傳教育活動(dòng)。應(yīng)當(dāng)把我國(guó)現(xiàn)實(shí)的水環(huán)境及水資源狀況納入中、小學(xué)教育,使公眾從小就接受到水憂(yōu)患意識(shí)的熏陶。經(jīng)常性地在廣大中小學(xué)生中間開(kāi)展主題性質(zhì)的征文、講座、歌詠比賽、夏令營(yíng)和郊游活動(dòng),使公民從小就養(yǎng)成良好的節(jié)水觀(guān)念。
第四、輿論媒體有關(guān)部門(mén)及時(shí)接納并受理對(duì)跑、冒、滴、漏浪費(fèi)水、造成水環(huán)境污染的行為的嚴(yán)肅查處,及時(shí)予以曝光,進(jìn)行深層次地追蹤報(bào)道,抓好正反兩個(gè)方面的典型事例,以引起公眾的充分觀(guān)注,逐步形成全民節(jié)水、人人節(jié)水、愛(ài)水、珍惜水的良好社會(huì)道德風(fēng)尚。
強(qiáng)化節(jié)約用水的宣傳教育,應(yīng)確立起“面向公眾、重在基層、從中小學(xué)生抓起”的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo),以適宜的方式,較低的投入成本,取得較好的宣傳教育效果。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
4.公眾參與途徑探討
水資源的有效保護(hù)與合理利用,實(shí)施可持續(xù)發(fā)展,從概念到行動(dòng),主要取決于兩個(gè)因素:一是公眾的覺(jué)悟和道德,即環(huán)境美德。二是研究開(kāi)發(fā)公眾參與的有效途徑。塑造公眾的環(huán)境美德、開(kāi)展充滿(mǎn)創(chuàng)造力的群眾性自我教育運(yùn)動(dòng),為實(shí)施公眾充分參與探索了可供選擇的途徑。
(1)自愿責(zé)任。把保護(hù)水環(huán)境的某一具體內(nèi)容當(dāng)做公眾自己的自愿責(zé)任,為實(shí)踐自己的諾言而開(kāi)展行動(dòng)。
(2)“藍(lán)天碧水”行動(dòng)。主要參加者以中小學(xué)生為主,可由自愿的社會(huì)公益者出面組織。以輕松自然的風(fēng)格,進(jìn)行文藝演奏和演出、繪畫(huà)、簽名等活動(dòng),讓公眾與孩子在一起感受自然的美好與和諧,引起人與人的共鳴。
(3)監(jiān)督新聞媒體??煞蛛A段展開(kāi)調(diào)查統(tǒng)計(jì),對(duì)各媒體、報(bào)刊對(duì)環(huán)境與資源的關(guān)注程度、報(bào)道條數(shù)、篇幅進(jìn)行統(tǒng)計(jì)打分,并對(duì)其動(dòng)向進(jìn)行研究、剖析。每年向獲環(huán)境意識(shí)最高得分的和最低得分的媒體及記者發(fā)出衷懇的感謝和建議。
(4)創(chuàng)立相關(guān)主題為宗旨的基金會(huì)。資助進(jìn)行科學(xué)研究、學(xué)術(shù)交流、并開(kāi)展其他相關(guān)活動(dòng)。
(5)寫(xiě)作出版相關(guān)的內(nèi)容和科普、啟蒙讀物。
(6)組織舉辦節(jié)水知識(shí)講座。主要針對(duì)是中小學(xué)的教師及師范院校的高年級(jí)學(xué)生等。
(7)組織建立節(jié)水志愿者網(wǎng)絡(luò),交流節(jié)水經(jīng)驗(yàn)、傳播有關(guān)信息。
篇4
關(guān)鍵詞:水資源;論證;關(guān)鍵;水文;技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
水文與水資源工程以地球科學(xué)基本理論為基礎(chǔ),以水資源為主要研究對(duì)象,系統(tǒng)學(xué)習(xí)水資源的分布、形成、演化等方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能,并將其應(yīng)用于水信息的采集和處理,水資源的規(guī)劃與開(kāi)發(fā)、評(píng)價(jià)與管理等工作中。隨著科技的快速發(fā)展,3S技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
一、水文水資源技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的現(xiàn)狀
(一)水文水資源技術(shù)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)
當(dāng)前水文水資源技術(shù)通過(guò)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)技術(shù)大大提高了書(shū)劍能力,從而為社會(huì)整體提高了抗旱和防洪的能力,使水文水資源技術(shù)的減災(zāi)效果達(dá)到了前所未有的水平。預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)采用氣象與稅務(wù)結(jié)合、天氣雷達(dá)技術(shù)和分布式水文模型,實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性的提升。
(二)水文水資源技術(shù)的監(jiān)測(cè)技術(shù)
水文水資源監(jiān)測(cè)技術(shù)包括了新型、高靈敏度的水文信息的監(jiān)測(cè)傳感器、遠(yuǎn)程傳輸、信息采集、數(shù)據(jù)管理、處理和分析的技術(shù)與設(shè)備、地下水溫度和水位等自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)與設(shè)備、河湖水質(zhì)的紅線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)與設(shè)備、依靠衛(wèi)星遙感信息進(jìn)行大范圍的土壤墑情的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析技術(shù)與設(shè)備等。
(三)水資源的配置與調(diào)度技術(shù)
水文水資源技術(shù)將總量控制來(lái)作為核心的統(tǒng)一調(diào)度的流域水資源技術(shù)體系,從而實(shí)現(xiàn)從單一的水利工程調(diào)度跨越到跨流域或全流域多水源(過(guò)境水、地下水、地表水)的統(tǒng)一配置和調(diào)度技術(shù)。
(四)水生態(tài)環(huán)境改良與水環(huán)境治理技術(shù)
水生態(tài)環(huán)境改良與水環(huán)境治理技術(shù)能夠有效地緩解污染的問(wèn)題,并提高水體的自?xún)裟芰?,從而改善改良生態(tài)環(huán)境。從宏觀(guān)上來(lái)看,水生態(tài)環(huán)境改良與水環(huán)境治理技術(shù)包括了富營(yíng)養(yǎng)化水體的水上種植的技術(shù)、城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)河網(wǎng)的多功能疏浚技術(shù)和設(shè)備、大型渠道的清污技術(shù)、控制水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化生物的操縱技術(shù)和淤泥固化的技術(shù)等。
二、水文水資源領(lǐng)域的存在的問(wèn)題
(一)研究經(jīng)費(fèi)投入不足、相關(guān)技術(shù)落后以及理論不完善。近些年,我國(guó)對(duì)水文水資源的研究不斷深入,研究經(jīng)費(fèi)也有大幅度的增加,但由于水文水資源所涉及的時(shí)間、空間跨度大,需要耗費(fèi)巨大的人力物力,經(jīng)費(fèi)不足短期內(nèi)將難以解決。一些全球性的水文問(wèn)題,由于問(wèn)題的復(fù)雜性、所需研究經(jīng)費(fèi)巨大,目前并沒(méi)有得到充分的探討,此外,水文的研究還呈現(xiàn)出一種不平衡性,有些熱點(diǎn)問(wèn)題,聚集了太多的人力、物力,而一些冷門(mén)領(lǐng)域,則研究項(xiàng)目少之又少。
(二)水文數(shù)據(jù)是水文資料研究的基礎(chǔ),目前我國(guó)用于水文監(jiān)測(cè)的設(shè)備數(shù)量不足、設(shè)備也相對(duì)落后。先進(jìn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備可以將水文工作人員將繁重的重復(fù)勞動(dòng)中解脫出來(lái),在西方國(guó)家,這些設(shè)備被廣泛應(yīng)用于水文監(jiān)測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域,在我國(guó),這些高效率、高精度、全自動(dòng)化的監(jiān)控設(shè)備,并沒(méi)有得到大規(guī)模的應(yīng)用,大量水文數(shù)據(jù)還是通過(guò)傳統(tǒng)人工方式獲取,人工獲取方式不僅效率地、而且容易出錯(cuò)。
(三)水資源日益枯竭、但與節(jié)水相關(guān)的制度、技術(shù)卻并不完善。目前我國(guó)的水資源管理主要是同過(guò)水總量來(lái)控制的,水總量控制看起來(lái)簡(jiǎn)單,但要真正的實(shí)施卻遠(yuǎn)非如此,這其中涉及到水量監(jiān)測(cè)、用水模擬、節(jié)水治污的許多相關(guān)制度和技術(shù),沒(méi)有這些相關(guān)制度建設(shè)和技術(shù)保障,通過(guò)水總量來(lái)節(jié)水就是紙上談兵。
(四)非傳統(tǒng)水資源利用相對(duì)落后。隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展,水資源利用范圍越來(lái)越廣,出現(xiàn)了許多非傳統(tǒng)的水資源利用方式,如城市雨水利用、城市污水資源利用等,總體來(lái)說(shuō),我國(guó)非傳統(tǒng)水資源利用相對(duì)較差,相關(guān)的技術(shù)也比較落后。
(五)工業(yè)技術(shù)和城市生活在給人類(lèi)帶來(lái)便利的同時(shí)也給水環(huán)境造成了一定的破壞,我國(guó)目前相關(guān)的工業(yè)、生活污水處理技術(shù)落后、生態(tài)修復(fù)也差強(qiáng)人意。應(yīng)該加大宣傳,使人們認(rèn)識(shí)到水資源的珍貴,并積極在生活和生產(chǎn)中節(jié)約用水,同時(shí)鼓勵(lì)污水處理、生態(tài)修復(fù)相關(guān)領(lǐng)域的研究。
(六)水文水資源數(shù)字化、信息化相對(duì)落后。許多與水文水資源相關(guān)的決策、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要建立在大量水文數(shù)據(jù)之上,但目前我水文水資源信息化建設(shè)相對(duì)落后,許多珍貴的水文數(shù)據(jù)由于沒(méi)有相關(guān)信息化平臺(tái),許多水文研究人員、水文政策的制定者都無(wú)法獲取,因此在我國(guó)有必要加大對(duì)水文信息化建設(shè)的力度,使水文信息更好地為我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)服務(wù)。
三、我國(guó)水文水資源的發(fā)展現(xiàn)狀
(一)水利科技的研究主要以水文水資源領(lǐng)域的技術(shù)為依托。
通過(guò)借鑒外國(guó)的先進(jìn)理念與技術(shù),當(dāng)前我國(guó)的水利研究逐漸發(fā)展成可持續(xù)發(fā)展及現(xiàn)代化水利工程,其目的主要是針對(duì)民生水利而言。水利部門(mén)也相應(yīng)開(kāi)展多種具有針對(duì)性的項(xiàng)目來(lái)推動(dòng)水文水資源科技的不斷向前發(fā)展,通過(guò)研究,我國(guó)先后在水文信息監(jiān)測(cè)技術(shù)、水文預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)、水資源合理配置、水資源監(jiān)控技術(shù)、重點(diǎn)地區(qū)的水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)技術(shù)等方面的研究和技術(shù)推廣都取得了不俗的成績(jī)。
(二)水文監(jiān)控及預(yù)報(bào)的發(fā)展。
監(jiān)測(cè)技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備的出現(xiàn),為研究新型雨量的蒸發(fā)、流量及其觀(guān)測(cè)水文水資源提供了便利,同時(shí)也形成了集水文信息收集、傳輸、分析、監(jiān)控、預(yù)警和管理于一體的流域水文信息服務(wù)體系。通過(guò)新型技術(shù)和設(shè)備,流域水文預(yù)報(bào)已從單一的預(yù)報(bào)方案向多個(gè)模型和綜合方法組成的功能較強(qiáng)的預(yù)報(bào)系統(tǒng)發(fā)展,同時(shí)也增加了技術(shù)的革新及應(yīng)用。新技術(shù)的應(yīng)用成功預(yù)防預(yù)測(cè)洪澇等自然災(zāi)害,雨量旱情的及時(shí)預(yù)報(bào),為科學(xué)調(diào)度攔蓄洪水,保護(hù)群眾財(cái)產(chǎn)安全,及時(shí)營(yíng)救受困群眾,提供了便利和重要的指揮決策前提。通過(guò)應(yīng)用新型水文預(yù)測(cè)預(yù)警體系,在洪汛方面同樣成績(jī)顯著,在抵抗泥石流,山體滑坡等方面起到積極的作用。
(三)水文水資源調(diào)控技術(shù)應(yīng)用。
我國(guó)河流總體規(guī)劃及河流流域的總體改造是我國(guó)現(xiàn)代技術(shù)在水文水資源利用及規(guī)劃方面的一里程碑,同時(shí)也為我國(guó)對(duì)水資源調(diào)控和配置提供依據(jù)。初步完成的水資源監(jiān)控系統(tǒng),不但提高了對(duì)水利方面的監(jiān)控能力,更合理優(yōu)化配置。新型技術(shù)的應(yīng)用與推廣,形成了以服務(wù)民生,合理配置水資源利用的理念。有利于流域地區(qū)的灌溉由傳統(tǒng)式向全自動(dòng)化式的合理轉(zhuǎn)變。使我國(guó)水資源利用,合理調(diào)配提供有力依據(jù),近年來(lái)的,南水北調(diào),三峽工程,以及引黃濟(jì)淀等浩大工程都以此作為前提,并取得了明顯成效,水資源的合理調(diào)控與配置也為城市安全用水提供保障?,F(xiàn)階段,在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展的流域安全用水等研究,并形成了以合理配置水資源利用等一系列的技術(shù)層面的管理模式,此舉為解決全國(guó)不同地區(qū)用水難,水資源不豐沛等現(xiàn)象提供便利。同時(shí),在我國(guó)沿海地區(qū)先后建設(shè)咸水淡化的等工程,為緩解我國(guó)用水壓力等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題作出新的貢獻(xiàn)。針對(duì)不同地區(qū),因地制宜建設(shè)和諧型用水模式,水資源的合理調(diào)控與配置發(fā)揮了巨大帶頭作用。
