时间：2022-07-12 22:53:52
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水文水资源论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.1RS技术在水资源保护方面的应用
一是常规水污染监测。通常情况下，当水体遭受污染时，其本身的颜色、透明度、密度以及温度等指标均会发生一定程度的变化，由此会直接导致水体反射率变化，这种变化在遥感图像上会呈现出形态、色调、纹理以及灰阶等特征的差别。为此，可以应用遥感图像对水体污染源、污染范围、浓度、面积等进行识别，同时借助遥感数据还能对水体污染进行跟踪监测。当水体出现热污染时，受污染区域内的水温会高于其它水体，此时，可应用热红外影像对水体温度进行反演，借此来识别污染源、范围、面积等信息，进而监测污染情况。二是突发性水污染监测。目前，很多流域的水资源常常会出现突发性水污染问题，为确保饮用水安全，可在突发性水污染出现后，利用小型飞机或是卫星等遥感影像数据，对污染过程进行追踪，为污染物拦截排放方案的制定提供依据。
（1）降水量监测。通过遥感资料能够获取降水的空间分布特征，这种方法适用于一些雨量监测站或是雷达观测站比较稀少的地区。目前，可用于估算降水量的遥感信息源主要包括雷达、气象卫星以及航空飞机等等，其中雷达常被用于短时期局部地方价降雨量的预测预报，而气象卫星则可对大范围降雨进行估算。雷达是微波遥感的重要组成部分之一，其主要是利用大气层中的降水粒子对电磁波的吸收与散射作用，再通过对回波信号的处理，从而确定出降水粒子的后向散射能量，最后借助计算机便可计算出实时降雨量。在某些特殊的情况下，雷达很难对数据进行有效数据，如云层较厚，此时可将雷达与卫星两种测量方法进行结合，由此便可对降雨量进行测定。
（2）蒸发量监测。这是一种借助物理方法对地表能量与质量转化进行勘测的手段。近年来，随着RS技术在水文水资源领域中的广泛应用，使得蒸发量的估算日趋成熟。在对蒸发量进行计算的过程中，可借助全遥感信息模型。例如，在对某水域的水资源进行调查中，可以利用ERDASIMAGINE8.7系统中的几何计算模型，确定检查点的误差，并借助野外采点数据，在地图上选点后，用数字化仪对控制点坐标进行采集。
（3）地下水观测。在水位勘测的过程中，地下水观测是一个相对比较复杂的环节，由于各种因素的影响，观测数据结果的准确性不高。而RS技术的出现使这一问题获得了有效解决，应用该技术可通过对地表植被和地形地貌等特征，间接获得地下水的勘测数据。虽然采用RS技术对地下水进行勘测时，无法直接观测到地下水，但是地下水反映在地表植被上的信息却能够借助遥感图像进行破译，由此便可获得相应的水文信息。
1.3RS技术在洪涝灾害评估中的应用
洪涝灾害是自然灾害中波及范围较广、危害性较大的灾害之一，由此造成的直接和间接损失非常巨大。应用RS技术能够对洪涝灾害进行实时动态监测，从而可以准确确定出洪水的淹没范围和面积，为灾害的控制工作提供了可靠的依据。随着RS技术的不断完善以及新数据源的出现，使该技术在洪涝灾害监测方面取得了一些进展。如有些业内人士应用RS与GIS技术，并以Radarsat影像为数据源，对我国淮河水情进行了实时监测，在较短的时间内对内涝区和淹没区的灾情进行了评估。
1.4RS技术在土壤水分及旱情监测中的应用
所谓的土壤水分具体是指土壤自身的湿度或是土体当中的含水量，它是地表水与地下水的连接纽带，一旦土壤水分大量流失，便会引起干旱。现阶段，很多专家学者都将研究的重点放在了RS技术在土壤水分与旱情监测中的应用上，并提出了多种土壤水分的监测方法，依据遥感光谱波段，可将监测方法分为两大类：
（1）光学遥感。主要是指利用可见光、近红外、热红外对土壤水分进行监测。此类监测方法的算法较多，常用且比较成熟的有热惯量法、植被指数法、作物缺水指数法等等。
