水文与水资源工程范文
时间:2023-04-07 18:36:40
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水文水资源工程的培养目标
本专业培养具有较扎实自然科学知识,较好人文科学知识,较强的计算机、外语、管理等方面应用能力与水文水资源及水环境方面专业及专业基础知识,能在水利、能源、交通、城市建设、农林、环境保护等部门从事水文、水资源及环境保护方面勘测、规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究的高级工程技术人才。
水文与水资源工程 的就业方向从事水文、水资源及环境保护方面勘测、规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究工作
水文与水资源工程 的介绍本专业学生主要学习水文水资源及环境信息的采集及处理、水旱灾害预测及防治、水资源规划、水环境保护、水利工程规划与设计、水利工程运行与管理、水政管理等方面基本理论和基本知识,受到工程制图、运算、实验、测试等方面基本训练,具有应用所学专业分析解决实际问题、科学研究、组织管理的基本能力。
水文与水资源工程 的主要课程自然地质学、气象与气候学、水力学、河流动力学、水利工程、水文学原理、水文统计学、水资源学、地下水文学、环境化学、水利法规。
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关键词:水文与水资源工程;水文学原理;课程教学;教学研究
中图分类号:G6420;TV11文献标志码:A文章编号:10052909(2015)06009705水文学原理课程是高等院校水文与水资源工程专业的核心课程,是重要的专业基础课。主要内容是以水文循环为核心,以水资源为方向,讲授水文循环的各个要素和各种水体水文现象的物理机制、相互关系以及时空分布特征,要求学生深入理解水循环与水平衡等概念,理解和掌握降水、蒸散发、土壤水、下渗、地下水和地表水运动等物理过程的基本规律及基本定量计算方法,熟练掌握径流形成过程的基本原理和基本规律,掌握河流、流域洪枯水形成及运动的基本规律和数学模拟方法,了解土壤水的形成、运动和变化规律及其对蒸发、下渗、径流形成过程的影响,了解特殊水体如河口潮汐、湖泊等有关水文现象及特点。主要任务是使学生对水文现象和水文科学有比较充分的认识,掌握该学科的分析研究方法,深入理解水循环与水平衡等概念,并掌握自然界各种水体的基本规律。该课程一般安排在学生学完水力学、气象学与气候学、自然地理学等基础课程之后的第三学年上学期,是水文专业本科生学习水文测验、水文预报、水文水利计算、水资源规划与利用等后续课程的重要基础,也是学生毕业后走上工作和科研岗位所必须掌握的重要知识储备之一。鉴于该课程的重要性,本文以扬州大学水文与水资源工程专业的水文学原理课程教学为例,对该门课程教学实践中遇到的若干问题,以及如何增强教学效果进行系统深入的剖析和探索。
一、水文学原理课程教学实践存在问题
水文学原理课程教材主要选用中国水利水电出版社出版的《水文学原理》第一版[1],该教材为高等学校水利学科专业规范核心课程教材。此外,选用芮孝芳编著的《水文学原理》作为教学参考书[2]。水文学原理课程具有理论性和系统性较强、推理公式繁琐以及知识量庞大等特点。笔者根据近年来从事该门课程的教学实践,结合自己的教学体会,就高校水文与水资源工程专业水文学原理课程教学过程中遇到的问题进行探讨。
(一)对课程知识体系和学科最新进展介绍不足
水文学包括众多方面,是一个包罗万象的学科。然而现有水文课程教学体系受各高校本科教学计划和大纲的限制,课堂教学只遴选部分知识点进行详细介绍,所讲授的内容并不充分,远远不能够使学生对水文学和水文现象有全面系统的认识。另外,现行教材对河流冰情、冰川径流等的介绍不够详细和深入,相应的计算方法也介绍较少。此外,教材对部分知识点的计算方法虽有介绍,但常用计算方法介绍不足。比如关于蒸散发计算的介绍,虽然介绍了热量平衡法、空气动力学方法、综合法、水量平衡法、经验公式法以及器测法的理论和计算方法,但在介绍流域蒸散发能力计算的时候,没有对目前应用较广的彭曼―蒙蒂斯公式进行详细介绍。
随着现代信息科技的进步,水文科学研究的新技术和新方法层出不穷。然而,教材主要针对传统方法进行介绍,对最新学科研究的进展介绍不足。如关于面平均降水量的计算,教材对传统的算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法、距离权重法进行了介绍,但对最近发展的雷达和遥感测算法缺乏介绍。同时,伴随气候变化和人类活动对水文循环的影响,如何评估变化环境下水文循环对水文现象的影响,是一个新的科学问题,然而现有大多数教材并未提及或较少介绍以上最新热点内容。
高等建筑教育2015年第24卷第6期
王景才,等高等院校水文与水资源工程专业水文学原理课程教学探索
(二)过于依赖理论教学而忽视实践教学环节
高等学校实践教学是本科教学工作的重要组成部分,是培养学生创新意识、实践动手能力和工程素质的重要环节。只有将实验教学环节与理论知识体系有机结合起来,才能使学生更牢固更系统地掌握本专业的知识体系,才能顺利实现专业人才的培养目标[3]。然而,当前高校水文学原理课程教学由于知识点容量大而课时又较少的原因,普遍存在重理论教学而忽视实践教学的问题。比如,扬州大学水文与水资源工程专业培养方案中该课程教学周为1~14周,56学时,3.5学分。由于课时较少,大多采用部分工程实例或者计算例题进行知识点的应用训练,还未形成独立的水文实践教学。而水文学原理课程有很多内容可以开展实践教学,比如土壤含水量测定实验、下渗实验、径流小区或坡面产流实验等。这一重理论轻实践的现象在高校比较普遍,与高校培养大学生实践创新能力的目标相差较远,亟需在专业课程教学中得到改善。
(三)教学手段和学习效果考察方式过于简单
目前大学课堂教学手段主要以多媒体课件为载体,并辅以板书的形式进行,教学方法以讲授法为主。由于过多使用多媒体课件,导致部分学生认为课后拷贝课件进行自我复习即可掌握知识,因而忽视课堂讲授,注意力不集中。讲授式教学方法,主要是通过传授知识、阐明概念、论证定律和公式,引导学生分析和认识问题。该教学法使教师容易控制教学进程,能够使学生在较短时间内获得大量系统的科学知识;但如果运用不好,无法调动学生学习的主动性、积极性,就会出现教师满堂灌、学生被动听的局面,师生间的互动也会较少。
另外,在对学生学习效果的考察上,一般也多通过课堂提问、布置作业、考试等形式进行。部分学生较为懒散,课后也不主动学习,纯粹应付作业和考试,偏离了专业培养方案中要求学生掌握宽广知识体系的要求。
如何改进教学方法和调动学生学习的主动性积极性,是高校专业教学中普遍面对的一个问题。
(四)学生在学习过程中存在较多问题
受各因素影响,大部分大学生的学习主动性有所下降,厌学及学习倦怠是当前高校较为常见的问题[4-5]。笔者经过一段时期的观察,以及与学生交流,发现学生在学习过程中存在诸多问题。
一是,学生对专业课程学习的价值和意义不清楚。很多学生对专业不理解,对职业发展目标不明确,不知水文是什么,存在人生观模糊、积极性不高、学风懒散、心理迷茫等问题;部分学生不知该课程在专业知识储备中的地位,不知所学知识有何用,不知所学知识对将来课程学习的意义,从而未给予充分重视,没有强烈求知欲望;甚至还有部分学生基于教材中文字内容较多而片面认为该课程属于文科性质,仅需要靠背诵和记忆来掌握该门课程知识。
二是,部分学生的学习方法和基础知识有所欠缺。目前大部分学生课前不预习,只是被动地接受知识,适应填鸭式教学方法,主动思考能力不足,不能将课本知识与水文现象结合起来融会贯通地思考研究;部分学生认为课后复习多媒体课件即可,课堂听讲不专心;还有部分学生由于高等数学基础不好,以致在面临下渗方程、圣维南方程组、槽蓄方程、特征河长法、马斯京根法等的时候,觉得公式推理过程较为繁琐,理解起来比较费劲。
如何增强上述学生的课程学习效果,也是当前高校教学工作中需要探索的问题。
二、水文学原理课程教学的若干改革探索
基于扬州大学以及兄弟院校水文与水资源工程专业培养方案的要求,笔者根据从事该课程的教学实践,结合自身的教学体会,就如何提高高校水文学原理课程的教学效果进行了探索。
(一)教学内容的科学选择和适当扩充
首先,梳理好知识点脉络结构并抓住重点。按照培养方案的要求,将需要重点掌握的水量平衡、降水―蒸发―下渗―径流等水文循环过程、流域产汇流过程等章节内容进行系统深入的讲解,兼顾河口、潮汐、泥沙等水文现象,适当介绍水文学的主要研究内容和发展历程。同时,在课程讲授过程中,适当介绍洪涝和干旱、水环境和水生态等对自然生态系统和人类社会造成的影响,引导学生体会水文科技给自然生态系统和人类社会的良性发展带来的福音,帮助学生领悟该门课程的魅力以及明晰学习的价值。
其次,适当增加课外知识内容并引入最新研究信息。笔者对教材中缺少但实践应用又较多的方法进行补充介绍,帮助学生扩大视野和开拓思路。如教材中关于流域蒸散发能力的计算,介绍了基于气温的Thornthwaite公式,但是对应用较广且精度较高的彭曼―蒙蒂斯公式介绍较少,因此可适当增加该内容的讲解,并以作业的形式让学生得到实例操练。又比如在讲解产汇流过程和水文模型等内容的时候,增加山坡水文学、水文研究方法等内容,补充水文模型从概念性到物理性、从集总式到分布式的发展历程等内容,并介绍相应类型的水文模型结构及不同模型的区别和联系。通过以上教学实践,笔者发现学生的思路有所开拓,视野有所扩大,对水文科学演进方法有了一定思考,求知探索精神也有所增强。
再者,注意理论联系实际。多将科研工作中或工程上的案例引入教学,如在讲授产汇流章节的时候,可在课堂教学中适当介绍暴雨山洪预警系统等科研课题在生产实践中的应用,让学生深刻感受到水文知识服务社会民生的价值,从而激发学生学以致用的精神。
(二)增加课堂内外实践性教学环节的内容和比例
1.增强课程内实践教学环节的比例
课堂讲授的理论和方法,需要结合课堂实例操作、校内实验和校外参观实习等实践性教学环节,以便学生能更好地理解和掌握。笔者为此进行了一些有益的探索和实践。在讲授区域降水量计算的时候,除了讲授教材中几种方法的原理和计算步骤之外,还应给出实例或作业,并针对新技术的应用进行介绍。比如,针对同场次降水过程,分别借助Arcgis的空间插值技术或surfer软件的等值线图功能进行区域平均降水量的推求,并比较增减雨量站点的密度对结果的影响,锻炼学生的分析能力。在讲授土壤含水量的时候增加试验环节,选用人工烘干法、TDR、FDR等土壤水分传感器对土壤水分进行测定,对比测定方法原理和结果的差异性,从而帮助学生熟悉相关仪器的操作,并锻炼分析和动手能力。在讲授产流章节中不同径流成分如何形成的知识点后,若有条件可以搭建室外径流模拟平台进行试验,从而加深学生对下渗和产流等关键水文过程的理解。以上实践内容,能够有效提高学生的科学分析和实际动手能力,增强教学效果。扬州大学目前正在进行校内水资源与水生态试验场的建设,建成后开展降水、蒸发、径流、下渗等水文过程监测和分析将更加具有操作性,水文学原理课程的实践性教学也将更加可行。