四、水文水資源技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)
(一)對(duì)水文事件的預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)能力
水文水資源技術(shù)的發(fā)展將會(huì)突出水文信息技術(shù)和信息采集技術(shù),要與氣象衛(wèi)星、監(jiān)測(cè)站、氣象雷達(dá)形結(jié)合,形成水文水資源的全面觀(guān)測(cè)體系和立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),這對(duì)于整體水文事件和極端水文事件監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)能力的提升有重要的價(jià)值和意義。
(二)水文水資源技術(shù)的跨學(xué)科發(fā)展
當(dāng)前科學(xué)技術(shù)講求的綜合和交叉,水文水資源技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、社會(huì)科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)呈現(xiàn)出交叉互補(bǔ)的態(tài)勢(shì),這有利于水文水資源技術(shù)的豐富和完善,同時(shí)有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定高速增長(zhǎng),也有利于整體生態(tài)的修復(fù)與協(xié)調(diào)。
(三)高新科技元素在水文水資源技術(shù)中廣泛應(yīng)用
在遙感技術(shù)、信息技術(shù)、控制理論大發(fā)展的今天,水文水資源技術(shù)得到高新科技元素的輔助實(shí)現(xiàn)了研究方法的豐富和應(yīng)用方式的突破,要把握這一時(shí)機(jī),立足于水文水資源工作,以技術(shù)融合為手段,不斷提升水文水資源技術(shù)的應(yīng)用水平。
結(jié)語(yǔ)
水資源是一種對(duì)人類(lèi)具有基礎(chǔ)性的不可替代的自然資源,是人類(lèi)生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界能力的提高,逐漸認(rèn)識(shí)水資源除了具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值外,還具有生態(tài)服務(wù)價(jià)值、環(huán)境美學(xué)價(jià)值、甚至包括未來(lái)的價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
篇5
關(guān)鍵詞:水文科學(xué) 機(jī)遇 挑戰(zhàn)
水文科學(xué)的發(fā)展要結(jié)合我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)來(lái)發(fā)展,要基于我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀來(lái)發(fā)展,要借助于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策來(lái)發(fā)展。水文科學(xué)的研究是為了實(shí)現(xiàn)人口、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。由于水是人類(lèi)賴(lài)以生存的的自然資源,是國(guó)家經(jīng)理建設(shè)與人民生活中不可或缺的基本資源,由此水資源的重要性可見(jiàn)一斑。水文科學(xué)是研究地球上一切與水有關(guān)的所有科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科,關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類(lèi)的生存發(fā)展問(wèn)題,是一門(mén)涉及面廣博且具有重要價(jià)值的科學(xué)性學(xué)科。然而水文現(xiàn)象復(fù)雜繁多且其在時(shí)間尺度與方向上都具有不重復(fù)性,有時(shí)還會(huì)有空間方面的變異性,這些問(wèn)題使得我國(guó)相關(guān)部門(mén)對(duì)水文科學(xué)的研究要更加細(xì)致與全面。
1.水文科學(xué)的概況
1.1水文科學(xué)的基本內(nèi)容
水文科學(xué)作為一門(mén)研究水的學(xué)科,對(duì)水的形成、循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)研究。不僅如此,水文科學(xué)還要對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)利用、水資源的保護(hù)、水旱災(zāi)害的形成等方面予以探索。水文學(xué)科的研究領(lǐng)域非常廣泛,它不但涉及水量的研究,還還涉及水質(zhì)的研究。不但涉及當(dāng)前水情變化規(guī)律的研究,還涉及地球上水的生命史及其未來(lái)發(fā)展的研究。不但涉及生態(tài)環(huán)境方面的研究,還涉及水利工程方面的研究。
水文學(xué)科中最基本的兩大基本規(guī)律是水文循環(huán)與水量平衡。在我們所生存的地球上,各種水體通過(guò)水文循環(huán)緊密地聯(lián)系在一起,因而水文循環(huán)是水文研究的重要內(nèi)容。
1.2水文科學(xué)的形成過(guò)程
水文科學(xué)是一門(mén)又古老又年輕的學(xué)科。其研究可以說(shuō)從公元前三千多年前就有跡可尋,當(dāng)時(shí)古埃及就在尼羅河畔勘測(cè)水位。在我國(guó)公元前一千四百年前后, 殷墟甲骨文中早已出現(xiàn)了有關(guān)降雨和洪水的相關(guān)記載,后來(lái)我國(guó)古代人民開(kāi)始采用測(cè)雨器來(lái)觀(guān)測(cè)雨量,繪制降水量的等值線(xiàn)圖。法國(guó)文學(xué)家在一七七五年發(fā)表明渠均勻流公式。德國(guó)的水文學(xué)家沃爾特曼在一七九零年發(fā)明了流速儀。以上取得的成果都表現(xiàn)為水文科學(xué)的萌芽階段。
水文科學(xué)的迅速發(fā)展時(shí)期是十九世紀(jì)牛頓力學(xué)的古典科學(xué)得到快速發(fā)展階段,該科學(xué)的發(fā)展帶動(dòng)了水文科學(xué)的迅猛發(fā)展。作為一門(mén)涉及面廣博的學(xué)科,水文科學(xué)逐漸形成了自身的一套系統(tǒng)。在二十世紀(jì)前半葉,由于生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,人們?cè)桨l(fā)希望能夠?qū)楹档幕咀兓?guī)律予以掌握,以此來(lái)建造水利工程造福百姓。直到一九五七年愛(ài)爾蘭的水文學(xué)家納西對(duì)瞬時(shí)單位線(xiàn)的物理機(jī)制進(jìn)行了深入分析,并且用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述了流域的匯流過(guò)程,這些相關(guān)理論的提出使得許多水利工程的管理更加地科學(xué)化與合理化,同時(shí)也奠定了工程水文學(xué)的基本內(nèi)容。當(dāng)前很多工程水文學(xué)的許多內(nèi)容就是因?yàn)樵撾A段優(yōu)秀理論的提出而產(chǎn)生的,正因?yàn)檫@些優(yōu)秀理論的影響使得許多的措施在工程水利中被普及開(kāi)來(lái)。二十世紀(jì)后半葉,各國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平都有了很大的提高,大多數(shù)國(guó)家對(duì)水文科學(xué)的重視度大幅度提升。因?yàn)橛?jì)算機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行了信息技術(shù)的革命,對(duì)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用,與此同時(shí),水文科學(xué)領(lǐng)域也得到了極大的發(fā)展。
引人注目的是在1965年啟動(dòng)了國(guó)際水文十年,并在十年之后全面實(shí)行國(guó)際水文計(jì)劃。目前該計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)入了第七階段,世界各國(guó)的水文學(xué)家進(jìn)一步加強(qiáng)了合作,許多新的理論方法不斷涌現(xiàn)。然而從學(xué)科的發(fā)展方向來(lái)看,近幾十年來(lái),正是因?yàn)楦鲊?guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,與水資源有關(guān)的各類(lèi)水問(wèn)題不斷出現(xiàn)并有加劇趨勢(shì),我們的生存環(huán)境受到了很大的威脅。針對(duì)這些現(xiàn)象的發(fā)生,產(chǎn)生了以研究水資源短缺問(wèn)題為核心的水資源水文學(xué)、以研究水環(huán)境為核心的環(huán)境水文學(xué)、以研究生態(tài)問(wèn)題為核心的生態(tài)水文學(xué)等等相關(guān)水文學(xué)。由于全球氣候變暖,又產(chǎn)生了以研究氣候變化對(duì)水循環(huán)的影響為核心的全球變化水文學(xué),該文學(xué)而今已經(jīng)成為了世界各國(guó)水文學(xué)界研究的熱點(diǎn)。我國(guó)相關(guān)部門(mén)在政府的倡導(dǎo)下也積極參加各種關(guān)于水文學(xué)的國(guó)際項(xiàng)目與活動(dòng),在一些突出領(lǐng)域加大了工作量,并對(duì)其展開(kāi)大量的深入研究,因此取得了比較不錯(cuò)的成果。
綜合以上的闡述不難看出水文科學(xué)研究的領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大,與人類(lèi)的關(guān)系越加親密,在社會(huì)研究領(lǐng)域的地位也越發(fā)重要。這些正是印證了水是生命的起源,萬(wàn)物皆由水衍生而來(lái)。
1.3水文科學(xué)的發(fā)展情況
隨著信息技術(shù)時(shí)代的到來(lái)和某些新理論及邊緣學(xué)科的作用,水文科學(xué)的研究也在快步前進(jìn)。尤其是人口問(wèn)題、水資源短缺問(wèn)題、水環(huán)境惡化問(wèn)題和氣候變化問(wèn)題的催化作用,使得水文科學(xué)的研究問(wèn)題更加被廣泛關(guān)注。不但是我國(guó)開(kāi)始重視這一方面內(nèi)容,世界上的許多國(guó)家也在該方面大花心血,國(guó)際活動(dòng)頻繁起來(lái),我國(guó)的水文學(xué)家及相關(guān)工作人員或?qū)I(yè)人員也積極參與到國(guó)際活動(dòng)的交流與合作中,展開(kāi)了許多具有深遠(yuǎn)意義的研究工作,極大地促進(jìn)了水文科學(xué)的變革與發(fā)展,進(jìn)而推動(dòng)水文科學(xué)的現(xiàn)代化進(jìn)程。關(guān)于水文科學(xué)當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r,大致分為以下幾點(diǎn):
(1)國(guó)際交流合作越加頻繁。
自國(guó)際水文計(jì)劃實(shí)施以來(lái),聯(lián)合國(guó)教科文組織與世界氣象組織就為此召開(kāi)了許多水文國(guó)際會(huì)議。因此國(guó)際水文計(jì)劃是圍繞水文科學(xué)研究與教育的國(guó)際性的全球性計(jì)劃,對(duì)水文學(xué)進(jìn)行國(guó)際培訓(xùn)與知識(shí)傳播,提高各個(gè)國(guó)家政府及相關(guān)人員抑或是人民群眾對(duì)水文科學(xué)的認(rèn)識(shí)。國(guó)際水文計(jì)劃的重心在于應(yīng)用水文學(xué)和水資源的調(diào)查評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)利用、管路保護(hù)及人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水資源的影響,為的是幫助解決水資源問(wèn)題和與水有關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
水文科學(xué)的研究不僅僅局限于認(rèn)識(shí)水文循環(huán)的物理過(guò)程,還需要研究對(duì)水文循環(huán)的生物控制及氣候、水文和環(huán)境之間的相互作用,進(jìn)而深化對(duì)陸面生態(tài)系統(tǒng)的影響,對(duì)全球氣候變化的影響等,最終實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。目前生態(tài)水文學(xué)已經(jīng)成為了近代水文學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要方面,其內(nèi)容涉及了土壤、大氣、植被、河流等許多因素。二十一世紀(jì)初,關(guān)于水文科學(xué)的發(fā)展,國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)組織并發(fā)起了全球范圍內(nèi)針對(duì)水文科學(xué)發(fā)展的大討論,而后許多國(guó)家相繼成立了相關(guān)研究機(jī)構(gòu)來(lái)推進(jìn)水文科學(xué)的研究工作。
(2)水文科學(xué)研究的相關(guān)領(lǐng)域。
首先,水文循環(huán)與生物圈的相互作用。以前的水文研究側(cè)重于考慮水量的自然化,而今的水穩(wěn)研究要側(cè)重考慮生物圈與人類(lèi)活動(dòng)之間的相互作用,注重陸地生態(tài)水文環(huán)境與空間格局的變化規(guī)律的問(wèn)題。
其次,氣候變化與水環(huán)境的相互作用。以前的水文科學(xué)認(rèn)為在陸地上整個(gè)體系中水文循環(huán)的平均值是不會(huì)改變的,對(duì)于年徑流量的漲退現(xiàn)象則視為階段性的波動(dòng)。而今的水文科學(xué)的研究意識(shí)到一個(gè)系統(tǒng)中的水文過(guò)程并不總是處于平穩(wěn)狀態(tài),是會(huì)出現(xiàn)不同程度的變化的,陸地上的生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大范圍的水文循環(huán)具有很大的反饋協(xié)調(diào)作用。