（2）微波遥感。由于微波本身对云层具有较强的穿透力，并且不会受到光照条件的限制，最为重要的是长波段的微波可以穿透植被并对土壤有一定的穿透能力。所以，可利用微波遥感对土壤水分进行监测。在实际应用中，微波遥感分为两种方式，一种是被动式，即通过微波辐射计获取土壤的亮温温度，在借助相应的模型反演土壤水分；另一种是主动式，即借助土壤本身的介点特性与含水量的关系对土壤水分进行监测。
1.5RS技术在水域解译中的应用
为水域解译的具体流程。由于水资源本身具有低反射率与较强的红外波谱吸收特性，故此在遥感卫星影像当中，其特征更加明显。表物解译结果。
2.结论
关键词：研究生；试验；授课；培养模式
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0196-02
随着社会的发展，水资源的自然资源基础作用已越来越明显，我国已确立了水资源为三大战略资源之一的地位。水文与水资源工程正是水资源开发利用和管理中的重要的工程技术学科。大连理工大学水土保持专业研究方向依托于水环境研究所、隶属于水文水资源学科。大连理工大学的水文水资源学科偏重于软科学，在模糊水文学和水资源模糊集分析理论、水库洪水调度自动化、防汛决策支持系统科学等方面的研究居国内领先地位，但在原始数据的获取如现场观测和模型试验等方面相对较弱。试验侵蚀学是运用模拟试验装置在精密监测和一定的控制条件下，对被选择的侵蚀对象或地貌特征进行野外试验或模型试验研究的侵蚀学分支。建立基于试验侵蚀学的水土保持专业研究体系，加强试验基地建设，培养一批擅长流域水土保持原型观测和模型试验的创新型人才，对于进一步提高该学科的综合实力有着十分重要的现实意义。
一、创建良好的试验条件
良好的试验条件是培养水土保持人才必要的物质保证。
（一）与科研项目结合，为研究生学习创造良好的物质条件
让研究生参与具体的科研项目是锻炼学生科研能力的有效方法，同时，项目的研究资源也是支持专业可持续发展的物质条件。目前，水环境研究所正在承担多项水土保持方向的国家自然科学基金和省部级基金项目，为该专业方向的研究和学习奠定了良好的物质基础。硕士研究生的论文选题面向科学研究、面向生产实践，以提高硕士论文的研究水平。由于硕士论文成果要运用到实际的工程中，促使导师和学生都对论文工作更加认真和重视。实际项目背景也为硕士论文工作的顺利开展提供了有力的物质保障。论文选题时既要有一定的难度和深度，能够比较全面地培养学生的综合能力，又要考虑到受硕士论文研究时间、研究深度的限制，难度不能太大，学生经过努力以后能够按时、独立完成。从水土保持研究方向的特点来看，鼓励硕士生独立设计、完成一些基础试验效果比较好。硕士研究生学习期间，通过学习，应该能够独立查阅文献、独立设计和完成较基础的水土保持试验、并对试验结果进行初步的分析。从水环境研究所往年培养的历届水土保持方向硕士生来看，凡是重视论文试验的学生，学位论文质量都比较高，也比较容易在核心期刊。
（二）探索试验基地的建设方法
水土保持研究的原始数据可以通过现场监测、现场调查、现场试验、模型试验等方法获得。水土保持室内模型试验不可能完成所有研究任务，因此，开展校外试验基地建设，广泛进行水土保持现象的现场试验和监测、调查是很必要的。大连理工大学水环境研究所一直与清华大学黄河研究中心保持密切的合作关系。已与该中心联合建成了模拟和观测设施较为先进的“大连理工大学―清华大学土壤侵蚀试验室”，近年来，每年都分派1～2名研究生，到清华大学黄河研究中心的李各庄基地进行为期3～4个月的水土保持试验。大连理工大学水环境研究所还与中国科学院水土保持研究所经常进行研究人员互访、项目合作等学术活动。多年的校外合作经历证实，严谨、踏实的学术作风是获得同行认可的基本条件。在校外做试验，试验的设计、组织水平，工作人员的劳动态度，都不仅仅代表课题组，更代表大连理工大学的形象。严谨、勤奋的工作态度，才能获得同行的认可和尊重。同时，精心设计、精心组织，才能顺利把试验做好。