2.鼓励课外水文科学实践活动
引导学生积极参加水文科学公益活动,如世界水日、湿地保护日、干旱与荒漠化防治日等;引导学生通过校院两级团委组建水科学协会、水资源协会、水文化协会等,指导学生开展水文化交流、水文与水资源热点问题调查等,如水环境调查、河湖水系普查等暑期社会实践活动等;吸引部分学生参与教师的科研活动,通过科研课题研究的锻炼,促进对知识点的理解和掌握,同时也培养其实践创新能力和团队协作精神。以上活动是对课堂内实践性教学环节的有益补充,既可以增强学生对水文科学问题的认识,又能锻炼发现问题和解决问题的能力,感悟水文科学的魅力,激发作为水文科技工作者的使命感和自豪感,巩固学习效果。
(三)教学方法的灵活选用和教学资源平台的建设
教学方法过于单一将影响课堂教学效果。笔者认为应结合课程特点,探索符合学生认知规律和感知规律的教学方法,充分发挥现代科技资源在高校课程教学中的作用。
篇3
关键词:节水宣传教育参与程度
1.公众认识的误区障碍
节约用水的公众参与,不仅包括公众积极参加和实施节约和保护水资源的有关项目或有关行动,更重要的是要改变自己的思考方式,建立可持续发展的世界观,进而运用符合可持续发展的方法去改变自己的行为方式。而现实当中,公众的思想认识中存在诸多的误区和障碍,直接影响着节约用水的深入实施:
(1)认为地球上的水资源是无限的。这种意识的危害在于如果我们没有节制地无限制开采,就会使环境的变化超过不可逆转损害的阀值,进而危及到人类自身的生存。
(2)环境的相互依存性认识障碍。仅凭浅显的感官印象或狭窄的学科知识来判断因果关系,有意或无意地破坏环境各部分之间、环境与人类之间的相互依存性和微妙的平衡。
(3)水是自然资源,是无价值的。以为只有能换成货币的东西才是有价值的。而现实当中人们难以用货币估价被转移和已造成的污染和资源衰减所造成的影响。
(4)即使有危机也不可能即时显现出来。对未来的线性外推和狭隘的经验主义思维,并不知道一旦一些事情进入“正反馈”,就有可能出现突变而带来意想不到的后果。
(5)技术的进步会处理一切。这是一种既饱含希望,又在制造危险的观念,其必然导致出一种单纯“迷信”,为急功近利者制造借口。
(6)人没有必要为后代考虑,那是“杞人忧天”。缺乏对人类整体最深层基础的观念,和十分自然而又最起码的觉悟。
2.舆论监督与行政机制的关联
据统计,以淮河的防污治污为例,自1977年至1994年,国家颁布的关于保护淮河流域环境的政策和法令就有十余项之多。但1994年7月的淮河特大污染事件,造成的直接经济损失达2亿元。我国著名的七大水系污染也日益严重(见表一)。黄河自1972年开始出现断流,至今已达8次之多。据1988年至1992年资料统计,黄河上游的人口不足全流域的10%,而平均每年引用河川径流量占黄河流域内及其供水区平均量的50%。上游地区用于农业灌溉的亩均灌溉水量为全国的1.5--3.2倍,长期使用黄河水灌溉致使耕地盐碱化,导致又必须多灌水用以压碱。而上游地区农业水价只是全国本以很低的平均水价的大约五分之一到十分之一。
据《中国21世纪议程》中截止1994年的统计,我国已制定出4部环境法律、8部资源管理法律、260多项环境标准,20多项环境资源标准,已初步形成了环境资源保护的法律体系框架。在国家现在正由计划经济体制向市场经济的转轨的过渡性过程中,造成上述不应有的状况,除历史和自然原因外,还有体制和行政机制问题。长于取水,短于节水;强于搞工程,弱于建机制;勤于组织运动,怯于调整利益关系。使当前水资源的配置,既无统一计划,又不讲市场经济效益,是做起来最容易但也是最危险,形式上管而实际上是抢的配置方式。上述分析的结论是:如果回避、推迟部门、地区之间固有的政策及利益强有力度的调整,就会使得国家的法律和政策效力弱化和衰减甚至失效。由于历史的原因和现实中体制上的矛盾,难以避免产生经济行为的政绩化和政府行政功能经济化的现象。因此,得出的最终结论是:要使各级政府的行为变得适应可持续发展的要求,必须调整其组织和权力的配置,建立一个对政府的政绩有真实评价的机制。水资源的合理利用与保护离不开政府的行为,而离开了监督的政府也不可能实现可持续的发展。因此,必须建立健全一个超越权力和金钱制约的评价系统,能体现社会成本的经济效益或政绩的指标体系,用知识去监督权力,让公众有权了解更多的实情,发挥民主的而不是、主观臆断的科学决策功能,把可持续发展和资源与环境意识根存于公众当中,这便是对舆论监督作用的最终定位。
3.强化节水宣传教育的内容和方式
节约用水,是以社会节水、全民节水为目标。在宣传节约用水时,应立足于本地的水资源状况,充分考虑其开发利用的前景及城市现实状况,因地制宜,因事而地选择不同的宣传方式,针对公众节水意识上的认识误区及障碍,展开富有成效的宣传和教育活动。
首先,要强化对政府官员的法律、政策和理论认识上的宣传,使其树立正确的节水和水资源的管理观念,在决策中自觉重视到节约用水。
其次,要面向公众,发动群众,把宣传节约用水的重点放在公众中间;放在基层。通过举办专题文艺晚会、进行知识竞赛、举办节水成果展览和举行各种以节约用水为主题的各种群艺活动,并注重运用板报、公益广告、宣传标语、有线广播、电视以及公共互联网等媒体形式进行常年不懈的渗透式宣传,逐步提高公众的节水意识。
第三是要立足长远开展宣传教育活动。应当把我国现实的水环境及水资源状况纳入中、小学教育,使公众从小就接受到水忧患意识的熏陶。经常性地在广大中小学生中间开展主题性质的征文、讲座、歌咏比赛、夏令营和郊游活动,使公民从小就养成良好的节水观念。
第四、舆论媒体有关部门及时接纳并受理对跑、冒、滴、漏浪费水、造成水环境污染的行为的严肃查处,及时予以曝光,进行深层次地追踪报道,抓好正反两个方面的典型事例,以引起公众的充分观注,逐步形成全民节水、人人节水、爱水、珍惜水的良好社会道德风尚。
强化节约用水的宣传教育,应确立起“面向公众、重在基层、从中小学生抓起”的长远目标,以适宜的方式,较低的投入成本,取得较好的宣传教育效果。超级秘书网
4.公众参与途径探讨
水资源的有效保护与合理利用,实施可持续发展,从概念到行动,主要取决于两个因素:一是公众的觉悟和道德,即环境美德。二是研究开发公众参与的有效途径。塑造公众的环境美德、开展充满创造力的群众性自我教育运动,为实施公众充分参与探索了可供选择的途径。
(1)自愿责任。把保护水环境的某一具体内容当做公众自己的自愿责任,为实践自己的诺言而开展行动。
(2)“蓝天碧水”行动。主要参加者以中小学生为主,可由自愿的社会公益者出面组织。以轻松自然的风格,进行文艺演奏和演出、绘画、签名等活动,让公众与孩子在一起感受自然的美好与和谐,引起人与人的共鸣。
(3)监督新闻媒体。可分阶段展开调查统计,对各媒体、报刊对环境与资源的关注程度、报道条数、篇幅进行统计打分,并对其动向进行研究、剖析。每年向获环境意识最高得分的和最低得分的媒体及记者发出衷恳的感谢和建议。
(4)创立相关主题为宗旨的基金会。资助进行科学研究、学术交流、并开展其他相关活动。
(5)写作出版相关的内容和科普、启蒙读物。
(6)组织举办节水知识讲座。主要针对是中小学的教师及师范院校的高年级学生等。
(7)组织建立节水志愿者网络,交流节水经验、传播有关信息。
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关键词:水资源;论证;关键;水文;技术
中图分类号:TV文献标识码: A
引言
水文与水资源工程以地球科学基本理论为基础,以水资源为主要研究对象,系统学习水资源的分布、形成、演化等方面的专业知识和技能,并将其应用于水信息的采集和处理,水资源的规划与开发、评价与管理等工作中。随着科技的快速发展,3S技术在各个领域得到广泛应用。
一、水文水资源技术在我国发展的现状
(一)水文水资源技术的预测预报技术
当前水文水资源技术通过预报预测技术大大提高了书剑能力,从而为社会整体提高了抗旱和防洪的能力,使水文水资源技术的减灾效果达到了前所未有的水平。预测预报采用气象与税务结合、天气雷达技术和分布式水文模型,实现了预测预报准确性的提升。
(二)水文水资源技术的监测技术
水文水资源监测技术包括了新型、高灵敏度的水文信息的监测传感器、远程传输、信息采集、数据管理、处理和分析的技术与设备、地下水温度和水位等自动监测的技术与设备、河湖水质的红线自动监测的技术与设备、依靠卫星遥感信息进行大范围的土壤墒情的实时监测分析技术与设备等。
(三)水资源的配置与调度技术
水文水资源技术将总量控制来作为核心的统一调度的流域水资源技术体系,从而实现从单一的水利工程调度跨越到跨流域或全流域多水源(过境水、地下水、地表水)的统一配置和调度技术。
(四)水生态环境改良与水环境治理技术
水生态环境改良与水环境治理技术能够有效地缓解污染的问题,并提高水体的自净能力,从而改善改良生态环境。从宏观上来看,水生态环境改良与水环境治理技术包括了富营养化水体的水上种植的技术、城市乡镇河网的多功能疏浚技术和设备、大型渠道的清污技术、控制水库的富营养化生物的操纵技术和淤泥固化的技术等。
二、水文水资源领域的存在的问题
(一)研究经费投入不足、相关技术落后以及理论不完善。近些年,我国对水文水资源的研究不断深入,研究经费也有大幅度的增加,但由于水文水资源所涉及的时间、空间跨度大,需要耗费巨大的人力物力,经费不足短期内将难以解决。一些全球性的水文问题,由于问题的复杂性、所需研究经费巨大,目前并没有得到充分的探讨,此外,水文的研究还呈现出一种不平衡性,有些热点问题,聚集了太多的人力、物力,而一些冷门领域,则研究项目少之又少。
(二)水文数据是水文资料研究的基础,目前我国用于水文监测的设备数量不足、设备也相对落后。先进的实时监测设备可以将水文工作人员将繁重的重复劳动中解脱出来,在西方国家,这些设备被广泛应用于水文监测的各个领域,在我国,这些高效率、高精度、全自动化的监控设备,并没有得到大规模的应用,大量水文数据还是通过传统人工方式获取,人工获取方式不仅效率地、而且容易出错。
(三)水资源日益枯竭、但与节水相关的制度、技术却并不完善。目前我国的水资源管理主要是同过水总量来控制的,水总量控制看起来简单,但要真正的实施却远非如此,这其中涉及到水量监测、用水模拟、节水治污的许多相关制度和技术,没有这些相关制度建设和技术保障,通过水总量来节水就是纸上谈兵。
(四)非传统水资源利用相对落后。随着人类社会的发展,水资源利用范围越来越广,出现了许多非传统的水资源利用方式,如城市雨水利用、城市污水资源利用等,总体来说,我国非传统水资源利用相对较差,相关的技术也比较落后。
(五)工业技术和城市生活在给人类带来便利的同时也给水环境造成了一定的破坏,我国目前相关的工业、生活污水处理技术落后、生态修复也差强人意。应该加大宣传,使人们认识到水资源的珍贵,并积极在生活和生产中节约用水,同时鼓励污水处理、生态修复相关领域的研究。
(六)水文水资源数字化、信息化相对落后。许多与水文水资源相关的决策、基础设施建设都需要建立在大量水文数据之上,但目前我水文水资源信息化建设相对落后,许多珍贵的水文数据由于没有相关信息化平台,许多水文研究人员、水文政策的制定者都无法获取,因此在我国有必要加大对水文信息化建设的力度,使水文信息更好地为我国经济、社会服务。