最后,人類(lèi)活動(dòng)與水環(huán)境的相互作用。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土地利用、植被覆蓋和碳循環(huán)的問(wèn)題十分突出,水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)之間的聯(lián)系與作用因?yàn)槿藶橐蛩氐母蓴_而受到了很大影響。因?yàn)橥恋乩米兓謩×遥鞘谢M(jìn)程加快,許多地方的河道遭到了圍墾,湖泊也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)因素而受到填埋。河道、水域等許多自然生態(tài)屋被現(xiàn)代化改造,水文環(huán)境一下子就被迫改變。水文循環(huán)的過(guò)程是復(fù)雜交錯(cuò)的,不但與陸地表層的各種自然要素的分布密切聯(lián)系,還與土地利用等關(guān)聯(lián)密切。自然變化與人為因素雙重影響下的水文循環(huán)開(kāi)始變得紊亂無(wú)常,許多難以預(yù)料的災(zāi)害也因此而出現(xiàn)。
2.水文科學(xué)研究的趨勢(shì)與特點(diǎn)
2.1研究領(lǐng)域趨向廣泛
結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)狀,當(dāng)代水文科學(xué)的研究領(lǐng)域?qū)?huì)不斷擴(kuò)大,研究的問(wèn)題也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜,還會(huì)遇到來(lái)自各方面的確定與不確定因素干擾。研究規(guī)避水文循環(huán)過(guò)程中的基本規(guī)律與不可測(cè)的突發(fā)問(wèn)題是一項(xiàng)艱巨而具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),因而在研究的過(guò)程中要學(xué)會(huì)利用其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)或規(guī)律輔助,來(lái)幫助解決水文科學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)疑難。
2.2注重研究的整體性與系統(tǒng)性
由于地球上的不同圈層之間都有著緊密的聯(lián)系,因而改變其一就會(huì)影響到其他所有圈層的動(dòng)態(tài)規(guī)律,所以在預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展情況時(shí),要從水文循環(huán)和轉(zhuǎn)化的物理關(guān)系上來(lái)分析氣候變化與生物作用對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的影響。針對(duì)水文科學(xué)的研究也不能局限于某一技術(shù)的應(yīng)用,而要結(jié)合地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感等技聯(lián)合起來(lái)術(shù)對(duì)其進(jìn)行全方位的研究。
2.3與人類(lèi)活動(dòng)關(guān)系更為緊密
實(shí)際上說(shuō)來(lái),對(duì)水文科學(xué)進(jìn)行深入研究的根本就是為人類(lèi)服務(wù)的,是為了解決社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的用水問(wèn)題,是為了解決生存環(huán)境中的水循環(huán)問(wèn)題,是為了更好地落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。
3.水文科學(xué)研究的問(wèn)題與相應(yīng)措施
水文科學(xué)的研究是由于社會(huì)需求的存在而產(chǎn)生的,人類(lèi)的需求決定了其研究方向與進(jìn)程。社會(huì)發(fā)展對(duì)水文科學(xué)的需求主要表現(xiàn)為防洪減災(zāi)、水資源的開(kāi)發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面。目前我國(guó)水文科學(xué)的研究領(lǐng)域還存在著諸多問(wèn)題亟待解決,其中比較突出的有水旱災(zāi)害的監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)比較落后,可提供依據(jù)的水文研究資料比較稀少,區(qū)域性水文研究和關(guān)于不同水體的研究不平衡,水文基礎(chǔ)研究薄弱,水文基礎(chǔ)信息匱乏等等。
3.1水文科學(xué)研究中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題
3.1.1防洪減災(zāi)中的問(wèn)題
氣候變化會(huì)造成水旱災(zāi)害更為頻繁,防洪減災(zāi)已經(jīng)成為了我國(guó)政府必須解決的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題。我國(guó)處于東亞季風(fēng)區(qū),大多數(shù)的地形自西向東傾斜,對(duì)洪水的形成與匯集具有促進(jìn)作用。加之植被覆蓋率小、水土流失嚴(yán)重等問(wèn)題,使得我國(guó)的洪澇災(zāi)害嚴(yán)重而復(fù)雜。因?yàn)槿祟?lèi)盲目追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而忽視了環(huán)境的反作用,致使流域的水體分布不均、循環(huán)受礙。
3.1.2水資源的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題
水文科學(xué)的研究是為了促進(jìn)水資源合理安排與利用,為了有效保障水資源的安全,進(jìn)而保障糧食安全和生態(tài)環(huán)境。為了實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,必須要保證水資源的開(kāi)發(fā)利用的總量不得超過(guò)水資源的再生能力,相關(guān)部門(mén)必須要展開(kāi)水資源形成與演化的研究。我國(guó)因?yàn)楦珊刀斐傻霓r(nóng)業(yè)方面的損失不容小覷,這些問(wèn)題對(duì)于我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展有著嚴(yán)重的威脅影響。雖然我國(guó)在干旱發(fā)生發(fā)展機(jī)理研究方面做了許多工作,但是卻沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。因?yàn)槲覈?guó)將旱澇規(guī)律研究大多著眼于水文氣象變化規(guī)律的研究方向上,難以解釋干旱形成的物理機(jī)制,因而在針對(duì)干旱問(wèn)題上還保留了大量的疑難殘余。
3.1.3水資源的可持續(xù)利用問(wèn)題
水資源的地區(qū)分布不平衡導(dǎo)致區(qū)域性水資源短缺,在水文科學(xué)研究的過(guò)程中,水資源合理配置與科學(xué)調(diào)度中的許多關(guān)鍵性問(wèn)題至今仍未解決,我國(guó)當(dāng)前還沒(méi)有形成跨流域調(diào)水的規(guī)范技術(shù)體系。
3.1.4生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題
我國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的影響而遭受了很大的打擊,各種生態(tài)問(wèn)題因?yàn)殡y以得到良好而及時(shí)的解決而變得越發(fā)嚴(yán)重。人類(lèi)活動(dòng)促使水的分布及運(yùn)動(dòng)更加不合理與不規(guī)律,甚至導(dǎo)致了水土流失、土地荒漠化等。
3.1.5江河治理問(wèn)題
針對(duì)江河治理的過(guò)程中,我國(guó)相關(guān)部門(mén)只是采取非常片面的手段,將目光局限于經(jīng)濟(jì)與工程上,專(zhuān)注于局部河段的治理,因此未能取得非常良好的效果。江河治理的地學(xué)基礎(chǔ)是江河治理過(guò)程中人與江河互相作用的地學(xué),包含了地質(zhì)面貌、水文氣候和流域自然地理等因素。人類(lèi)根據(jù)自身意愿通過(guò)不同方式和不同程度作用給河流,這種影響漸漸將河流的相關(guān)特性改變。
3.1.6工程規(guī)劃問(wèn)題
社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中,因?yàn)槿祟?lèi)活動(dòng)的不顧后果,使得水文系統(tǒng)嚴(yán)重受損,給水利工程方面數(shù)據(jù)采集帶來(lái)極大難度。
3.2針對(duì)水文科學(xué)研究問(wèn)題的解決方法
3.2.1為防洪減災(zāi)提供支撐
防洪減災(zāi)問(wèn)題需要水文信息與知識(shí)的支撐。從理論的角度上講,理應(yīng)加深對(duì)洪水形成規(guī)律的研究。從技術(shù)的角度上講,理應(yīng)強(qiáng)化水文信息的采集、傳輸、預(yù)報(bào)、調(diào)度與決策。從實(shí)踐的角度上講,理應(yīng)加大非工程措施的水文依據(jù)的研究。
3.2.2為水資源的可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)
水資源的可持續(xù)利用是推進(jìn)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力,是人民正常穩(wěn)定生活的保障。從理論的角度上講,理應(yīng)加強(qiáng)水資源形成與演化機(jī)理的研究,加強(qiáng)全球變暖條件下對(duì)水資源的影響的研究。從實(shí)踐的角度上講,理應(yīng)加強(qiáng)水資源評(píng)價(jià)與水資源開(kāi)發(fā)利用的研究。
3.2.3為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供服務(wù)
生態(tài)安全與環(huán)境的保護(hù)需要提供相關(guān)水文知識(shí)的服務(wù)。從理論的角度上講,理應(yīng)揭示水對(duì)生態(tài)安全與環(huán)境保護(hù)的影響。從實(shí)踐的角度上講,理應(yīng)根據(jù)自然條件下采用不同的研究方法。
3.2.4為江河治理提供依據(jù)
江河的治理過(guò)程需要提供具體的水文依據(jù)。從理論的角度上講,理應(yīng)揭示河流發(fā)育演變的地學(xué)基礎(chǔ)。從實(shí)踐的角度上講,理應(yīng)充分考慮江河的實(shí)際情況,制定合理可行的改進(jìn)措施。
3.2.5為人類(lèi)活動(dòng)提供警告
根據(jù)人類(lèi)活動(dòng)給水文系統(tǒng)造成的劇烈影響,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文條件的影響,加強(qiáng)水文分析計(jì)算途徑與方法研究。
4.水文科學(xué)研究的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
水文科學(xué)對(duì)我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展與人民安居樂(lè)業(yè)有著十分重要的作用,我國(guó)相關(guān)部門(mén)重視水文科學(xué)的研究與發(fā)展,在其中投入許多人力物力財(cái)力,并且引進(jìn)先進(jìn)的理論方法來(lái)支持水文研究。
從開(kāi)始到現(xiàn)在,我國(guó)的水文科研已經(jīng)與國(guó)際接軌,而且還適當(dāng)?shù)厝谌氲浇逃聵I(yè)中去,使得兩相領(lǐng)域相輔相成共同發(fā)展。除此之外更重要的是,我國(guó)的水文科學(xué)發(fā)展將要在社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程中面臨許多不可預(yù)測(cè)的事情。這些不可預(yù)測(cè)對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn),因此我國(guó)應(yīng)該及時(shí)抓住機(jī)遇,勇于面對(duì)挑戰(zhàn)。
4.1充分利用國(guó)家相關(guān)資源
根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的水文科學(xué)研究現(xiàn)狀,要充分發(fā)揮與利用我國(guó)先進(jìn)的相關(guān)資源。我國(guó)已經(jīng)設(shè)立了部級(jí)水文資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,而且還實(shí)行了“211”工程建設(shè)。我國(guó)政府應(yīng)當(dāng)充分抓住該機(jī)遇,啟用相關(guān)高技術(shù)人才,聯(lián)合國(guó)際相關(guān)機(jī)構(gòu)并結(jié)合我國(guó)發(fā)展的實(shí)際需要來(lái)開(kāi)展水文科學(xué)規(guī)劃的科學(xué)研究。重點(diǎn)對(duì)水文基礎(chǔ)研究、水文應(yīng)用基礎(chǔ)研究和水文科學(xué)人才等教育與培養(yǎng)方面進(jìn)行大規(guī)模的操作與規(guī)劃,實(shí)行具有我國(guó)特色的水文科學(xué)研究。
4.2結(jié)合國(guó)家發(fā)展需求
我國(guó)制定了水文科學(xué)研究的發(fā)展規(guī)劃,在該規(guī)劃的引領(lǐng)下,結(jié)合我國(guó)“十五”的發(fā)展需要,利用全國(guó)水文研究機(jī)構(gòu)共同協(xié)作,開(kāi)展國(guó)家級(jí)重點(diǎn)基礎(chǔ)項(xiàng)目研究。通過(guò)這些方式來(lái)促進(jìn)我國(guó)水文研究人才的溝通交流,進(jìn)而推動(dòng)水文科研的進(jìn)步。
4.3鼓勵(lì)成果共享
從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看,我國(guó)應(yīng)當(dāng)積極鼓勵(lì)水文人才與水文成果的國(guó)際化交流,將我國(guó)研究出來(lái)的先進(jìn)理念同世界上的其他國(guó)家進(jìn)行交流合作,積極參與各國(guó)的合作性水文項(xiàng)目,促進(jìn)我國(guó)水文學(xué)科基礎(chǔ)與應(yīng)用研究的發(fā)展。
4.4培養(yǎng)高技術(shù)人才
為了我國(guó)水文科研的進(jìn)步與發(fā)展,要從相關(guān)研究人員的綜合素質(zhì)抓起,重視水文科研高層次人才的培養(yǎng)。
5.總結(jié)
社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,生產(chǎn)實(shí)踐的日益深化,水文科研涉及的領(lǐng)域已向多元化發(fā)展。在接下來(lái)的研究發(fā)展中,水文科研將在應(yīng)用層面加大研究力度。健康可持續(xù)的水文循環(huán)是支撐社會(huì)不斷前進(jìn)的保障,是人類(lèi)幸福生活的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]徐宗學(xué). 水文科學(xué)在北京師范大學(xué):回顧、機(jī)會(huì)與挑戰(zhàn)[J]. 北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,Z1:463-468.