在校外基地工作，时间非常紧张，因此，应提前准备认真、详细的试验方案；试验基地一般都设在郊区或者乡下比较偏僻的地方，许多试验器材、试验仪器无法在当地购买，所以应提前购买、落实。另外，应与合作单位以及试验工人互相尊重、互相体谅，才能把试验工作做好。最重要的是，只有认真做实验，并做出较好的科研成果，才能证实所做的工作是有意义的，才能获得合作单位长久、持续的支持。与校园内相比，校外基地的生活、工作条件一般比较艰苦、单调，因此，如何引导学生保持积极、乐观的生活态度尤为重要。多出高水平的科研成果是激励学生努力学习、努力工作的最好动力，同时，多方面发现、发掘试验基地的优势，也是提高同学们士气的好办法。
（三）探索试验仪器的有效管理方法
大连理工大学水环境研究所的试验仪器购置经费主要有两个来源：一是学科建设经费；二是研究所承担的科研项目经费。近年来，水环境研究所在黄土高原水土保持、城市透水面集水效应现场试验、砂基透水砖研制和物理性能试验研究等方面做了大量工作，已拥有多套可用于现场试验的移动式降雨模拟设施，并已建成拥有MX-2010地貌仪、坡面径流量含沙量动态测量系统、RR1008土壤水分自动测定系统、TYE-2000B压力机等先进设备的水土保持试验室。“水环境研究所水土保持试验仪器设备登记表”根据已有仪器分类登记，定期更新，发到研究所每位学生手中。这样，学生在设计试验方案时，可以充分利用现有设备；另外，由于仪器的详细参数、入库时间、点验状态等项在登记表中都有详细说明，可以促进仪器的妥善保管，防止公共资产流失。水环境研究所一直鼓励和支持自主研制专业试验仪器，2006年以来在水土保持方向上已获授权发明专利7项。试验室日常工作由专人负责，借用仪器须履行登记手续，新购仪器及归还的仪器须及时登记入库，以使现有设备发挥最大效益。
二、改进研究生指导办法
掌握合理的指导方法才能顺利地培养出多层次、合格的研究生人才。
（一）研究生课程的教学质量
课程建设是研究生培养方案的重要内容。目前，作者承担“流域环境保护与管理”、“水文水资源水环境领域研究进展”中“水土保持研究进展”两部分内容。教学实践中，将基础知识与工程实践相结合，理论联系实际，不断吸收本领域内国内外研究前沿成果，凝练和提高多媒体课件，形成内容完善、知识新颖的讲义，以发展和完善课程内容；同时通过讨论式教学、报告式教学、体验式教学等多种教学方式，将学生吸引到教学活动中，使学生学习能力得以充分体现，培养学生的自主性、能动性和创造性，构建以学生为主体的教学模式。启发式、互动的授课方法，是培养研究生创新能力的一个重要途径。作者主讲的“流域环境保护与管理”是面向水利工程学院的专业选修课。2013年有30名硕士研究生选修该课程。课程内容以教师讲授为主，每次课均由主讲教师课堂授课；期间也通过上课提问、优秀论文演讲等措施，与学生互动，激发同学们的学习兴趣，另外，还通过课间5分钟欢乐视频，营造轻松、愉快的学习气氛。通过课程论文写作，确保绝大部分同学掌握课程的基本知识，并使有兴趣、学有余力的同学有所创新。“流域环境保护与管理”共7章19节，学生在第一节课就布置课程论文题目，每位学生可选其中一节为题。选题时可2人选同一题、分别写；多人选同一题者，以主讲教师最早收到的前两人的邮件为准。要求学生写作时，广泛阅读文献，紧密结合课件，采用综述的写作方法，对课堂讲课内容进行丰富和完善，其目的在于巩固和扩展课堂上老师讲授的基础知识。如果撰写的课程论文与已有教材或者已发表期刊论文的重复率达20%以上的话，该论文以0分计。课程快结束时，评选出5篇优秀论文，并让这些优秀论文的作者上台，每人作8分钟演讲。由于一直严格贯彻以上的课堂纪律，严格中彰显公平，加上任课老师认真备课，该门课程的讲课效果较好，受到同学们的好评。
（二）因材施教，根据学生的志向和能力确定不同的指导方案