三、我国水文水资源的发展现状
(一)水利科技的研究主要以水文水资源领域的技术为依托。
通过借鉴外国的先进理念与技术,当前我国的水利研究逐渐发展成可持续发展及现代化水利工程,其目的主要是针对民生水利而言。水利部门也相应开展多种具有针对性的项目来推动水文水资源科技的不断向前发展,通过研究,我国先后在水文信息监测技术、水文预警预报技术、水资源合理配置、水资源监控技术、重点地区的水生态保护和修复技术等方面的研究和技术推广都取得了不俗的成绩。
(二)水文监控及预报的发展。
监测技术与先进设备的出现,为研究新型雨量的蒸发、流量及其观测水文水资源提供了便利,同时也形成了集水文信息收集、传输、分析、监控、预警和管理于一体的流域水文信息服务体系。通过新型技术和设备,流域水文预报已从单一的预报方案向多个模型和综合方法组成的功能较强的预报系统发展,同时也增加了技术的革新及应用。新技术的应用成功预防预测洪涝等自然灾害,雨量旱情的及时预报,为科学调度拦蓄洪水,保护群众财产安全,及时营救受困群众,提供了便利和重要的指挥决策前提。通过应用新型水文预测预警体系,在洪汛方面同样成绩显著,在抵抗泥石流,山体滑坡等方面起到积极的作用。
(三)水文水资源调控技术应用。
我国河流总体规划及河流流域的总体改造是我国现代技术在水文水资源利用及规划方面的一里程碑,同时也为我国对水资源调控和配置提供依据。初步完成的水资源监控系统,不但提高了对水利方面的监控能力,更合理优化配置。新型技术的应用与推广,形成了以服务民生,合理配置水资源利用的理念。有利于流域地区的灌溉由传统式向全自动化式的合理转变。使我国水资源利用,合理调配提供有力依据,近年来的,南水北调,三峡工程,以及引黄济淀等浩大工程都以此作为前提,并取得了明显成效,水资源的合理调控与配置也为城市安全用水提供保障。现阶段,在全国范围内开展的流域安全用水等研究,并形成了以合理配置水资源利用等一系列的技术层面的管理模式,此举为解决全国不同地区用水难,水资源不丰沛等现象提供便利。同时,在我国沿海地区先后建设咸水淡化的等工程,为缓解我国用水压力等现实问题作出新的贡献。针对不同地区,因地制宜建设和谐型用水模式,水资源的合理调控与配置发挥了巨大带头作用。
四、水文水资源技术应用的趋势
(一)对水文事件的预报和监测能力
水文水资源技术的发展将会突出水文信息技术和信息采集技术,要与气象卫星、监测站、气象雷达形结合,形成水文水资源的全面观测体系和立体监测网络,这对于整体水文事件和极端水文事件监测和预报能力的提升有重要的价值和意义。
(二)水文水资源技术的跨学科发展
当前科学技术讲求的综合和交叉,水文水资源技术与计算机技术、社会科学、生态科学、经济学呈现出交叉互补的态势,这有利于水文水资源技术的丰富和完善,同时有利于社会经济的稳定高速增长,也有利于整体生态的修复与协调。
(三)高新科技元素在水文水资源技术中广泛应用
在遥感技术、信息技术、控制理论大发展的今天,水文水资源技术得到高新科技元素的辅助实现了研究方法的丰富和应用方式的突破,要把握这一时机,立足于水文水资源工作,以技术融合为手段,不断提升水文水资源技术的应用水平。
结语
水资源是一种对人类具有基础性的不可替代的自然资源,是人类生存的物质基础。随着人们认识世界和改造世界能力的提高,逐渐认识水资源除了具有经济价值外,还具有生态服务价值、环境美学价值、甚至包括未来的价值。
参考文献:
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关键词:水文科学 机遇 挑战
水文科学的发展要结合我国全面建设小康社会的目标来发展,要基于我国社会经济的发现现状来发展,要借助于我国可持续发展的战略决策来发展。水文科学的研究是为了实现人口、资源、环境的协调发展。由于水是人类赖以生存的的自然资源,是国家经理建设与人民生活中不可或缺的基本资源,由此水资源的重要性可见一斑。水文科学是研究地球上一切与水有关的所有科学领域的学科,关系到社会经济发展与人类的生存发展问题,是一门涉及面广博且具有重要价值的科学性学科。然而水文现象复杂繁多且其在时间尺度与方向上都具有不重复性,有时还会有空间方面的变异性,这些问题使得我国相关部门对水文科学的研究要更加细致与全面。
1.水文科学的概况
1.1水文科学的基本内容
水文科学作为一门研究水的学科,对水的形成、循环、时空分布、化学性质、物理性质进行相关研究。不仅如此,水文科学还要对水资源的开发利用、水资源的保护、水旱灾害的形成等方面予以探索。水文学科的研究领域非常广泛,它不但涉及水量的研究,还还涉及水质的研究。不但涉及当前水情变化规律的研究,还涉及地球上水的生命史及其未来发展的研究。不但涉及生态环境方面的研究,还涉及水利工程方面的研究。
水文学科中最基本的两大基本规律是水文循环与水量平衡。在我们所生存的地球上,各种水体通过水文循环紧密地联系在一起,因而水文循环是水文研究的重要内容。
1.2水文科学的形成过程
水文科学是一门又古老又年轻的学科。其研究可以说从公元前三千多年前就有迹可寻,当时古埃及就在尼罗河畔勘测水位。在我国公元前一千四百年前后, 殷墟甲骨文中早已出现了有关降雨和洪水的相关记载,后来我国古代人民开始采用测雨器来观测雨量,绘制降水量的等值线图。法国文学家在一七七五年发表明渠均匀流公式。德国的水文学家沃尔特曼在一七九零年发明了流速仪。以上取得的成果都表现为水文科学的萌芽阶段。
水文科学的迅速发展时期是十九世纪牛顿力学的古典科学得到快速发展阶段,该科学的发展带动了水文科学的迅猛发展。作为一门涉及面广博的学科,水文科学逐渐形成了自身的一套系统。在二十世纪前半叶,由于生产力的不断发展,人们越发希望能够对洪旱的基本变化规律予以掌握,以此来建造水利工程造福百姓。直到一九五七年爱尔兰的水文学家纳西对瞬时单位线的物理机制进行了深入分析,并且用数学语言描述了流域的汇流过程,这些相关理论的提出使得许多水利工程的管理更加地科学化与合理化,同时也奠定了工程水文学的基本内容。当前很多工程水文学的许多内容就是因为该阶段优秀理论的提出而产生的,正因为这些优秀理论的影响使得许多的措施在工程水利中被普及开来。二十世纪后半叶,各国的经济水平都有了很大的提高,大多数国家对水文科学的重视度大幅度提升。因为计算机领域进行了信息技术的革命,对的现代科学技术飞速发展起到了极大的推动作用,与此同时,水文科学领域也得到了极大的发展。
引人注目的是在1965年启动了国际水文十年,并在十年之后全面实行国际水文计划。目前该计划已经进入了第七阶段,世界各国的水文学家进一步加强了合作,许多新的理论方法不断涌现。然而从学科的发展方向来看,近几十年来,正是因为各国经济社会的发展,与水资源有关的各类水问题不断出现并有加剧趋势,我们的生存环境受到了很大的威胁。针对这些现象的发生,产生了以研究水资源短缺问题为核心的水资源水文学、以研究水环境为核心的环境水文学、以研究生态问题为核心的生态水文学等等相关水文学。由于全球气候变暖,又产生了以研究气候变化对水循环的影响为核心的全球变化水文学,该文学而今已经成为了世界各国水文学界研究的热点。我国相关部门在政府的倡导下也积极参加各种关于水文学的国际项目与活动,在一些突出领域加大了工作量,并对其展开大量的深入研究,因此取得了比较不错的成果。
综合以上的阐述不难看出水文科学研究的领域正在不断扩大,与人类的关系越加亲密,在社会研究领域的地位也越发重要。这些正是印证了水是生命的起源,万物皆由水衍生而来。
1.3水文科学的发展情况
随着信息技术时代的到来和某些新理论及边缘学科的作用,水文科学的研究也在快步前进。尤其是人口问题、水资源短缺问题、水环境恶化问题和气候变化问题的催化作用,使得水文科学的研究问题更加被广泛关注。不但是我国开始重视这一方面内容,世界上的许多国家也在该方面大花心血,国际活动频繁起来,我国的水文学家及相关工作人员或专业人员也积极参与到国际活动的交流与合作中,展开了许多具有深远意义的研究工作,极大地促进了水文科学的变革与发展,进而推动水文科学的现代化进程。关于水文科学当前的发展状况,大致分为以下几点:
(1)国际交流合作越加频繁。
自国际水文计划实施以来,联合国教科文组织与世界气象组织就为此召开了许多水文国际会议。因此国际水文计划是围绕水文科学研究与教育的国际性的全球性计划,对水文学进行国际培训与知识传播,提高各个国家政府及相关人员抑或是人民群众对水文科学的认识。国际水文计划的重心在于应用水文学和水资源的调查评价、开发利用、管路保护及人类活动对水资源的影响,为的是帮助解决水资源问题和与水有关的社会经济问题。
水文科学的研究不仅仅局限于认识水文循环的物理过程,还需要研究对水文循环的生物控制及气候、水文和环境之间的相互作用,进而深化对陆面生态系统的影响,对全球气候变化的影响等,最终实现人类可持续发展的目标。目前生态水文学已经成为了近代水文学发展的一个重要方面,其内容涉及了土壤、大气、植被、河流等许多因素。二十一世纪初,关于水文科学的发展,国际水文科学协会组织并发起了全球范围内针对水文科学发展的大讨论,而后许多国家相继成立了相关研究机构来推进水文科学的研究工作。
(2)水文科学研究的相关领域。
首先,水文循环与生物圈的相互作用。以前的水文研究侧重于考虑水量的自然化,而今的水稳研究要侧重考虑生物圈与人类活动之间的相互作用,注重陆地生态水文环境与空间格局的变化规律的问题。
其次,气候变化与水环境的相互作用。以前的水文科学认为在陆地上整个体系中水文循环的平均值是不会改变的,对于年径流量的涨退现象则视为阶段性的波动。而今的水文科学的研究意识到一个系统中的水文过程并不总是处于平稳状态,是会出现不同程度的变化的,陆地上的生态系统对大范围的水文循环具有很大的反馈协调作用。
最后,人类活动与水环境的相互作用。随着社会经济的发展,土地利用、植被覆盖和碳循环的问题十分突出,水文循环与生态系统之间的联系与作用因为人为因素的干扰而受到了很大影响。因为土地利用变化十分剧烈,城市化进程加快,许多地方的河道遭到了围垦,湖泊也因为经济因素而受到填埋。河道、水域等许多自然生态屋被现代化改造,水文环境一下子就被迫改变。水文循环的过程是复杂交错的,不但与陆地表层的各种自然要素的分布密切联系,还与土地利用等关联密切。自然变化与人为因素双重影响下的水文循环开始变得紊乱无常,许多难以预料的灾害也因此而出现。
2.水文科学研究的趋势与特点
2.1研究领域趋向广泛
结合当前现状,当代水文科学的研究领域将会不断扩大,研究的问题也会越来越复杂,还会遇到来自各方面的确定与不确定因素干扰。研究规避水文循环过程中的基本规律与不可测的突发问题是一项艰巨而具有挑战性的任务,因而在研究的过程中要学会利用其他相关领域的理论知识或规律辅助,来帮助解决水文科学领域的相关疑难。
2.2注重研究的整体性与系统性
由于地球上的不同圈层之间都有着紧密的联系,因而改变其一就会影响到其他所有圈层的动态规律,所以在预测未来的发展情况时,要从水文循环和转化的物理关系上来分析气候变化与生物作用对人类活动的影响。针对水文科学的研究也不能局限于某一技术的应用,而要结合地理信息系统、卫星遥感等技联合起来术对其进行全方位的研究。