篇6
關(guān)鍵詞:氣候變化 水文學(xué) 模型
近些年來(lái),隨著極端氣候出現(xiàn)的頻率越來(lái)越高,氣候變化問(wèn)題已經(jīng)成為世界各國(guó)及社會(huì)公眾最普遍關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題之一。由于自然循環(huán)和地球氣候系統(tǒng)的擾動(dòng),引起水分循環(huán)的變化,從而引起水資源在時(shí)空上的重新分布以及水資源數(shù)量的改變,最終對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與世界各國(guó)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。研究氣候變化問(wèn)題不但對(duì)氣候?qū)λ南到y(tǒng)的影響和建立大氣環(huán)流模型與水文模型的耦合有幫助,而且對(duì)未來(lái)水資源系統(tǒng)的運(yùn)行管理、開(kāi)發(fā)利用及規(guī)劃設(shè)計(jì)具有重要意義。
1 氣候變化對(duì)水文學(xué)的影響分析
通過(guò)降水變化和溫度兩個(gè)要素對(duì)各主要水文要素產(chǎn)生影響,氣候變化主要是依靠這兩個(gè)方面來(lái)影響至區(qū)域水文系統(tǒng)。
1.1 降水。降水是一切水資源的總來(lái)源。由此便會(huì)引發(fā)部分地區(qū)發(fā)生暴雨和干旱,從而導(dǎo)致蒸發(fā)和降水的增加,氣溫的升高會(huì)導(dǎo)致水文循環(huán)愈加激烈。
1.2 蒸發(fā)。實(shí)際情況下,蒸發(fā)還受其它因素的影響。通常情況下,當(dāng)其它條件沒(méi)有太大變化,氣溫升高將導(dǎo)致區(qū)域潛在蒸發(fā)增加。
1.3 徑流。徑流是氣候變化中水文水資源系統(tǒng)響應(yīng)研究的重點(diǎn)。
1.4 土壤水分。在氣候變化下,含量受到影響而改變現(xiàn)有的時(shí)空分布規(guī)律,土壤水分影響著區(qū)域蒸發(fā)和徑流的形成,在溫帶地區(qū),降水變化對(duì)土壤水分的影響相對(duì)較小。氣候變化下,土壤水分的響應(yīng)程度低于徑流的響應(yīng)程度。土壤水分的變化百分率比降水的變化百分率更大,但大多是集中于干旱流域。
氣候變化對(duì)水文系統(tǒng)有非常大的影響,而在傳統(tǒng)研究水文學(xué)時(shí),僅僅是從降水開(kāi)始以后加入研究,到流域出口斷面;同樣氣象學(xué)家的研究對(duì)象也是到降水時(shí)止。這樣便割裂了水的循環(huán),忽視了氣候-水文之間的相互作用。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內(nèi)部的過(guò)程,還有各種物理化學(xué)過(guò)程,包括下邊界(陸地水文- 生態(tài)、海洋系統(tǒng))和大氣上邊界(太陽(yáng)行星系統(tǒng))等等。
正確認(rèn)識(shí)氣候-水文的相互作用,對(duì)我們進(jìn)行水文設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)利用和運(yùn)行管理有重大意義。以往在陸地水文循環(huán)與氣候系統(tǒng)間存在一個(gè)誤區(qū),這就是氣候?qū)W者較少研究流域水文循環(huán)動(dòng)力機(jī)制與反饋?zhàn)饔?,氣? 天氣過(guò)程研究?jī)H僅到降水為止,把陸地水文過(guò)程看作是靜態(tài)的,水利(水資源) 工程設(shè)計(jì):要求的水文計(jì)算,未來(lái)被看作是過(guò)去的重復(fù)或外延。這種假定值得商榷。都是以幾十年-幾百年時(shí)間尺度的水文過(guò)程穩(wěn)定不變?yōu)榍疤帷?/p>
下面以長(zhǎng)江中下游地區(qū)為例,簡(jiǎn)要說(shuō)明流域洪水頻率的變化。
南京下關(guān)水文站自1912年到1991年70年水位資料中(缺失1938-1946年資料),其中9.0m以上水位在1940年以前只有一次,1941年到1960年二十年間有2次,而1960-1991年三十年來(lái)已發(fā)生7次。
如果根據(jù)1912年至1991年70年最高水位資料分成一段及三段分別推算各段水位出現(xiàn)頻率,結(jié)果見(jiàn)下表。
由此可見(jiàn),近年最高水位的統(tǒng)計(jì)特性有顯著的變化,最高水位的出現(xiàn)也越來(lái)越頻繁。盡管流域的下墊面條件發(fā)生很大改變是呈現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因之一,但是近年來(lái)溫度的升高無(wú)疑也是影響水位變化的重要因素,而且這種影響會(huì)越來(lái)越顯著。
據(jù)有專(zhuān)家分析,長(zhǎng)江中下游地區(qū)在21世紀(jì)中后期由于受到溫室效應(yīng)影響,氣溫在各種排放情景下都將持續(xù)增加,其中21世紀(jì)中期的年平均溫度將增加1.8-2.8℃,到21世紀(jì)末,增加值會(huì)達(dá)到3.1℃-4.3℃。氣溫的升高使得降水量也顯著增加。陳玲飛,王紅亞在《中國(guó)小流域徑流對(duì)氣候變化的敏感性分析》中根據(jù)模型計(jì)算得到,長(zhǎng)江中下游地區(qū)氣溫每升高1℃、2℃,降水量增加4.1%、8.4%。
2 建立基于GCMs的流域水文模型
在全球氣候變暖的大背景條件下,全球的降水量分布必然發(fā)生改變,有些地區(qū)降水量增加,有些地區(qū)降水量減少,因此建立研究可靠穩(wěn)定的氣象/水文模型將是未來(lái)水文學(xué)發(fā)展的前沿。
在水文設(shè)計(jì)中,一般根據(jù)水文資料來(lái)建立適合本流域的水文模型,然后根據(jù)設(shè)計(jì)情況的降水來(lái)推求洪水過(guò)程,繼而對(duì)本流域提出相應(yīng)的對(duì)策措施。同樣,水文氣象模型的建立也可以遵循這樣幾個(gè)步驟:其中水文模型的建立與未來(lái)氣候變化情景的生成是關(guān)鍵。
2.1 設(shè)計(jì)或選定未來(lái)氣候變化情景。
2.2 計(jì)算分析區(qū)域水文循環(huán)過(guò)程及水文變量,以選定的未來(lái)氣候變化情景作為模型輸入。
2.3 選擇、建立及驗(yàn)證流域水文模型。
2.4 根據(jù)水文水資源的變化規(guī)律和影響程度,評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)水文水資源的影響,提出相適應(yīng)的對(duì)策和措施。
目前,生成未來(lái)氣候變化情景的方法有任意情景設(shè)置、長(zhǎng)系列水文氣象資料的統(tǒng)計(jì)相關(guān)法和基于GCMs 輸出等3種基本方法。選擇和使用區(qū)域水文模型來(lái)評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)水文水資源的影響時(shí),應(yīng)考慮下列幾個(gè)因素:模型的內(nèi)在精度;模型率定和參數(shù)變化;現(xiàn)有的資料及其精度;模型的通用性和適用性;以及與GCMs的兼容性。目前,用于估算區(qū)域水文水資源對(duì)氣候變化響應(yīng)的水文模型主要有以下三大類(lèi):經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、概念性水文模型、分布式水文模型。
3 存在問(wèn)題
基于GCMs的水文模型,存在以下不足:①研究?jī)?nèi)容主要集中在氣候變化對(duì)流域徑流平均變化的影響上,而有關(guān)氣候變化對(duì)水文極端事件的影響研究相對(duì)薄弱。②GCMs的輸出結(jié)果和水文模型耦合的研究法存在不足。主要存在由陸面水溫的降水與徑流過(guò)程都存在很強(qiáng)的次網(wǎng)格不均勻性產(chǎn)生的精度問(wèn)題,已經(jīng)缺乏對(duì)水文物理過(guò)程和大氣系統(tǒng)內(nèi)部變化等的深刻認(rèn)識(shí),氣候情景的生成、水文模型的結(jié)構(gòu)以及GCMs與水文模型在不同時(shí)空尺度的轉(zhuǎn)化等方面的不確定性因素而引發(fā)的不確定性問(wèn)題。③模型的單向性問(wèn)題,此氣候模型輸出的產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)流域水文模型,水文模型給出水文要素變化,而模型輸入僅僅只有生成的氣候情境,是一種被動(dòng)式接受的反響型模型,此法并未體現(xiàn)水文過(guò)程-大氣相互作用互為反饋的功能,缺乏真正的水文模型與氣候模型的耦合研究。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)和觀(guān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)全球氣候和區(qū)域氣候的研究更深入,通過(guò)新模型的建立和預(yù)測(cè),氣候變化對(duì)水文學(xué)的影響研究更加完善。
參考文獻(xiàn):
[1]陳濤.中國(guó)網(wǎng)民關(guān)于氣候變化的認(rèn)知狀況調(diào)查[J].價(jià)值工程, 2011(32)
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篇7
陳麗的故事――考了二本分,讀了一本專(zhuān)業(yè)
“老師,志愿不填了,我準(zhǔn)備復(fù)讀!”陳麗哭著說(shuō)。
“你不要跟老師賭氣。你現(xiàn)在的任務(wù)是填報(bào)志愿,至于是否復(fù)讀,那是一個(gè)多月以后的事情?!崩蠋焽?yán)肅地說(shuō)。
故事就從上面師生的對(duì)話(huà)說(shuō)起。陳麗是我校理科快班的女生,2010年高考成績(jī)公布以后,她來(lái)辦公室咨詢(xún)?nèi)绾翁顖?bào)高考志愿。當(dāng)時(shí),大如一間教室的辦公室已經(jīng)擠滿(mǎn)了學(xué)生和家長(zhǎng)。我們耐心地給她確定了志愿方案,她也認(rèn)可了。可是沒(méi)過(guò)多久,她聽(tīng)了別人的“指點(diǎn)”,就要修改志愿。修改志愿本來(lái)是她的權(quán)利和自由,但她偏又不肯定,只好來(lái)找老師。老師克服人太多的困難。耐著性子又將她的志愿梳理了一遍。本以為這下定下來(lái)了,沒(méi)想到過(guò)了一會(huì)兒,她又提出來(lái)要修改,滿(mǎn)屋的人都因等得著急指責(zé)了起來(lái),老師也不同意再修改。這時(shí),陳麗當(dāng)眾哭了。于是,就出現(xiàn)了上述的師生對(duì)話(huà)。
我們出于對(duì)學(xué)生前途的考慮,沒(méi)有同意她放棄志愿填報(bào)。又鑒于等著的學(xué)生和家長(zhǎng)太多了,就讓她等著。直到凌晨3點(diǎn),人才少了。喘了一口氣,再梳理陳麗的志愿,我們堅(jiān)持讓她填報(bào)了安徽理工大學(xué)等6所高校。鑒于她個(gè)子不高,“窗口行業(yè)”不達(dá)標(biāo),只能走“技術(shù)就業(yè)”之路,于是確定了水文與水資源工程為第一專(zhuān)業(yè),其余都是工科專(zhuān)業(yè)。
我們告訴她,安徽理工大學(xué)是一所中央與地方共建,歷史悠久、特色鮮明的以工科為主的多科性大學(xué),是安徽省重點(diǎn)建設(shè)的大學(xué)之一。學(xué)校位于我國(guó)重要的能源城安徽省淮南市,現(xiàn)有三個(gè)校區(qū):校本部、北校區(qū)、西校區(qū)。三個(gè)校區(qū)之間相距不超過(guò)3公里。校園碧草如茵,花木繁茂,建筑典雅,環(huán)境優(yōu)美,是安徽省園林式單位。安徽省教育廳批準(zhǔn)該校水文與水資源工程等16個(gè)專(zhuān)業(yè)在一本批次招生(重慶歸在二本招生),其他專(zhuān)業(yè)在二本批次錄取。水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)從事與水文水資源相關(guān)工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。畢業(yè)生具有較廣泛的工作去向,可在水利水電、國(guó)土資源、煤炭、城建、交通、農(nóng)林、環(huán)保、國(guó)防等部門(mén)從事水文水資源的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、管理工作,也可在高校及科研部門(mén)從事教學(xué)科研工作。
后來(lái),她順利地被安徽理工大學(xué)的水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)錄取。我們笑著問(wèn)她還復(fù)讀不復(fù)讀,她不好意思地回答說(shuō)不復(fù)讀了。
開(kāi)學(xué)不久,接到了陳麗第一次在安徽打來(lái)的長(zhǎng)途電話(huà)。她說(shuō)安徽理工大學(xué)很大、很美,已經(jīng)有了三個(gè)校區(qū),現(xiàn)在正在修建第四個(gè)校區(qū),她所在的地球與環(huán)境學(xué)院,是全校最好的學(xué)院,她所讀的專(zhuān)業(yè)是全校最好的專(zhuān)業(yè)之一,該專(zhuān)業(yè)在重慶是二本錄取,而在別的省份都是一本錄取,她太高興了,太感謝老師了。我們也非常慶幸,她以二本分讀了個(gè)一本的專(zhuān)業(yè)。她成功了,我們也成功了。
高敏的故事――考了二本分,讀了個(gè)二專(zhuān)
高敏,理科補(bǔ)習(xí)班的女生,補(bǔ)習(xí)一年以后參加高考,成績(jī)公布出來(lái),她得了492分(高于二本控制線(xiàn)14分),應(yīng)該算是成功的,補(bǔ)習(xí)沒(méi)有白費(fèi)。
問(wèn)題出在志愿填報(bào)上,她比較有“主見(jiàn)”,不問(wèn)班主任,不咨詢(xún)行家,“閉門(mén)造車(chē)”,速度倒是挺快地將志愿方案確定了下來(lái)。
二本,一律是重慶本地學(xué)院;三本,收費(fèi)高,不填;一專(zhuān),重慶交通大學(xué)和重慶科技學(xué)院的熱門(mén)專(zhuān)業(yè);二專(zhuān),仍是重慶的學(xué)校。
她盼了又盼,盼了很久,結(jié)果終于來(lái)了:重慶的二專(zhuān)學(xué)校。這個(gè)結(jié)果,讓她驚訝,傷心地哭了幾天。
老師查問(wèn),才知道了原因。二本,她未能上所填學(xué)院提檔線(xiàn);三本,她沒(méi)有填,嫌三本收費(fèi)高了,家里經(jīng)濟(jì)困難,讀不起;一專(zhuān),她報(bào)了重慶交大和重慶科技學(xué)院的熱門(mén)專(zhuān)業(yè),竟因5分之差失去機(jī)會(huì);最后,就只有二專(zhuān)學(xué)校選擇了她。
我們的提醒――由真人真事引起的思考
1、高考志愿要早做準(zhǔn)備。高校包括本科專(zhuān)科公辦民辦共有3000余所,數(shù)百個(gè)專(zhuān)業(yè),哪所學(xué)校哪個(gè)專(zhuān)業(yè)適合你,如不早做準(zhǔn)備,多研究多了解,事到臨頭是根本來(lái)不及的。