水是生命之源，水是支撑地球社会经济系统发展不可替代的资源。但是，由于全球变化、人类活动的负面影响，地球上水的循环在发生变化，许多地区正在发生严重的水的问题与危机，如洪水、干旱和江河水体污染，而成为限制国家河区域可持续发展的关键性因子，水科学问题也成为国际地球科学发展中的一个重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建设的荷兰王国连续举办了两个直接与水科学有关的大型国际科学大会。一个是7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹（Amsterdam）由国际地圈生物圈计划（IGBP）、国际人文计划（IHDP）和世界气候研究计划（WCRP）联合举办的“全球变化科学大会(GlobalChangeOpenScienceConference)”。国际地圈生物圈计划（IGBP）是国际著名的全球变化科学研究计划，受到国际地球科学届广泛的关注和参与。在跨入2000后的IGBP首次重要国际学术活动-“全球变化科学大会”云集来自国际的100多个国家的全球变化研究的专家学者、管理者约1600多人。大会主题是：一个变化的地球的挑战（ChallengesofaChangingEarth）。中国派出以科学院为主体的约60多人的代表团，进行学术交流和讨论，其中除了碳循环和土地覆被变化是大会主要议题外，水循环及水资源是大会重要内容之一。
另一个是7月18-27日在荷兰的马丝特里特（Masstricht）举行的第6届国际水文科学大会。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。这是一次专门针对国际水文科学进展的回顾和研讨大会，来自国际60多个国家的500名代表出席了大会。第6届国际水文科学大会的主题是：一个干旱地球新的水文学（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。
受国家自然科学基金委员会地球科学部的部分资助，笔者应邀参加这两个大会，并担任第6届国际水文科学大会第二学术研讨会的分会主席。本文是对这两个国际会议中关于水科学研究进展的综述，希望介绍水科学方面一些新的进展，提出我国对国际水科学的贡献和存在的问题与挑战。
二.全球变化与水文科学问题
全球环境变化（简称全球变化）是目前和未来人类和社会发展面临的共同问题。全球变化既包涵全球气候变化又包括了人类活动造成环境变化的影响。了解自然变化和人类活动的影响是国际地球科学发展最为关系的问题。
7月10-13日在荷兰阿姆斯特丹举办的“全球变化科学大会”，内容十分丰富。但都围绕有两大主专题，即：（1）一个不断变化的地球的挑战：对全球变化的科学理解。（2）展望未来：地球系统科学与全球可持续性。大会邀请若干专家学者做报告，在大会研讨中设立一系列专题研讨会和招贴展示论文。
大会专题报告内容有：
·一个不断变化的地球的挑战：对全球变化的科学理解（BerrienMoore）
·土地变化的集中性与复杂性：虚构与现实（B.L.Turner）
·气候变化与海洋生态系统动力学：可持续资源利用的内涵（MichaelJ.Fogarty）
·21世纪中的粮食：全球气候的差异性（MachendraShah）
·人类时期的大气化学（PaulJ.Crutzen）
·火与薄雾：东南亚空气质量的社会与政治因素上的不均性（SimonS.C.）
·海洋和陆地碳动力学（IanR.Noble）
·碳与科学政策的联系：京都的挑战（RobertT.Watson）
·对CO2挑战的工业响应（CharlesNicholson）
2．水与全球变化的关联：世纪资源的挑战？（LeenaSrivaatava）。
·我们会有足够的高质量的水吗？（HartmutGrassl）
·水会满足人们的需要吗？（PeterD.Tyson）
·大坝对渔业的影响：三峡大坝实例研究。Chen-TungArthurChen教授，台湾，国家SunYat-Sen大学，海洋地理和化学学院。
·澳大利亚大陆上的水，碳和氮：气候和土地利用变化的影响（MichaelRaupach）