2.3与人类活动关系更为紧密
实际上说来,对水文科学进行深入研究的根本就是为人类服务的,是为了解决社会发展过程中的用水问题,是为了解决生存环境中的水循环问题,是为了更好地落实可持续发展的战略决策。
3.水文科学研究的问题与相应措施
水文科学的研究是由于社会需求的存在而产生的,人类的需求决定了其研究方向与进程。社会发展对水文科学的需求主要表现为防洪减灾、水资源的开发利用、生态环境的保护和社会经济可持续发展等方面。目前我国水文科学的研究领域还存在着诸多问题亟待解决,其中比较突出的有水旱灾害的监测与预报技术比较落后,可提供依据的水文研究资料比较稀少,区域性水文研究和关于不同水体的研究不平衡,水文基础研究薄弱,水文基础信息匮乏等等。
3.1水文科学研究中出现的相关问题
3.1.1防洪减灾中的问题
气候变化会造成水旱灾害更为频繁,防洪减灾已经成为了我国政府必须解决的社会环境问题。我国处于东亚季风区,大多数的地形自西向东倾斜,对洪水的形成与汇集具有促进作用。加之植被覆盖率小、水土流失严重等问题,使得我国的洪涝灾害严重而复杂。因为人类盲目追求经济的发展而忽视了环境的反作用,致使流域的水体分布不均、循环受碍。
3.1.2水资源的开发利用问题
水文科学的研究是为了促进水资源合理安排与利用,为了有效保障水资源的安全,进而保障粮食安全和生态环境。为了实现水资源的可持续利用,必须要保证水资源的开发利用的总量不得超过水资源的再生能力,相关部门必须要展开水资源形成与演化的研究。我国因为干旱而造成的农业方面的损失不容小觑,这些问题对于我国的可持续发展有着严重的威胁影响。虽然我国在干旱发生发展机理研究方面做了许多工作,但是却没有从根本上解决问题。因为我国将旱涝规律研究大多着眼于水文气象变化规律的研究方向上,难以解释干旱形成的物理机制,因而在针对干旱问题上还保留了大量的疑难残余。
3.1.3水资源的可持续利用问题
水资源的地区分布不平衡导致区域性水资源短缺,在水文科学研究的过程中,水资源合理配置与科学调度中的许多关键性问题至今仍未解决,我国当前还没有形成跨流域调水的规范技术体系。
3.1.4生态系统问题
我国的生态系统因为城市化进程的影响而遭受了很大的打击,各种生态问题因为难以得到良好而及时的解决而变得越发严重。人类活动促使水的分布及运动更加不合理与不规律,甚至导致了水土流失、土地荒漠化等。
3.1.5江河治理问题
针对江河治理的过程中,我国相关部门只是采取非常片面的手段,将目光局限于经济与工程上,专注于局部河段的治理,因此未能取得非常良好的效果。江河治理的地学基础是江河治理过程中人与江河互相作用的地学,包含了地质面貌、水文气候和流域自然地理等因素。人类根据自身意愿通过不同方式和不同程度作用给河流,这种影响渐渐将河流的相关特性改变。
3.1.6工程规划问题
社会发展的进程中,因为人类活动的不顾后果,使得水文系统严重受损,给水利工程方面数据采集带来极大难度。
3.2针对水文科学研究问题的解决方法
3.2.1为防洪减灾提供支撑
防洪减灾问题需要水文信息与知识的支撑。从理论的角度上讲,理应加深对洪水形成规律的研究。从技术的角度上讲,理应强化水文信息的采集、传输、预报、调度与决策。从实践的角度上讲,理应加大非工程措施的水文依据的研究。
3.2.2为水资源的可持续利用提供基础
水资源的可持续利用是推进社会发展的动力,是人民正常稳定生活的保障。从理论的角度上讲,理应加强水资源形成与演化机理的研究,加强全球变暖条件下对水资源的影响的研究。从实践的角度上讲,理应加强水资源评价与水资源开发利用的研究。
3.2.3为生态环境保护提供服务
生态安全与环境的保护需要提供相关水文知识的服务。从理论的角度上讲,理应揭示水对生态安全与环境保护的影响。从实践的角度上讲,理应根据自然条件下采用不同的研究方法。
3.2.4为江河治理提供依据
江河的治理过程需要提供具体的水文依据。从理论的角度上讲,理应揭示河流发育演变的地学基础。从实践的角度上讲,理应充分考虑江河的实际情况,制定合理可行的改进措施。
3.2.5为人类活动提供警告
根据人类活动给水文系统造成的剧烈影响,应当加强人类活动对水文条件的影响,加强水文分析计算途径与方法研究。
4.水文科学研究的机遇与挑战
水文科学对我国社会的可持续发展与人民安居乐业有着十分重要的作用,我国相关部门重视水文科学的研究与发展,在其中投入许多人力物力财力,并且引进先进的理论方法来支持水文研究。
从开始到现在,我国的水文科研已经与国际接轨,而且还适当地融入到教育事业中去,使得两相领域相辅相成共同发展。除此之外更重要的是,我国的水文科学发展将要在社会发展的进程中面临许多不可预测的事情。这些不可预测对于我国来说既是机遇又是挑战,因此我国应该及时抓住机遇,勇于面对挑战。
4.1充分利用国家相关资源
根据我国当前的水文科学研究现状,要充分发挥与利用我国先进的相关资源。我国已经设立了部级水文资源重点实验室,而且还实行了“211”工程建设。我国政府应当充分抓住该机遇,启用相关高技术人才,联合国际相关机构并结合我国发展的实际需要来开展水文科学规划的科学研究。重点对水文基础研究、水文应用基础研究和水文科学人才等教育与培养方面进行大规模的操作与规划,实行具有我国特色的水文科学研究。
4.2结合国家发展需求
我国制定了水文科学研究的发展规划,在该规划的引领下,结合我国“十五”的发展需要,利用全国水文研究机构共同协作,开展国家级重点基础项目研究。通过这些方式来促进我国水文研究人才的沟通交流,进而推动水文科研的进步。
4.3鼓励成果共享
从长远的角度来看,我国应当积极鼓励水文人才与水文成果的国际化交流,将我国研究出来的先进理念同世界上的其他国家进行交流合作,积极参与各国的合作性水文项目,促进我国水文学科基础与应用研究的发展。
4.4培养高技术人才
为了我国水文科研的进步与发展,要从相关研究人员的综合素质抓起,重视水文科研高层次人才的培养。
5.总结
社会科学技术的不断进步,生产实践的日益深化,水文科研涉及的领域已向多元化发展。在接下来的研究发展中,水文科研将在应用层面加大研究力度。健康可持续的水文循环是支撑社会不断前进的保障,是人类幸福生活的坚实基础。
参考文献:
[1]徐宗学. 水文科学在北京师范大学:回顾、机会与挑战[J]. 北京师范大学学报(自然科学版),2009,Z1:463-468.
篇6
关键词:气候变化 水文学 模型
近些年来,随着极端气候出现的频率越来越高,气候变化问题已经成为世界各国及社会公众最普遍关注的环境问题之一。由于自然循环和地球气候系统的扰动,引起水分循环的变化,从而引起水资源在时空上的重新分布以及水资源数量的改变,最终对社会经济与世界各国的发展产生深刻的影响。研究气候变化问题不但对气候对水文系统的影响和建立大气环流模型与水文模型的耦合有帮助,而且对未来水资源系统的运行管理、开发利用及规划设计具有重要意义。
1 气候变化对水文学的影响分析
通过降水变化和温度两个要素对各主要水文要素产生影响,气候变化主要是依靠这两个方面来影响至区域水文系统。
1.1 降水。降水是一切水资源的总来源。由此便会引发部分地区发生暴雨和干旱,从而导致蒸发和降水的增加,气温的升高会导致水文循环愈加激烈。
1.2 蒸发。实际情况下,蒸发还受其它因素的影响。通常情况下,当其它条件没有太大变化,气温升高将导致区域潜在蒸发增加。
1.3 径流。径流是气候变化中水文水资源系统响应研究的重点。
1.4 土壤水分。在气候变化下,含量受到影响而改变现有的时空分布规律,土壤水分影响着区域蒸发和径流的形成,在温带地区,降水变化对土壤水分的影响相对较小。气候变化下,土壤水分的响应程度低于径流的响应程度。土壤水分的变化百分率比降水的变化百分率更大,但大多是集中于干旱流域。
气候变化对水文系统有非常大的影响,而在传统研究水文学时,仅仅是从降水开始以后加入研究,到流域出口断面;同样气象学家的研究对象也是到降水时止。这样便割裂了水的循环,忽视了气候-水文之间的相互作用。决定气候变化因子不仅仅是大气内部的过程,还有各种物理化学过程,包括下边界(陆地水文- 生态、海洋系统)和大气上边界(太阳行星系统)等等。
正确认识气候-水文的相互作用,对我们进行水文设计、开发利用和运行管理有重大意义。以往在陆地水文循环与气候系统间存在一个误区,这就是气候学者较少研究流域水文循环动力机制与反馈作用,气候/ 天气过程研究仅仅到降水为止,把陆地水文过程看作是静态的,水利(水资源) 工程设计:要求的水文计算,未来被看作是过去的重复或外延。这种假定值得商榷。都是以几十年-几百年时间尺度的水文过程稳定不变为前提。
下面以长江中下游地区为例,简要说明流域洪水频率的变化。
南京下关水文站自1912年到1991年70年水位资料中(缺失1938-1946年资料),其中9.0m以上水位在1940年以前只有一次,1941年到1960年二十年间有2次,而1960-1991年三十年来已发生7次。
如果根据1912年至1991年70年最高水位资料分成一段及三段分别推算各段水位出现频率,结果见下表。
由此可见,近年最高水位的统计特性有显著的变化,最高水位的出现也越来越频繁。尽管流域的下垫面条件发生很大改变是呈现这一现象的原因之一,但是近年来温度的升高无疑也是影响水位变化的重要因素,而且这种影响会越来越显著。
据有专家分析,长江中下游地区在21世纪中后期由于受到温室效应影响,气温在各种排放情景下都将持续增加,其中21世纪中期的年平均温度将增加1.8-2.8℃,到21世纪末,增加值会达到3.1℃-4.3℃。气温的升高使得降水量也显著增加。陈玲飞,王红亚在《中国小流域径流对气候变化的敏感性分析》中根据模型计算得到,长江中下游地区气温每升高1℃、2℃,降水量增加4.1%、8.4%。
2 建立基于GCMs的流域水文模型
在全球气候变暖的大背景条件下,全球的降水量分布必然发生改变,有些地区降水量增加,有些地区降水量减少,因此建立研究可靠稳定的气象/水文模型将是未来水文学发展的前沿。
在水文设计中,一般根据水文资料来建立适合本流域的水文模型,然后根据设计情况的降水来推求洪水过程,继而对本流域提出相应的对策措施。同样,水文气象模型的建立也可以遵循这样几个步骤:其中水文模型的建立与未来气候变化情景的生成是关键。
2.1 设计或选定未来气候变化情景。
2.2 计算分析区域水文循环过程及水文变量,以选定的未来气候变化情景作为模型输入。
2.3 选择、建立及验证流域水文模型。
2.4 根据水文水资源的变化规律和影响程度,评价气候变化对水文水资源的影响,提出相适应的对策和措施。
目前,生成未来气候变化情景的方法有任意情景设置、长系列水文气象资料的统计相关法和基于GCMs 输出等3种基本方法。选择和使用区域水文模型来评价气候变化对水文水资源的影响时,应考虑下列几个因素:模型的内在精度;模型率定和参数变化;现有的资料及其精度;模型的通用性和适用性;以及与GCMs的兼容性。目前,用于估算区域水文水资源对气候变化响应的水文模型主要有以下三大类:经验统计模型、概念性水文模型、分布式水文模型。
3 存在问题