2、遇事應(yīng)有自己的主張。陳麗的志愿,從一開(kāi)始到最后,我們都堅(jiān)持沒(méi)有修改,結(jié)果證明是成功的。她沒(méi)有自己的主張,聽(tīng)了別人的“指點(diǎn)”幾次要求改動(dòng),險(xiǎn)些失敗。
篇8
關(guān)鍵詞:生態(tài)水文學(xué) 西部地區(qū) 生態(tài)需水
1、生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展
水文學(xué)(Hydrology)是地球科學(xué)的一個(gè)重要分支,它研究地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律,并運(yùn)用這些規(guī)律為人類(lèi)服務(wù)的知識(shí)體系[1]。自從科學(xué)界公認(rèn)水圈、巖石圈和大氣圈都從地圈中分離出來(lái),并作為地球的獨(dú)立圈存在后,水文科學(xué)的形成就有了其基礎(chǔ)和地位[23]。
人類(lèi)進(jìn)入20世紀(jì)末,由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人與自然的沖突加大,生態(tài)環(huán)境問(wèn)題愈來(lái)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(lái),生態(tài)學(xué)家們愈來(lái)愈意識(shí)到水文過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的重要影響。但是,缺乏了解水文過(guò)程與生態(tài)系統(tǒng)植物群落變化與相互制約的內(nèi)在聯(lián)系。同樣,過(guò)去水文學(xué)家關(guān)心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用等。但是,隨著生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題的重視與提出,愈來(lái)愈多的水文學(xué)家開(kāi)始關(guān)注與水相關(guān)的生態(tài)問(wèn)題,例如流速如何影響河道內(nèi)的植物生長(zhǎng)?河川徑流的情勢(shì)與濱岸生境生態(tài)過(guò)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(guò)程的變化與其相關(guān)的生態(tài)環(huán)境的變化交叉研究與社會(huì)需求,產(chǎn)生了新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn),即生態(tài)水文學(xué)(Eco-hydrology)。
生態(tài)水文學(xué)是20世紀(jì)80年代以后逐步發(fā)展的一門(mén)新興交叉學(xué)科[1-20]。它重點(diǎn)研究陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過(guò)程變化的水文學(xué)機(jī)理,揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關(guān)系,回答與水循環(huán)過(guò)程相關(guān)的生態(tài)環(huán)境變化的成因與調(diào)控。利用生態(tài)水文學(xué)原理可以積極地用來(lái)保護(hù)和改善自然景觀(guān),正確指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源管理。
生態(tài)水文學(xué)的提出與發(fā)展大致在20世紀(jì)70年代以后。早期的生態(tài)水文學(xué)主要定義在生態(tài)濕地系統(tǒng)范疇。例如,1996年Wassen等學(xué)者專(zhuān)門(mén)撰文[44],認(rèn)為“生態(tài)水文學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性的交叉學(xué)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(hù)和更新方面有重要價(jià)值”。
1971年,聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)正式啟動(dòng)人類(lèi)生物圈(MAB)計(jì)劃,水生生態(tài)系統(tǒng)研究成為該計(jì)劃中的一個(gè)重要項(xiàng)目。第一階段的會(huì)議于1986年在法國(guó)圖盧茲召開(kāi),主要討論了土地利用對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響。會(huì)議期間,確定了一個(gè)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(guò)渡帶,對(duì)生物化學(xué)循環(huán)和景觀(guān)鑲嵌體具有重要的調(diào)控作用。因此,過(guò)渡帶的研究被推薦為UNESCO未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)工作的重點(diǎn)。它是生態(tài)水文學(xué)發(fā)展的雛形階段。
1988年,UNESCO組織了過(guò)渡帶研究的國(guó)際專(zhuān)題研討會(huì)。期間,國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析協(xié)會(huì)和匈牙利科學(xué)研究院籌劃了水陸過(guò)渡帶功能方面的合作研究項(xiàng)目,試圖通過(guò)對(duì)生態(tài)過(guò)程的充分理解,確定過(guò)渡帶恢復(fù)或重建的管理思想。
1996年9月在法國(guó)召開(kāi)了“小流域生態(tài)水文學(xué)過(guò)程”研討會(huì)。會(huì)議共收到30篇論文,研究集中在小尺度上,內(nèi)容主要包括土壤和大氣相互作用的模擬,徑流產(chǎn)生過(guò)程和水流路徑、水量和水文生物地球化學(xué)行為等。在這次會(huì)議中,還討論了分區(qū)和尺度的影響問(wèn)題,分析了氣候變化對(duì)水文行為和數(shù)量的影響。1997聯(lián)合國(guó)教科文組織出版了“小流域生態(tài)水文學(xué)過(guò)程”會(huì)議文集。
聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)國(guó)際水文計(jì)劃(IHP)是由世界各個(gè)國(guó)家政府組織參加、在國(guó)際上有重要影響的水科學(xué)及其相關(guān)的水資源和環(huán)境科學(xué)的大型國(guó)際研究計(jì)劃。從1965-1974聯(lián)合國(guó)科教文組織實(shí)施國(guó)際水文十年(IHD)計(jì)劃后,IHP已經(jīng)執(zhí)行了五個(gè)階段,其中:第一階段(IHP-I,1976-1980)著重人類(lèi)活動(dòng)影響,水資源與自然環(huán)境之間關(guān)系的研究;第二階段(IHP-II,1981-1985)著重于把研究領(lǐng)域擴(kuò)大到各個(gè)特定的地理、氣候區(qū)域,并向著綜合利用水資源的水問(wèn)題方向發(fā)展;第三階段(IHP-III,1986-1990)定名為“為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展合理管理水資源的水文學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)”,除繼續(xù)把水文科學(xué)作為重點(diǎn)外,把計(jì)劃內(nèi)容擴(kuò)大到合理管理水資源;第四階段(IHP-IV,1991-1995)研究計(jì)劃重點(diǎn)是“大氣-土壤-植被”之間的水循環(huán)關(guān)系,全球氣候變化對(duì)陸地水文過(guò)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(kāi)發(fā)”,由三個(gè)模塊、八個(gè)主題和31個(gè)計(jì)劃項(xiàng)目組成。模塊1的資源過(guò)程與管理研究中主題2是“地表生態(tài)過(guò)程”。生態(tài)水文學(xué)是IHP計(jì)劃的核心內(nèi)容[14-19]。之后,生態(tài)水文學(xué)得到了迅速發(fā)展。從1996年到2002年,聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際水文計(jì)劃召開(kāi)了一系列生態(tài)水文學(xué)研討會(huì)。
1997年國(guó)際水文計(jì)劃出版了專(zhuān)集:生態(tài)水文學(xué)—水生資源可持續(xù)利用的新范例。文集指出生態(tài)水文學(xué)主要是為了研究水循環(huán)過(guò)程、機(jī)制與生物、非生物之間的相互關(guān)系。水生環(huán)境的水量、水質(zhì)和某些過(guò)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(xué)和水文學(xué)知識(shí)的綜合,被認(rèn)為是一個(gè)研究水和生物關(guān)系的合適的新工具。這本書(shū)首次提出了新的、具有挑戰(zhàn)性的概念——生態(tài)水文學(xué),建立淡水資源可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。圖1表明了生態(tài)水文學(xué)與以往生態(tài)學(xué)和水文學(xué)思維的不同方式:
1998年5月在波蘭召開(kāi)了UNESCO IHP-V2.3-2.4工作組會(huì)議。同年,出版了會(huì)議文集,主要包括以下4個(gè)方面的內(nèi)容:1)介紹了生態(tài)水文學(xué)的框架和研究領(lǐng)域;2)提出了當(dāng)前存在的缺點(diǎn)和未來(lái)發(fā)展路線(xiàn);3)宣傳生態(tài)水文學(xué)的概念,認(rèn)為河流生態(tài)系統(tǒng)是受水文過(guò)程控制的“超有機(jī)體”。確定生態(tài)水文學(xué)研究的目標(biāo)為:(a)比較和評(píng)價(jià)現(xiàn)有的水文和生態(tài)過(guò)程相互關(guān)系的信息;(b)評(píng)論預(yù)測(cè)的潛力、確定未來(lái)研究最重要的方向;(c)識(shí)別與水文過(guò)程相關(guān)聯(lián)的環(huán)境問(wèn)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?cè)谒械某练e物質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化中的作用,以確定從區(qū)域到流域尺度上的轉(zhuǎn)移路徑;(e)以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),建立可操作性的程序交互平臺(tái)以及科學(xué)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(xué)的研究提供了指導(dǎo)作用。
1999年9月8日至22日,IHP-V組織了生態(tài)水文學(xué)研究進(jìn)展方面的會(huì)議,在不同科學(xué)團(tuán)體之間交流了生態(tài)水文學(xué)的研究成果。會(huì)議為來(lái)自24國(guó)家的不同領(lǐng)域的年輕科學(xué)家提供了辯論的機(jī)會(huì)。在生態(tài)水文學(xué)和水資源管理方面,科學(xué)家交換了基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用研究的最新觀(guān)點(diǎn)?;谘芯窟^(guò)程中得到的數(shù)據(jù)和知識(shí),科學(xué)家討論和提議了生態(tài)水文解決環(huán)境問(wèn)題的潛在辦法。2000年出版了生態(tài)水文學(xué)研究進(jìn)展文集。
需要指出,IHP-V中生態(tài)水文計(jì)劃的核心目標(biāo)旨在從流域觀(guān)點(diǎn)、從河流系統(tǒng)與自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系中,理解生物和物理過(guò)程的整體性,以提高水資源的管理水平。專(zhuān)家們認(rèn)為,當(dāng)今世界范圍的水資源問(wèn)題已經(jīng)受到來(lái)自全球氣候變化和人類(lèi)自身經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的巨大影響與挑戰(zhàn)。在面對(duì)不斷變化環(huán)境的水資源管理中,生態(tài)水文學(xué)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(rèn)為,流域就好像一個(gè)超有機(jī)體,它具有反抗壓力的抗性和彈性特征,是面對(duì)變化環(huán)境下水資源可持續(xù)管理的最有效的一個(gè)工具。
1999年,為倡導(dǎo)生態(tài)水文學(xué)方面的科學(xué)研究,國(guó)際知名的英國(guó)水文研究所正式改名為“生態(tài)水文學(xué)研究中心”。
同年,英國(guó)謝菲爾德大學(xué)(Sheffield University)自然地理系 Andrew J. Baird博士和德比大學(xué)(Derby University)自然地理系高級(jí)講師、美國(guó)國(guó)家大氣研究中心項(xiàng)目科學(xué)家Robert L. Wilby博士共同編著出版了《生態(tài)水文學(xué)》。它是綜述有關(guān)陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水分關(guān)系問(wèn)題方面的第一本書(shū),闡述和探討了各種環(huán)境植物與水分相互作用問(wèn)題。該書(shū)對(duì)于水文學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、自然保護(hù)學(xué)家以及研究生態(tài)系統(tǒng)、植物生活和水文過(guò)程的其他學(xué)者有很大的參考價(jià)值。中國(guó)科學(xué)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(shū)的中文全文[44]。