3．全球生物地球化学：星球新陈代谢系统的理解（PamelaMatson）
·海洋生物地球化学：变化的海洋（DavidM.Karl）
·陆地上碳的过去、现在和未来（RobertJ）
·大气酸雨、臭氧损耗和气候变化的案例分析（OranR.Young）
4．陆地—海洋的交互作用：区域与全球的联系。（RogerHarris）
·生物地球化学的交互作用与反馈（TimJickells）
·沿海地区的全球变化：东南亚的实例研究（LianaTalaue-McManus）
5．气候系统：预报、变化和可变性
·以前和以后的气候变化：我们究竟去何处（ThomasF.Pedersen）
·气候变化的1000年（RaymondS.Bradley）
·正在变化的寒区：高纬区全球变暖的影响（OlegAnisimov）
·耦合气候系统：可变性和可预测性（AntonioJ.Busalacchi）
6．土地利用变化的热点地区和地球系统：区域和全球的联系
·陆地表面与气候有联系吗？北非：撒哈拉沙漠；
·东南亚1：理解变化的亚洲季风系统：大规模植被和土地利用在水循环和气候中的作用
·东南亚2：人类引导的陆地覆盖的变化能对亚洲季风有多大的改变？
·亚马逊河流域和土地利用的变化：未来能平衡吗？
·陆地表面与气候有联系吗？一种综合。
7．模拟和观测地球系统（DavidCarson）
·处理地球系统的复杂性和不确定性（H.J.Schellnhuber）
·监视地球系统的短期不稳定性和长期的趋势：一个空间的挑战（JoseAchache）
·虚拟现实的过去、现在和未来（JohnMitchell）
8．地球系统需要生物多样性吗？（AnneLarigauderie）
·为什么地球系统科学需要海洋生物多样性？（KatherineRichardson）
·生物多样性是如何影响陆地生态系统的过程与功能（SandraDiaz）
9．科技能够补偿星球吗？（MikeBrklacich）
·自然的回归：为什么和怎样进行（JesseH.Ausubel）
·工业变革：生产与消费中的探测系统变化（PierVellinga）
10．面向全球可持续性（HansOpschoor）
·区域和全球可持续性的挑战和障碍（JuliaCarabias）
·转向可持续性的研究系统（WilliamC.Clark）
·可持续性科学起源讨论：什么是可持续性科学？为什么要可持续性科学？（JaneLubcheno）
·可持续科学和气候变化（BertBolin）
·重新概念化自然-社会的交互作用：将环境和发展结合起来理解（RobertW.Kates）
·雅基盆地资源的可利用性、脆弱性和持续性：环境与社会交互作用中不可持续的发展趋势（P.A.Matson）
·人与环境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）
·各学科间的可持续性科学（RobertW.Corell）
大会专题讨论内容十分丰富，有：A1-全球碳循环；A2-大城市与全球变化；A3-南厄尔尼诺的摆动同过去、未来气候变化的联系；A4-地球系统的演化；A5-生物多样性的全球变化；A6-全球变化与火；A7-海岸区人类活动；B1-食品生产和环境间的平衡；B2-理解土地利用的变化，以致重建、描述或预测土壤覆盖度；B3-冰雪层和全球变化：制度和指标；B4-地球系统分析；B5-陆地生物圈与全球变化；B6-社会转化过程；B7-海洋与气候变化；C1-水资源对环境变化的脆弱性：一种系统方法；C2-把人放入地球系统中：受害者或是破坏者，扰乱者或是解决者?C3-大气和全球变化;C4-全球变化非线性变化和惊讶;C5-生态系统管理可持续发展的展望;C6-科学和政策过程：IPCC;C7-全球变化与山地区。