基于GCMs的水文模型,存在以下不足:①研究内容主要集中在气候变化对流域径流平均变化的影响上,而有关气候变化对水文极端事件的影响研究相对薄弱。②GCMs的输出结果和水文模型耦合的研究法存在不足。主要存在由陆面水温的降水与径流过程都存在很强的次网格不均匀性产生的精度问题,已经缺乏对水文物理过程和大气系统内部变化等的深刻认识,气候情景的生成、水文模型的结构以及GCMs与水文模型在不同时空尺度的转化等方面的不确定性因素而引发的不确定性问题。③模型的单向性问题,此气候模型输出的产品驱动流域水文模型,水文模型给出水文要素变化,而模型输入仅仅只有生成的气候情境,是一种被动式接受的反响型模型,此法并未体现水文过程-大气相互作用互为反馈的功能,缺乏真正的水文模型与气候模型的耦合研究。
4 结语
随着计算机和观测技术的快速发展,人们对全球气候和区域气候的研究更深入,通过新模型的建立和预测,气候变化对水文学的影响研究更加完善。
参考文献:
[1]陈涛.中国网民关于气候变化的认知状况调查[J].价值工程, 2011(32)
[2]郭庆春.全球气候变化机理和预测研究[J].价值工程,2012(15)
篇7
陈丽的故事――考了二本分,读了一本专业
“老师,志愿不填了,我准备复读!”陈丽哭着说。
“你不要跟老师赌气。你现在的任务是填报志愿,至于是否复读,那是一个多月以后的事情。”老师严肃地说。
故事就从上面师生的对话说起。陈丽是我校理科快班的女生,2010年高考成绩公布以后,她来办公室咨询如何填报高考志愿。当时,大如一间教室的办公室已经挤满了学生和家长。我们耐心地给她确定了志愿方案,她也认可了。可是没过多久,她听了别人的“指点”,就要修改志愿。修改志愿本来是她的权利和自由,但她偏又不肯定,只好来找老师。老师克服人太多的困难。耐着性子又将她的志愿梳理了一遍。本以为这下定下来了,没想到过了一会儿,她又提出来要修改,满屋的人都因等得着急指责了起来,老师也不同意再修改。这时,陈丽当众哭了。于是,就出现了上述的师生对话。
我们出于对学生前途的考虑,没有同意她放弃志愿填报。又鉴于等着的学生和家长太多了,就让她等着。直到凌晨3点,人才少了。喘了一口气,再梳理陈丽的志愿,我们坚持让她填报了安徽理工大学等6所高校。鉴于她个子不高,“窗口行业”不达标,只能走“技术就业”之路,于是确定了水文与水资源工程为第一专业,其余都是工科专业。
我们告诉她,安徽理工大学是一所中央与地方共建,历史悠久、特色鲜明的以工科为主的多科性大学,是安徽省重点建设的大学之一。学校位于我国重要的能源城安徽省淮南市,现有三个校区:校本部、北校区、西校区。三个校区之间相距不超过3公里。校园碧草如茵,花木繁茂,建筑典雅,环境优美,是安徽省园林式单位。安徽省教育厅批准该校水文与水资源工程等16个专业在一本批次招生(重庆归在二本招生),其他专业在二本批次录取。水文与水资源工程专业培养从事与水文水资源相关工作的高级工程技术人才。毕业生具有较广泛的工作去向,可在水利水电、国土资源、煤炭、城建、交通、农林、环保、国防等部门从事水文水资源的勘测、规划、设计、预测预报、管理工作,也可在高校及科研部门从事教学科研工作。
后来,她顺利地被安徽理工大学的水文与水资源工程专业录取。我们笑着问她还复读不复读,她不好意思地回答说不复读了。
开学不久,接到了陈丽第一次在安徽打来的长途电话。她说安徽理工大学很大、很美,已经有了三个校区,现在正在修建第四个校区,她所在的地球与环境学院,是全校最好的学院,她所读的专业是全校最好的专业之一,该专业在重庆是二本录取,而在别的省份都是一本录取,她太高兴了,太感谢老师了。我们也非常庆幸,她以二本分读了个一本的专业。她成功了,我们也成功了。
高敏的故事――考了二本分,读了个二专
高敏,理科补习班的女生,补习一年以后参加高考,成绩公布出来,她得了492分(高于二本控制线14分),应该算是成功的,补习没有白费。
问题出在志愿填报上,她比较有“主见”,不问班主任,不咨询行家,“闭门造车”,速度倒是挺快地将志愿方案确定了下来。
二本,一律是重庆本地学院;三本,收费高,不填;一专,重庆交通大学和重庆科技学院的热门专业;二专,仍是重庆的学校。
她盼了又盼,盼了很久,结果终于来了:重庆的二专学校。这个结果,让她惊讶,伤心地哭了几天。
老师查问,才知道了原因。二本,她未能上所填学院提档线;三本,她没有填,嫌三本收费高了,家里经济困难,读不起;一专,她报了重庆交大和重庆科技学院的热门专业,竟因5分之差失去机会;最后,就只有二专学校选择了她。
我们的提醒――由真人真事引起的思考
1、高考志愿要早做准备。高校包括本科专科公办民办共有3000余所,数百个专业,哪所学校哪个专业适合你,如不早做准备,多研究多了解,事到临头是根本来不及的。
2、遇事应有自己的主张。陈丽的志愿,从一开始到最后,我们都坚持没有修改,结果证明是成功的。她没有自己的主张,听了别人的“指点”几次要求改动,险些失败。
篇8
关键词:生态水文学 西部地区 生态需水
1、生态水文学的发展
水文学(Hydrology)是地球科学的一个重要分支,它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律,并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来,并作为地球的独立圈存在后,水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。
人类进入20世纪末,由于社会经济发展,人与自然的冲突加大,生态环境问题愈来愈突出,如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来,生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是,缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样,过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是,随着生态与环境问题的重视与提出,愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题,例如流速如何影响河道内的植物生长?河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的?由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用,水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求,产生了新的学科生长点,即生态水文学(Eco-hydrology)。
生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观,正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。
生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如,1996年Wassen等学者专门撰文[44],认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科,旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育,特别在自然保护和更新方面有重要价值”。
1971年,联合国教科文组织(UNESCO)正式启动人类生物圈(MAB)计划,水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开,主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间,确定了一个具有决定性意义的主题:陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带,对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此,过渡带的研究被推荐为UNESCO未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。
1988年,UNESCO组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间,国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目,试图通过对生态过程的充分理解,确定过渡带恢复或重建的管理思想。
1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文,研究集中在小尺度上,内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟,径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中,还讨论了分区和尺度的影响问题,分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。
联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划(IHP)是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年(IHD)计划后,IHP已经执行了五个阶段,其中:第一阶段(IHP-I,1976-1980)着重人类活动影响,水资源与自然环境之间关系的研究;第二阶段(IHP-II,1981-1985)着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域,并向着综合利用水资源的水问题方向发展;第三阶段(IHP-III,1986-1990)定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”,除继续把水文科学作为重点外,把计划内容扩大到合理管理水资源;第四阶段(IHP-IV,1991-1995)研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系,全球气候变化对陆地水文过程的影响。
IHP第五阶段(IHP-V,1996-2001)方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”,由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是IHP计划的核心内容[14-19]。之后,生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年,联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。