目前,在生態(tài)水文學(xué)或水文生態(tài)學(xué)的研究領(lǐng)域,活躍著一大批科學(xué)團(tuán)體,使得這一領(lǐng)域的研究有了很大的發(fā)展。在聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際水文計(jì)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(xué)”專(zhuān)集,是一個(gè)里程碑。以后“生態(tài)工程雜志(EEJ)”雜志、“水文科學(xué)雜志(HSJ)”都出版了“生態(tài)水文學(xué)”專(zhuān)刊。以Zalewski為特約主編致力于生態(tài)水文學(xué)研究的新期刊。國(guó)際水文科學(xué)協(xié)會(huì)(IAHS)也專(zhuān)門(mén)由Acreman博士主編了“水文生態(tài)學(xué)”有關(guān)專(zhuān)集。
進(jìn)入21世紀(jì)后,國(guó)際水文計(jì)劃(IHP)實(shí)施2002-2007年新的第六階段計(jì)劃,方向確定為“水的相互作用:來(lái)自風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)挑戰(zhàn)的體系”。主要的不同點(diǎn)是需要考慮下面若干方面新的研究與挑戰(zhàn)的問(wèn)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(zhì)與量、水體和生態(tài)系統(tǒng)、科學(xué)與政治、水與文化。它由五個(gè)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(dòng)力學(xué)集成;主題3、陸地生境水文學(xué);主題4、水與社會(huì);主題5、水教育與培訓(xùn)。其中主題3的陸地生境水文學(xué)仍然是生態(tài)水文學(xué)核心內(nèi)容。
總之,生態(tài)水文學(xué)是現(xiàn)代水文科學(xué)與生態(tài)科學(xué)交叉中發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn),它以生態(tài)過(guò)程和生態(tài)格局的水文學(xué)機(jī)制為研究核心,以植物與水分關(guān)系為基礎(chǔ)理論,將尺度問(wèn)題貫穿于整個(gè)研究之中,研究對(duì)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(xué)的發(fā)展對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè),將會(huì)有重要的促進(jìn)和推動(dòng)作用。
2. 國(guó)內(nèi)外生態(tài)需水研究的問(wèn)題
生態(tài)需水(Ecological water requirements)是生態(tài)水文學(xué)中的一個(gè)重要的研究課題。凡是聯(lián)系到與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)自然發(fā)育、氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)干預(yù)下的生態(tài)系統(tǒng)退化等問(wèn)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(wèn)題。在國(guó)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(guó),生態(tài)水文學(xué)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(jì)四十年代,隨著水庫(kù)的建設(shè)和水資源開(kāi)發(fā)利用程度的提高,美國(guó)的資源管理部門(mén)開(kāi)始注意和關(guān)心漁場(chǎng)的減少問(wèn)題。美國(guó)魚(yú)類(lèi)和野生動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)對(duì)河道內(nèi)流量與魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)繁殖、產(chǎn)量的進(jìn)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(xué)者撰文強(qiáng)調(diào)了河川徑流作為生態(tài)因子的重要性。
在20世紀(jì)70年代后,澳大利亞、南非、法國(guó)和加拿大等國(guó)家針對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng),比較系統(tǒng)都開(kāi)展了關(guān)于魚(yú)類(lèi)生長(zhǎng)繁殖、產(chǎn)量與河流流量關(guān)系的研究。以大馬哈魚(yú)的河流生境(habitat)需水為例,加拿大哥倫比亞大學(xué)(UBC)有關(guān)學(xué)者通過(guò)大量的實(shí)地調(diào)查,分別獲得了維系大馬哈魚(yú)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(jìn)一步,他們繪制了大馬哈魚(yú)繁衍所必需的河流生境質(zhì)量的高低與基本生態(tài)需水(流速和水深)之間的曲線(xiàn)關(guān)系。
為了保護(hù)水生生物或生境,通常是基于河流物理形態(tài)、魚(yú)類(lèi)和無(wú)脊椎動(dòng)物確定最小或最佳的生態(tài)需水流量。但是,這一流量?jī)H僅考慮了漁業(yè)的流量需求或者濕地對(duì)水的需求,并沒(méi)有體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。國(guó)外學(xué)者G. E., Petts認(rèn)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(yīng)該至少考慮3個(gè)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(shí)間也應(yīng)加以考慮,無(wú)論何時(shí),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(shí)質(zhì)是生態(tài)建設(shè)(恢復(fù))用水[10]。Falkenmark區(qū)分了綠色水(green water)和藍(lán)色水的概念,指出從“藍(lán)色”水的社會(huì)利用部門(mén)轉(zhuǎn)向利用“綠色”水的生態(tài)系統(tǒng)中來(lái),這種“綠色”水儲(chǔ)存在土壤中用于蒸發(fā)或合成植物有機(jī)體。事實(shí)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(jì)90年代,隨著國(guó)際水文計(jì)劃等大的項(xiàng)目推進(jìn),研究的對(duì)象開(kāi)始打破過(guò)去局限于所關(guān)心的物種(如魚(yú)類(lèi))或某一單一目標(biāo)的情景,人們才開(kāi)始考慮維持河流系統(tǒng)完整性的生態(tài)流量需求,提高對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的有效性。但是,由于在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,并沒(méi)有中國(guó)西部如此生態(tài)問(wèn)題的多樣性和復(fù)雜性,因此,他們對(duì)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(qiáng)度人類(lèi)活動(dòng)大量擠占生態(tài)需水的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
中國(guó)是一個(gè)降水時(shí)間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國(guó)家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。就中國(guó)西部地區(qū)而論,20世紀(jì)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(shè)與生態(tài)需水問(wèn)題。水資源可持續(xù)利用與合理配置是從國(guó)家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目開(kāi)始,提出的“生態(tài)需水”是一個(gè)新生事物。在中國(guó),由于生態(tài)水文學(xué)基礎(chǔ)研究起步比較晚,大家對(duì)于“生態(tài)需水”概念的理解也不盡相同。許多國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)書(shū)籍、研究報(bào)告出現(xiàn)有“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”和“生態(tài)耗水”多個(gè)名詞。有人認(rèn)為它們的概念與涵義是不同的,但是有人認(rèn)為它們都是指一回事(見(jiàn)文獻(xiàn)[22]、[26-46])。
1989年,中國(guó)科學(xué)院地理研究所湯奇成較早提出生態(tài)用水問(wèn)題[45]。他認(rèn)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(hù)各綠洲的生態(tài)環(huán)境,而生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也離不開(kāi)水,這部分水可統(tǒng)稱(chēng)為生態(tài)用水”。1995年[46],他認(rèn)為“對(duì)生態(tài)環(huán)境用水很少或根本沒(méi)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(yīng)該在水資源總量中專(zhuān)門(mén)劃出一部分作為生態(tài)環(huán)境用水,另一部分為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的用水,包括工、農(nóng)業(yè)及城市生活用水等”。以后許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)生態(tài)需水、生態(tài)用水和生態(tài)耗水等,提出不同的觀(guān)點(diǎn)、定義和研討,豐富了生態(tài)需水的理論與學(xué)術(shù)研究。
2001年,由錢(qián)正英、張光斗主編正式出版了的中國(guó)工程院重大咨詢(xún)項(xiàng)目研究成果“中國(guó)可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”[27]。提出我國(guó)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(jì)的可持續(xù)發(fā)展;建議從防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)用水、城市和工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等8個(gè)方面實(shí)行戰(zhàn)略性改變,在中國(guó)大地上真正展開(kāi)一場(chǎng)提高用水效率的革命。在該報(bào)告中,對(duì)生態(tài)用水做的定義是:“從廣義上說(shuō),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(hù)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(xué)術(shù)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(dòng)態(tài)概念)兩個(gè)概念[47]。嚴(yán)登華等把河流水可劃分為生態(tài)水、資源水和災(zāi)害水[30]。王芳等通過(guò)她的博士論文研究探討了生態(tài)需水理論問(wèn)題[38-39],將生態(tài)需水概念界定為:為維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)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(qiáng)調(diào)要在研究水循環(huán)和水量轉(zhuǎn)化規(guī)律的基礎(chǔ)上確定生態(tài)需水的理論內(nèi)涵,提出陸地系統(tǒng)中的水可分解為資源水、災(zāi)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(guó)工程院重大咨詢(xún)項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究”。有幾個(gè)不同的觀(guān)點(diǎn):(1)我們理解的國(guó)際水文計(jì)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(duì)一定生態(tài)環(huán)境品質(zhì)目標(biāo)下客觀(guān)需求的水。例如,為了維系河流某魚(yú)類(lèi)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(duì)水資源需求的大小需要通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與觀(guān)察獲得,并不是人們主觀(guān)要給出什么樣的水資源配置。水的配置是針對(duì)水資源管理、不同水的用戶(hù)即用水而言。因此,就應(yīng)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(guó)工程院重大咨詢(xún)項(xiàng)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(wù)、為生態(tài)建設(shè)(林草,河道生態(tài)功能要求)服務(wù)的生態(tài)需水。所以,國(guó)際上提出的生態(tài)需水概念需要討論與擴(kuò)展。通過(guò)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(biāo)(現(xiàn)狀、恢復(fù)或發(fā)展)下客觀(guān)需求的水資源量。進(jìn)一步,對(duì)中國(guó)西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)研究工作的目標(biāo),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(biāo)(例如維系現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化、恢復(fù)某個(gè)時(shí)期的生態(tài)景觀(guān)、或者具體目標(biāo)如黑河水必須要到東居延海等)下科學(xué)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(shè)重要的科學(xué)依據(jù)。