1997年国际水文计划出版了专集:生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程,不仅受气候因素的控制,而且在很大程度上受生物因素的影响。因此,生态学和水文学知识的综合,被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学,建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式:
1998年5月在波兰召开了UNESCO IHP-V2.3-2.4工作组会议。同年,出版了会议文集,主要包括以下4个方面的内容:1)介绍了生态水文学的框架和研究领域;2)提出了当前存在的缺点和未来发展路线;3)宣传生态水文学的概念,认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为:(a)比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息;(b)评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向;(c)识别与水文过程相关联的环境问题层次;(d)定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用,以确定从区域到流域尺度上的转移路径;(e)以可持续发展为目标,建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。
1999年9月8日至22日,IHP-V组织了生态水文学研究进展方面的会议,在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面,科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识,科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。
需要指出,IHP-V中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中,理解生物和物理过程的整体性,以提高水资源的管理水平。专家们认为,当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中,生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为,流域就好像一个超有机体,它具有反抗压力的抗性和弹性特征,是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。
1999年,为倡导生态水文学方面的科学研究,国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。
同年,英国谢菲尔德大学(Sheffield University)自然地理系 Andrew J. Baird博士和德比大学(Derby University)自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家Robert L. Wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书,阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。
目前,在生态水文学或水文生态学的研究领域,活跃着一大批科学团体,使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划(UNESCO IHP)-V(2.3/2.4)的支持下,由Maciej Zalewski 组织出版了一系列“生态水文学”专集,是一个里程碑。以后“生态工程杂志(EEJ)”杂志、“水文科学杂志(HSJ)”都出版了“生态水文学”专刊。以Zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会(IAHS)也专门由Acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。
进入21世纪后,国际水文计划(IHP)实施2002-2007年新的第六阶段计划,方向确定为“水的相互作用:来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题,即:地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成:主题1、全球变化与水资源;主题2、流域地表水与地下水动力学集成;主题3、陆地生境水文学;主题4、水与社会;主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。
总之,生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点,它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心,以植物与水分关系为基础理论,将尺度问题贯穿于整个研究之中,研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此,生态水文学的发展对我国生态环境建设,将会有重要的促进和推动作用。
2. 国内外生态需水研究的问题
生态需水(Ecological water requirements)是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题,都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法,已经有了一段历史。在我国,生态水文学的研究刚刚起步,生态需水理论与方法还有待于发展与完善。
早在20世纪四十年代,随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高,美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究,提出了河流最小环境(或生物)流量的概念,已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。
在20世纪70年代后,澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统,比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境(habitat)需水为例,加拿大哥伦比亚大学(UBC)有关学者通过大量的实地调查,分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据,其中包括适宜的流速和水深等。进一步,他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水(流速和水深)之间的曲线关系。
为了保护水生生物或生境,通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是,这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求,并没有体现生态系统的完整性。国外学者G. E., Petts认为,在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面,即:(1)纵向的连接;(2)洪泛平原的流量;(3)维持河道的流量,包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑,无论何时,都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。
Gleick提出了基本生态需水量的概念(basic ecological water requirement),其概念实质是生态建设(恢复)用水[10]。Falkenmark区分了绿色水(green water)和蓝色水的概念,指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来,这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上,“绿色”水就是生态需水的概念,这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。
直到20世纪90年代,随着国际水文计划等大的项目推进,研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种(如鱼类)或某一单一目标的情景,人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求,提高对河流生态系统保护的有效性。但是,由于在西方发达国家,并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性,因此,他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面,比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。
中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论,20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中,很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始,提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国,由于生态水文学基础研究起步比较晚,大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的,但是有人认为它们都是指一回事(见文献[22]、[26-46])。
1989年,中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展,必须要保护各绿洲的生态环境,而生态环境的保护也离不开水,这部分水可统称为生态用水”。1995年[46],他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排,这种情况必须彻底加以改变,否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化;应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水,另一部分为国民经济各部门的用水,包括工、农业及城市生活用水等”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等,提出不同的观点、定义和研讨,丰富了生态需水的理论与学术研究。
2001年,由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展;建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变,在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中,对生态用水做的定义是:“从广义上说,维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水;狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐步改善所需要消耗的水资源总量。”。
在学术研讨方面, 潘启民等把生态用水理解为生态需水量(状态值)和生态耗水量(动态概念)两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39],将生态需水概念界定为:为维护生态系统稳定,天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控(非地带性)与不可控(地带性)生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵,提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。
笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点:(1)我们理解的国际水文计划(IHP)研究意义上的生态需水,是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度,相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如,为了维系河流某鱼类的生境,需要必须的基本水文特征值保证(如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等),生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得,并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此,就应该有生态耗水和用水的概念,它们与生态需水有区别也有联系。(2)中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处,在于为水资源的合理配置服务、为生态建设(林草,河道生态功能要求)服务的生态需水。所以,国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论,有比较一致的看法是:
生态需水是指维系一定环境功能状况或目标(现状、恢复或发展)下客观需求的水资源量。进一步,对中国西部生态环境建设研究工作的目标,生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标(例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等)下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。
生态耗水是指现状多个水资源用户(生产、生活和生态)或者未来水资源配置(生产、生活和生态)后,生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大,必然挤占生态耗水。
因此,生态需水与生态耗水是有不同的含义,既有联系又有区别。例如,在黄河上游地区,自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求(降水P大于蒸散发E),因此,生态需水估计的数量比较小。但是,由于人的行为通过水土保持等措施建设林地,耗用(减少)了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用(减少)的实际水量为生态耗水量。所以,在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。
相比之下,在西北内陆地区河流的下游,由于内陆地区河流的下游降水非常少,为维系胡杨林生态系统生存,估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下,维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。
因此,生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算,能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息,它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础,它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下,生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计,能够分析人对生态需水挤占的程度,决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。
3. 中国西部地区生态需水研究的挑战
水是干旱区的关键生态因子,植被的组成和结构由水密切控制,同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此,在干旱区,研究生态学和水文学的相互关系,研究生态需水问题,对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面,干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响,同时植被对水土流失具有控制作用。
生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一,只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导,生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面,面临许多挑战的问题。主要有:
3.1 干旱区植被对缺水的适应机制研究
研究表明,干旱区的某些植物具有水分补偿能力,即利用冬季(低强度)降水补偿夏季干旱用水,冬季干旱就以夏季降水来补偿,这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外,在干旱区,植物为了适应荒漠环境,具有许多生理结构上的变化。国外学者Ewenari 把荒漠植物分为两类:一类是随水变植物,这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性;但大多数植物属于恒水植物,这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究,将为植被建设和恢复提供理论支持。
3.2 植被格局成因的控制性因素研究
干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明,如果干燥度系列从P/Etp >1(降水量与潜在蒸发量的比值)降到
3.3 植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究
在干旱地区,植被多呈斑块状分布,这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀,提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识,近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程,但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流?这种格局的生态学意义何在,都是值得探讨的问题。另外,应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。
分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程,始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域,迄今为止,关于这方面的研究未能取得突破性进展,尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来,关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布,以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视,同时,大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。
3.14 区域生态需水估算方法研究
我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果,如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等,但总的看,目前处在初期发展阶段,没有比较成熟的估算方法,还存在这样或那样的问题,需要多途径比较与发展。
现行的区域生态需水估算方法主要思路是:依据不同气候带与降水等条件,开展自然生态系统分区,确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数;利用遥感提供中国西部区域土地利用信息,确定生态需水计算的不同类别的范围;通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水(地带性和非地带性的生态需水)以及河道内生态需水;最后利用水资源分区的水量收支平衡控制,估算生态需水或生态耗水总量。
由于对于生态需水概念理解的不同,实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如,按维护现状生态系统不再退化的理解,就会有一套基于2000年的遥感图,依生态分区,分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标(过去,现状和未来),又有不同数量的估算方法。