生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個(gè)水資源用戶(hù)(生產(chǎn)、生活和生態(tài))或者未來(lái)水資源配置(生產(chǎn)、生活和生態(tài))后,生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際消耗的水量。它需要通過(guò)該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)耗水的平衡計(jì)算確定。生產(chǎn)、生活耗水過(guò)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(mǎn)足天然植被蒸散發(fā)對(duì)水的需求(降水P大于蒸散發(fā)E),因此,生態(tài)需水估計(jì)的數(shù)量比較小。但是,由于人的行為通過(guò)水土保持等措施建設(shè)林地,耗用(減少)了輸送到河流下游的水資源量。人們往往稱(chēng)這部分耗用(減少)的實(shí)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(nèi)陸地區(qū)河流的下游,由于內(nèi)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(jì)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(guò)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(yīng)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(shè)的基礎(chǔ),它也是估計(jì)在一定的目的、生態(tài)環(huán)境建設(shè)目標(biāo)或配置條件下,生態(tài)環(huán)境耗水大小的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)生態(tài)需水和生態(tài)耗水的估計(jì),能夠分析人對(duì)生態(tài)需水?dāng)D占的程度,決策生態(tài)環(huán)境建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境用水的合理配置。
3. 中國(guó)西部地區(qū)生態(tài)需水研究的挑戰(zhàn)
水是干旱區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)因子,植被的組成和結(jié)構(gòu)由水密切控制,同時(shí)在各種尺度上對(duì)水產(chǎn)生重要的反饋?zhàn)饔?。因此,在干旱區(qū),研究生態(tài)學(xué)和水文學(xué)的相互關(guān)系,研究生態(tài)需水問(wèn)題,對(duì)干旱區(qū)生態(tài)建設(shè)的模式和生態(tài)恢復(fù)至關(guān)重要。一方面,干旱區(qū)水文過(guò)程對(duì)植被生理特征和格局成因產(chǎn)生影響,同時(shí)植被對(duì)水土流失具有控制作用。
生態(tài)需水的實(shí)質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和水分之間相互關(guān)系問(wèn)題。生態(tài)需水是生態(tài)水文學(xué)研究的重要內(nèi)容之一,只有建立在流域水循環(huán)基礎(chǔ)上通過(guò)生態(tài)水文學(xué)理論的指導(dǎo),生態(tài)需水量的確定才會(huì)更合理。目前在生態(tài)需水估算方面,面臨許多挑戰(zhàn)的問(wèn)題。主要有:
3.1 干旱區(qū)植被對(duì)缺水的適應(yīng)機(jī)制研究
研究表明,干旱區(qū)的某些植物具有水分補(bǔ)償能力,即利用冬季(低強(qiáng)度)降水補(bǔ)償夏季干旱用水,冬季干旱就以夏季降水來(lái)補(bǔ)償,這大概是灌木在這種環(huán)境中得以與一年生植物競(jìng)爭(zhēng)的一種手段。另外,在干旱區(qū),植物為了適應(yīng)荒漠環(huán)境,具有許多生理結(jié)構(gòu)上的變化。國(guó)外學(xué)者Ewenari 把荒漠植物分為兩類(lèi):一類(lèi)是隨水變植物,這類(lèi)植物對(duì)極端干旱具有許多生理上的適應(yīng)性;但大多數(shù)植物屬于恒水植物,這些植物對(duì)干旱有許多適應(yīng)機(jī)制。不同植物的水分利用效率的、對(duì)水分虧缺的生理響應(yīng)機(jī)制等研究,將為植被建設(shè)和恢復(fù)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(diǎn)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(duì)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(duì)改變水分徑流的路徑、減緩水蝕,提高斑塊內(nèi)的土壤水分含量等都具有重要意義。盡管對(duì)植被斑塊的叢生狀況有所認(rèn)識(shí),近來(lái)理論方面的研究和模擬方面的研究也有助于了解這一過(guò)程,但對(duì)這種現(xiàn)象的生態(tài)機(jī)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(xué)意義何在,都是值得探討的問(wèn)題。另外,應(yīng)加強(qiáng)大時(shí)空尺度上的植被格局和水文過(guò)程的關(guān)系研究。
分析干旱植物在水分脅迫下的群落組成結(jié)構(gòu)、分布格局與演變過(guò)程,始終是干旱區(qū)生態(tài)水文科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,迄今為止,關(guān)于這方面的研究未能取得突破性進(jìn)展,尤其是群落演變的生態(tài)機(jī)理仍然處于未知階段。近年來(lái),關(guān)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(diào)節(jié)干旱區(qū)侵蝕等問(wèn)題的研究受到廣泛重視,同時(shí),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(xué)家和水文學(xué)家共同感興趣的話(huà)題。
3.14 區(qū)域生態(tài)需水估算方法研究
我國(guó)的生態(tài)水文學(xué)基礎(chǔ)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(méi)有比較成熟的估算方法,還存在這樣或那樣的問(wèn)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(kāi)展自然生態(tài)系統(tǒng)分區(qū),確定生態(tài)需水計(jì)算的不同類(lèi)別的生態(tài)-水文參數(shù);利用遙感提供中國(guó)西部區(qū)域土地利用信息,確定生態(tài)需水計(jì)算的不同類(lèi)別的范圍;通過(guò)不同植被類(lèi)型的蒸散發(fā)計(jì)算、流域降水-徑流計(jì)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(nèi)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(duì)于生態(tài)需水概念理解的不同,實(shí)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(hù)現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化的理解,就會(huì)有一套基于2000年的遙感圖,依生態(tài)分區(qū),分類(lèi)以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態(tài)建設(shè)目標(biāo)(過(guò)去,現(xiàn)狀和未來(lái)),又有不同數(shù)量的估算方法。
客觀(guān)說(shuō),基于生態(tài)水文學(xué)的研究思路是估算生態(tài)需水的基本途徑,它從成因觀(guān)點(diǎn)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(wèn)題的復(fù)雜性,特別是缺乏必要的生態(tài)水文過(guò)程與空間變化的資料,由點(diǎn)的植被蒸發(fā)擴(kuò)展到面的植被耗水機(jī)理的尺度問(wèn)題等,導(dǎo)致目前估算有一定困難與結(jié)果的差異?,F(xiàn)行的水量平衡方法估算生態(tài)耗水,能夠從宏觀(guān)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(mén)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(lì)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(xué)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(cè)資料條件下,獲得更為客觀(guān)與科學(xué)的生態(tài)需水估計(jì),的確是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)性任務(wù)與課題。
4. 結(jié) 語(yǔ)
生態(tài)水文學(xué)是一種對(duì)環(huán)境有利、經(jīng)濟(jì)可行和社會(huì)可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問(wèn)題的出現(xiàn),生態(tài)水文學(xué)成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本文回顧了生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展歷程,討論了生態(tài)需水研究明亮的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。它們作為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)與學(xué)科發(fā)展,有如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)與建議:
(1)優(yōu)先、重點(diǎn)保護(hù)原則:在西北地區(qū),由于水資源匱乏,不可能保護(hù)所有的生態(tài)系統(tǒng),只能優(yōu)先保護(hù)控制性生態(tài)系統(tǒng),滿(mǎn)足控制性生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水分的需求。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步形成保護(hù)干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。干旱區(qū)流域下游荒漠綠洲是外來(lái)徑流作用的產(chǎn)物,綠洲景觀(guān)結(jié)構(gòu)及組成類(lèi)型的空間分布嚴(yán)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(gòu)成要素,則荒漠綠洲的高級(jí)生物組成實(shí)質(zhì)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(dǎo)源,為維持整個(gè)流域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。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(yīng)該優(yōu)先得到滿(mǎn)足。
(2)以生態(tài)水文學(xué)為基礎(chǔ)研究生態(tài)需水問(wèn)題:生態(tài)水文學(xué)是生態(tài)學(xué)和水文學(xué)的交叉學(xué)科,它所關(guān)心的是水文過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)配置、結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的影響,以及生物過(guò)程對(duì)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(jié)構(gòu)和演變,包括自然界中一系列的物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程和生物過(guò)程,是其它物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ)。因此,確定某一生態(tài)系統(tǒng)需水時(shí),只有以水文過(guò)程為基礎(chǔ),結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的特性需求,才能較為合理地計(jì)算生態(tài)需水量。這也是今后生態(tài)需水理論與實(shí)踐研究重要的發(fā)展方向。
篇9
第一條水文工作是開(kāi)發(fā)水利、防治水害、保護(hù)環(huán)境等經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工作。為加強(qiáng)水文行業(yè)管理,特根據(jù)《中華人民共和國(guó)水法》制定本辦法。
第二條凡在中華人民共和國(guó)陸地領(lǐng)域內(nèi)從事水文勘測(cè)、水文情報(bào)預(yù)報(bào)、水資源評(píng)價(jià)與水文計(jì)算等活動(dòng),均應(yīng)遵守本辦法。
第三條水利部是全國(guó)水文行業(yè)主管機(jī)關(guān)。水利部所屬流域機(jī)構(gòu)承擔(dān)部授權(quán)的水文行業(yè)管理工作。
省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)是所管轄范圍內(nèi)的水文行業(yè)主管機(jī)關(guān)。其所屬水文機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)實(shí)施具體管理,包括水文資料的審定、裁決、匯總管理和水資源調(diào)查評(píng)價(jià)的歸口管理等。第四條水文專(zhuān)業(yè)規(guī)劃要適應(yīng)開(kāi)發(fā)水利、防治水害、保護(hù)環(huán)境等經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要,水文工作要適當(dāng)超前進(jìn)行。
水文專(zhuān)業(yè)規(guī)劃應(yīng)包括水文勘測(cè)、水文情報(bào)預(yù)報(bào)、水資源評(píng)價(jià)、水文計(jì)算、科技發(fā)展、專(zhuān)業(yè)教育、站隊(duì)結(jié)合和隊(duì)伍建設(shè)等內(nèi)容。