客观说,基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径,它从成因观点估算流域的生态需水,有比较好的理论依据。但是,由于西部地区生态环境问题的复杂性,特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料,由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等,导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水,能够从宏观总量上给予控制,但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此,在区域生态需水估算方法不成熟的情况下,鼓励多种途径方法的相互比较和佐证,可能比一种方法为好,这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下,获得更为客观与科学的生态需水估计,的确是一个重要的挑战性任务与课题。
4. 结 语
生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现,生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程,讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展,有如下几点认识与建议:
(1)优先、重点保护原则:在西北地区,由于水资源匮乏,不可能保护所有的生态系统,只能优先保护控制性生态系统,满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上,进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物,绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此,若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素,则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能,而且是绿洲生物流的载体和传导源,为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统,生态需水应该优先得到满足。
(2)以生态水文学为基础研究生态需水问题:生态水文学是生态学和水文学的交叉学科,它所关心的是水文过程对生态系统配置、结构和动态的影响,以及生物过程对水循环要素的影响。水文循环深刻地影响着全球生态系统的结构和演变,包括自然界中一系列的物理过程、化学过程和生物过程,是其它物质循环的基础。因此,确定某一生态系统需水时,只有以水文过程为基础,结合生态系统的特性需求,才能较为合理地计算生态需水量。这也是今后生态需水理论与实践研究重要的发展方向。
篇9
第一条水文工作是开发水利、防治水害、保护环境等经济建设和社会发展的重要基础工作。为加强水文行业管理,特根据《中华人民共和国水法》制定本办法。
第二条凡在中华人民共和国陆地领域内从事水文勘测、水文情报预报、水资源评价与水文计算等活动,均应遵守本办法。
第三条水利部是全国水文行业主管机关。水利部所属流域机构承担部授权的水文行业管理工作。
省、自治区、直辖市水行政主管部门是所管辖范围内的水文行业主管机关。其所属水文机构负责实施具体管理,包括水文资料的审定、裁决、汇总管理和水资源调查评价的归口管理等。第四条水文专业规划要适应开发水利、防治水害、保护环境等经济建设和社会发展的需要,水文工作要适当超前进行。
水文专业规划应包括水文勘测、水文情报预报、水资源评价、水文计算、科技发展、专业教育、站队结合和队伍建设等内容。
水利部负责组织编制全国水文专业规划,报国务院批准后组织实施。
流域机构应组织编制本流域指定范围内的水文专业规划,报水利部批准后组织实施。
省、自治区、直辖市水行政主管部门应组织编制所管辖范围内的水文专业规划,报同级人民政府批准后组织实施。此项规划在报批的同时,应报水利部备案。
第五条水文机构所需的经费,按隶属关系,分别由中央财政和地方财政列支。
水文建设应纳入水利基建计划。在水利水电基建投资中,每年应划出一定数额,用于发展水文事业。
水文机构专为防汛、水资源管理和保护而进行的工作,依其内容,其经费可分别在相应经费中适当安排。
第六条各级水行政主管部门应努力提高水文现代化的水平,并会同科学研究主管部门将水文科学研究项目纳入科学研究的规划和计划。
第七条水利部负责会同有关部门组织制订水文技术标准,并监督实施。
第八条水行政主管部门对从事水文工作的单位实行资格审查认证制度。经过审查、取得水文工作资格认证书的单位,才能承担规定范围内的水文工作任务。
水文工作单位资格审查认证制度的实施办法由水利部制定。
第九条水文工作单位应当做好社会公益服务工作。同时应开展技术咨询和有偿服务,其实施办法另定。
第二章水文勘测
第十条本办法所称水文勘测,其内容包括地表水、地下水的水量、水质等项目的观测、调查和资料整编。
第十一条国家基本水文站网由水利部组织统一规划,由省、自治区、直辖市水行政主管部门和水利部所属流域机构组织实施。
国家基本水文站网中重要测站的迁移、改级、裁撤,应报经水利部批准;其他测站的迁移、改级、裁撤,由有关省、自治区、直辖市水行政主管部门或流域机构审批,报水利部备案。重要测站的划分标准由水利部制定。
第十二条专为防汛、水资源管理和保护而需要增加专用水文测站或在基本站上增加专用观测项目者,由使用资料单位提出要求,水文机构统一组织实施。
为其他专门目的服务的专用水文测站,由使用资料单位自行或委托水文机构设立和管理,但不应与基本水文站网重复。
专用水文测站设立和撤销时,应由其主管机关报省、自治区、直辖市水行政主管部门核查备案。
第十三条专用水文测站或基本站为专用目的增加的观测项目,其基本建设、运行管理、大修折旧费用由使用资料单位承担。
第十四条兴建水工程时,应将须迁移或新建的水文测报和管理设施列入工程基建计划,并按要求完成。
第十五条国家基本水文测站和水文行业管理机关指定的专用水文测站的资料,均应按规定整编并报送省、自治区、直辖市水行政主管部门、流域机构。
第十六条为保证水文资料的可靠性,对下列资料实行审定制度:
(一)工程规划设计所依据的基本水文资料;
(二)水事纠纷、水行政案件裁决所依据的水文资料;
(三)重要的取水、排水的水量资料和排污口设置、改建、扩建所依据的水文资料;
(四)其他作为执法依据的水文资料。
审定工作由有关省、自治区、直辖市水行政主管部门或流域机构负责。
对所使用的水文资料有争议时,在省、自治区、直辖市范围内的,由省、自治区、直辖市水行政主管部门负责裁决;跨省、自治区、直辖市的,由有关流域机构或水利部指定的单位负责裁决。
第十七条除水利部另有规定者外,水文机构向其他单位所提供的水文资料,只供该单位使用;未经负责该项资料的水文测验和资料整编的水文机构同意,使用单位不得将其转让、出版或用于以营利为目的活动。
第三章水文情报预报
第十八条向各级人民政府防汛抗旱机构和水行政主管部门报告雨情、水情、墒情、地下水、水质、蒸发等情况的水文测站,由水利部和省、自治区、直辖市水行政主管部门统一规划,组织实施。
第十九条向各级人民政府防汛抗旱机构报汛所需的通信设施,由各级人民政府防汛抗旱机构会同有关部门予以解决。
第二十条各级水行政主管部门或其水文机构应及时向同级人民政府及上级领导机关报告雨情、水情以及地下水、水质等情况。
第二十一条各级人民政府防汛抗旱机构、水行政主管部门或其授权的水文机构负责向社会水文情报预报,其他部门和单位不得。
第二十二条水文单位向各级人民政府防汛抗旱机构提供水文情报预报的报汛费,按有关规定负担。水文单位向企事业单位提供水文情报预报,实行有偿服务。
第四章水资源评价与水文计算
第二十三条水资源评价的内容包括水资源总量、地表水和地下水的水量水质规律分析及水资源问题的预测和对策等。
全国的和跨省、自治区、直辖市的水资源评价,由水利部组织,有关水文机构会同有关部门进行。国家确定的重要江河流域的水资源评价,由流域机构组织,其水文机构会同有关部门和地区进行。省、自治区、直辖市的水资源评价,由其水行政主管部门组织,其水文机构会同有关部门进行。局部范围的水资源评价由提出任务的单位组织或委托有资格的单位进行。
第二十四条对于制定全国、流域、区域或城市的水资源开发利用规划、水的长期供求计划、水资源保护规划及调水、供水方案等所依据的水资源评价成果,实施审定制度。
全国的和跨省、自治区、直辖市的以及国家确定的重要江河流域的水资源评价成果,由水利部组织审定。省、自治区、直辖市范围内的水资源评价成果,由其水行政主管部门组织审定。第二十五条工程规划设计的水文计算应充分使用已有水文资料,保证计算成果可靠。
水文计算成果,应按工程等级管理权限,报相应的水行政主管部门组织审定。
第五章测报设施保护
第二十六条水文测站的测验设施、标志、场地、道路、照明设备、测船码头、地下水观测井、传输水文情报预报的通信设施,受国家保护,任何单位和个人不得侵占、毁坏和擅自使用、移动。
第二十七条水文测报设施和院落房屋、专用道路、测验作业的占地,应由其主管机关按照有关规定和实际情况,提出管理范围,向当地土地管理部门办理手续。由土地管理部门确认其使用权,核发证书。
水文测站的管理范围,任何单位和个人不得侵犯。
第二十八条水文测站的主管机关应根据水文测验技术标准,分别在测验河段的上下游和气象观测场周围,划定保护区,报经县或县以上人民政府批准,并在河段保护区上下界处设立地面标志。
未经水文测站主管机关的同意,严禁在保护区内进行下列活动:
(一)植树造林、种植高杆作物、堆放物料、修筑房屋等建筑物;
(二)在河段内取土采石、淘金、挖沙、停靠船舶、倾倒垃圾废物;
(三)在水文测验过河设备、测验断面、气象观测场上方架设线路;
(四)其他对水文测验作业或资料有影响的活动。
第二十九条在保护区内,在水文设施建立后设置的妨碍水文测验及管理的障碍物,参照《中华人民共和国河道管理条例》第三十六条关于清除河道管理范围内的阻水障碍物的有关规定处理。
篇10
1、水利水电工程专业。本专业培养具有水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的知识,能在水利、水电等部门从事规划、设计、施工、科研和管理等方面工作的高级工程技术人才。
2、水文与水资源工程专业。本专业培养具有较扎实自然科学知识,较好人文科学知识,较强的计算机、外语、管理等方面应用能力与水文水资源及水环境方面专业及专业基础知识的高级工程技术人才。
3、港口航道与海岸工程专业。本专业培养具备港口工程、航道工程、海岸工程的规划、设计、施工和管理等方面的知识,能在交通、水利、海岸开发等部门从事规划、设计、施工和管理等工作的高级工程技术人才。
4、水务工程专业。本专业学生主要学习水务工程方面基本理论和基本知识,进行应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练。
(来源:文章屋网 )