水利部負(fù)責(zé)組織編制全國(guó)水文專(zhuān)業(yè)規(guī)劃,報(bào)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)后組織實(shí)施。
流域機(jī)構(gòu)應(yīng)組織編制本流域指定范圍內(nèi)的水文專(zhuān)業(yè)規(guī)劃,報(bào)水利部批準(zhǔn)后組織實(shí)施。
省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)應(yīng)組織編制所管轄范圍內(nèi)的水文專(zhuān)業(yè)規(guī)劃,報(bào)同級(jí)人民政府批準(zhǔn)后組織實(shí)施。此項(xiàng)規(guī)劃在報(bào)批的同時(shí),應(yīng)報(bào)水利部備案。
第五條水文機(jī)構(gòu)所需的經(jīng)費(fèi),按隸屬關(guān)系,分別由中央財(cái)政和地方財(cái)政列支。
水文建設(shè)應(yīng)納入水利基建計(jì)劃。在水利水電基建投資中,每年應(yīng)劃出一定數(shù)額,用于發(fā)展水文事業(yè)。
水文機(jī)構(gòu)專(zhuān)為防汛、水資源管理和保護(hù)而進(jìn)行的工作,依其內(nèi)容,其經(jīng)費(fèi)可分別在相應(yīng)經(jīng)費(fèi)中適當(dāng)安排。
第六條各級(jí)水行政主管部門(mén)應(yīng)努力提高水文現(xiàn)代化的水平,并會(huì)同科學(xué)研究主管部門(mén)將水文科學(xué)研究項(xiàng)目納入科學(xué)研究的規(guī)劃和計(jì)劃。
第七條水利部負(fù)責(zé)會(huì)同有關(guān)部門(mén)組織制訂水文技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并監(jiān)督實(shí)施。
第八條水行政主管部門(mén)對(duì)從事水文工作的單位實(shí)行資格審查認(rèn)證制度。經(jīng)過(guò)審查、取得水文工作資格認(rèn)證書(shū)的單位,才能承擔(dān)規(guī)定范圍內(nèi)的水文工作任務(wù)。
水文工作單位資格審查認(rèn)證制度的實(shí)施辦法由水利部制定。
第九條水文工作單位應(yīng)當(dāng)做好社會(huì)公益服務(wù)工作。同時(shí)應(yīng)開(kāi)展技術(shù)咨詢(xún)和有償服務(wù),其實(shí)施辦法另定。
第二章水文勘測(cè)
第十條本辦法所稱(chēng)水文勘測(cè),其內(nèi)容包括地表水、地下水的水量、水質(zhì)等項(xiàng)目的觀(guān)測(cè)、調(diào)查和資料整編。
第十一條國(guó)家基本水文站網(wǎng)由水利部組織統(tǒng)一規(guī)劃,由省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)和水利部所屬流域機(jī)構(gòu)組織實(shí)施。
國(guó)家基本水文站網(wǎng)中重要測(cè)站的遷移、改級(jí)、裁撤,應(yīng)報(bào)經(jīng)水利部批準(zhǔn);其他測(cè)站的遷移、改級(jí)、裁撤,由有關(guān)省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)或流域機(jī)構(gòu)審批,報(bào)水利部備案。重要測(cè)站的劃分標(biāo)準(zhǔn)由水利部制定。
第十二條專(zhuān)為防汛、水資源管理和保護(hù)而需要增加專(zhuān)用水文測(cè)站或在基本站上增加專(zhuān)用觀(guān)測(cè)項(xiàng)目者,由使用資料單位提出要求,水文機(jī)構(gòu)統(tǒng)一組織實(shí)施。
為其他專(zhuān)門(mén)目的服務(wù)的專(zhuān)用水文測(cè)站,由使用資料單位自行或委托水文機(jī)構(gòu)設(shè)立和管理,但不應(yīng)與基本水文站網(wǎng)重復(fù)。
專(zhuān)用水文測(cè)站設(shè)立和撤銷(xiāo)時(shí),應(yīng)由其主管機(jī)關(guān)報(bào)省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)核查備案。
第十三條專(zhuān)用水文測(cè)站或基本站為專(zhuān)用目的增加的觀(guān)測(cè)項(xiàng)目,其基本建設(shè)、運(yùn)行管理、大修折舊費(fèi)用由使用資料單位承擔(dān)。
第十四條興建水工程時(shí),應(yīng)將須遷移或新建的水文測(cè)報(bào)和管理設(shè)施列入工程基建計(jì)劃,并按要求完成。
第十五條國(guó)家基本水文測(cè)站和水文行業(yè)管理機(jī)關(guān)指定的專(zhuān)用水文測(cè)站的資料,均應(yīng)按規(guī)定整編并報(bào)送省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)、流域機(jī)構(gòu)。
第十六條為保證水文資料的可靠性,對(duì)下列資料實(shí)行審定制度:
(一)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)所依據(jù)的基本水文資料;
(二)水事糾紛、水行政案件裁決所依據(jù)的水文資料;
(三)重要的取水、排水的水量資料和排污口設(shè)置、改建、擴(kuò)建所依據(jù)的水文資料;
(四)其他作為執(zhí)法依據(jù)的水文資料。
審定工作由有關(guān)省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)或流域機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。
對(duì)所使用的水文資料有爭(zhēng)議時(shí),在省、自治區(qū)、直轄市范圍內(nèi)的,由省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)負(fù)責(zé)裁決;跨省、自治區(qū)、直轄市的,由有關(guān)流域機(jī)構(gòu)或水利部指定的單位負(fù)責(zé)裁決。
第十七條除水利部另有規(guī)定者外,水文機(jī)構(gòu)向其他單位所提供的水文資料,只供該單位使用;未經(jīng)負(fù)責(zé)該項(xiàng)資料的水文測(cè)驗(yàn)和資料整編的水文機(jī)構(gòu)同意,使用單位不得將其轉(zhuǎn)讓、出版或用于以營(yíng)利為目的活動(dòng)。
第三章水文情報(bào)預(yù)報(bào)
第十八條向各級(jí)人民政府防汛抗旱機(jī)構(gòu)和水行政主管部門(mén)報(bào)告雨情、水情、墑情、地下水、水質(zhì)、蒸發(fā)等情況的水文測(cè)站,由水利部和省、自治區(qū)、直轄市水行政主管部門(mén)統(tǒng)一規(guī)劃,組織實(shí)施。
第十九條向各級(jí)人民政府防汛抗旱機(jī)構(gòu)報(bào)汛所需的通信設(shè)施,由各級(jí)人民政府防汛抗旱機(jī)構(gòu)會(huì)同有關(guān)部門(mén)予以解決。
第二十條各級(jí)水行政主管部門(mén)或其水文機(jī)構(gòu)應(yīng)及時(shí)向同級(jí)人民政府及上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)報(bào)告雨情、水情以及地下水、水質(zhì)等情況。
第二十一條各級(jí)人民政府防汛抗旱機(jī)構(gòu)、水行政主管部門(mén)或其授權(quán)的水文機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)向社會(huì)水文情報(bào)預(yù)報(bào),其他部門(mén)和單位不得。
第二十二條水文單位向各級(jí)人民政府防汛抗旱機(jī)構(gòu)提供水文情報(bào)預(yù)報(bào)的報(bào)汛費(fèi),按有關(guān)規(guī)定負(fù)擔(dān)。水文單位向企事業(yè)單位提供水文情報(bào)預(yù)報(bào),實(shí)行有償服務(wù)。
第四章水資源評(píng)價(jià)與水文計(jì)算
第二十三條水資源評(píng)價(jià)的內(nèi)容包括水資源總量、地表水和地下水的水量水質(zhì)規(guī)律分析及水資源問(wèn)題的預(yù)測(cè)和對(duì)策等。
全國(guó)的和跨省、自治區(qū)、直轄市的水資源評(píng)價(jià),由水利部組織,有關(guān)水文機(jī)構(gòu)會(huì)同有關(guān)部門(mén)進(jìn)行。國(guó)家確定的重要江河流域的水資源評(píng)價(jià),由流域機(jī)構(gòu)組織,其水文機(jī)構(gòu)會(huì)同有關(guān)部門(mén)和地區(qū)進(jìn)行。省、自治區(qū)、直轄市的水資源評(píng)價(jià),由其水行政主管部門(mén)組織,其水文機(jī)構(gòu)會(huì)同有關(guān)部門(mén)進(jìn)行。局部范圍的水資源評(píng)價(jià)由提出任務(wù)的單位組織或委托有資格的單位進(jìn)行。
第二十四條對(duì)于制定全國(guó)、流域、區(qū)域或城市的水資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃、水的長(zhǎng)期供求計(jì)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃及調(diào)水、供水方案等所依據(jù)的水資源評(píng)價(jià)成果,實(shí)施審定制度。
全國(guó)的和跨省、自治區(qū)、直轄市的以及國(guó)家確定的重要江河流域的水資源評(píng)價(jià)成果,由水利部組織審定。省、自治區(qū)、直轄市范圍內(nèi)的水資源評(píng)價(jià)成果,由其水行政主管部門(mén)組織審定。第二十五條工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的水文計(jì)算應(yīng)充分使用已有水文資料,保證計(jì)算成果可靠。
水文計(jì)算成果,應(yīng)按工程等級(jí)管理權(quán)限,報(bào)相應(yīng)的水行政主管部門(mén)組織審定。
第五章測(cè)報(bào)設(shè)施保護(hù)
第二十六條水文測(cè)站的測(cè)驗(yàn)設(shè)施、標(biāo)志、場(chǎng)地、道路、照明設(shè)備、測(cè)船碼頭、地下水觀(guān)測(cè)井、傳輸水文情報(bào)預(yù)報(bào)的通信設(shè)施,受?chē)?guó)家保護(hù),任何單位和個(gè)人不得侵占、毀壞和擅自使用、移動(dòng)。
第二十七條水文測(cè)報(bào)設(shè)施和院落房屋、專(zhuān)用道路、測(cè)驗(yàn)作業(yè)的占地,應(yīng)由其主管機(jī)關(guān)按照有關(guān)規(guī)定和實(shí)際情況,提出管理范圍,向當(dāng)?shù)赝恋毓芾聿块T(mén)辦理手續(xù)。由土地管理部門(mén)確認(rèn)其使用權(quán),核發(fā)證書(shū)。
水文測(cè)站的管理范圍,任何單位和個(gè)人不得侵犯。
第二十八條水文測(cè)站的主管機(jī)關(guān)應(yīng)根據(jù)水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分別在測(cè)驗(yàn)河段的上下游和氣象觀(guān)測(cè)場(chǎng)周?chē)?,劃定保護(hù)區(qū),報(bào)經(jīng)縣或縣以上人民政府批準(zhǔn),并在河段保護(hù)區(qū)上下界處設(shè)立地面標(biāo)志。
未經(jīng)水文測(cè)站主管機(jī)關(guān)的同意,嚴(yán)禁在保護(hù)區(qū)內(nèi)進(jìn)行下列活動(dòng):
(一)植樹(shù)造林、種植高桿作物、堆放物料、修筑房屋等建筑物;
(二)在河段內(nèi)取土采石、淘金、挖沙、??看啊A倒垃圾廢物;
(三)在水文測(cè)驗(yàn)過(guò)河設(shè)備、測(cè)驗(yàn)斷面、氣象觀(guān)測(cè)場(chǎng)上方架設(shè)線(xiàn)路;
(四)其他對(duì)水文測(cè)驗(yàn)作業(yè)或資料有影響的活動(dòng)。
第二十九條在保護(hù)區(qū)內(nèi),在水文設(shè)施建立后設(shè)置的妨礙水文測(cè)驗(yàn)及管理的障礙物,參照《中華人民共和國(guó)河道管理?xiàng)l例》第三十六條關(guān)于清除河道管理范圍內(nèi)的阻水障礙物的有關(guān)規(guī)定處理。
篇10
1、水利水電工程專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有水利水電工程的勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、科研和管理等方面的知識(shí),能在水利、水電等部門(mén)從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、科研和管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
2、水文與水資源工程專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具有較扎實(shí)自然科學(xué)知識(shí),較好人文科學(xué)知識(shí),較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)、外語(yǔ)、管理等方面應(yīng)用能力與水文水資源及水環(huán)境方面專(zhuān)業(yè)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的高級(jí)工程技術(shù)人才。
3、港口航道與海岸工程專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)具備港口工程、航道工程、海岸工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等方面的知識(shí),能在交通、水利、海岸開(kāi)發(fā)等部門(mén)從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理等工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
4、水務(wù)工程專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)水務(wù)工程方面基本理論和基本知識(shí),進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)方面的科學(xué)思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。
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