大会报告集中在水科学问题的主题有：全球变化中的水问题-21世纪资源的挑战，尤其值得提到的是7月12日下午，大会专门针对水循环水资源问题，举行了“环境变化的水资源脆弱性系统分析”学术研讨会。WCRP/GEWEX北美主席、美国地理学会水文专业委员会主席、亚利桑那大学水文水资源系的SorooshSorooshian教授介绍“WCRP/GEWEX和SAHRA计划中水问题的研究：半干旱区流域水文循环与可持续性”。德国的CharlesVorosmarty教授报告了“地球系统科学对全球水评估的贡献”。WolframMauser教授研讨欧洲GLOWA项目的核心“完整的流域管理”经验。JosephAlcamo教授指出全球“水危机区与脆弱性”。JimWallace教授强调“防洪安全与水资源问题”。ClaudiaPahl-Wostl教授研讨“面向社会经济可持续性：水管理部门职能的转变过程挑战”。
三.水文科学与水资源安全
7月18-27日第6届国际水文科学大会在荷兰的马丝特里特（Masstricht）举行。大会对过去水文水资源研究进行总结，对未来水文科学的发展进行展望。会议由4个专题学术大会（Symposium，简写为S）和6个学术研讨会(Workshop，简写为W)组成。会议主要集中在水文科学基础研究和社会经济发展与水资源研究两个方面：
1.水文学基础研究
S4.土壤-植被-大气转化方式和大尺度水文模拟
WS4.高山地区水文过程与冰圈作用
WS2.水文长期变化与气候影响
S3.人类活动对地下水动态的影响
WS6.海岸湿地水文的演化
2.社会经济发展与水资源研究
S1.社会经济发展与水危机
S2.区域水资源管理
WS1.全球变化与洪水预报
WS3.信息技术在可持续水管理的作用
WS5.GIS&RS在土壤侵蚀和水质变化的应用
特别需要指出，由于全球变化、社会经济发展，水资源问题愈来愈突出，给水文科学研究提出新的课题，即变化环境下的水资源形成与演化规律问题。IAHS会议的S1-S2，主要研讨这些国际国家和区域尺度急迫的问题。关于S1和S2的研讨内容题目摘录如下：
S1：水胁迫下的社会经济发展（E.Servat）
水源丰富，资金缺乏，水工业能否继续生存尚未可知。
·健康部门希望从水文学家那儿得到什么?
·河流生态系统的研究和管理中对水文数据的需求。
·多学科综合研究—对水危机的响应。
·食物保障中的水资源及管理。
·洪水控制与城市排水系统管理。
·全球水协作计划
S2区域水资源管理
S2-1过去水管理的经验与教训（A.SchumannM.C.Acreman，M.Marino）：
·可持续发展的度量及其在实际水管理计划中的实现。
·可持续水库发展—津巴布韦实例研究。
·Yamuna河流域的可持续区域水管理：Delhi区域的实例研究。
·Limpopo河：逐步走向可持续发展和一体化的水资源管理。
·中国新疆博斯腾湖流域的水资源可持续性发展管理经验的启示。
·印度干旱地区过去管理实践经验总结。
·水坝功能新探——一个不应忽略的问题。
·Dehli区域水资源管理的一体化进程：问题与展望。
·北尼日利亚半干旱区域的Hadejia河上建坝的影响：对未来管理的建议。
·可持续发展的特征及供水管理模型。
·澳大利亚富营养化进程的现阶段研究。
·城市水计划书——印度班加罗尔的实例研究。
·水资源系统中相对可持续发展实现的框架。
S2-2可持续发展与水资源管理（夏军，D.Rosbjerg，G.Schultz)
·为保护水生态系统的整合水质与水量的数学生态模型的发展。
·欧洲地下水可持续发展管理的指导方针。
·清除河岸异生植被是否为一种有效的水资源管理策略。
·地表水和地下水的联合管理。
·河流管理可视化中的变换系统边界。
·改善环境中被忽视的因子——监控。
·加入风险基金平衡流域经济、社会、环境压力之间的冲突。
·使用风险分析提高水资源系统模型的效率和精度。
·整合水资源管理中的角色分配。
·Volta流域的水资源竞争。
·复杂水环境管理中的空间适应方法。
S2-3水资源管理的方法（R.Davis，S.Walker）
·流域水平上的水资源管理整合模型。
·提高以决策支持系统为基础的模型的精度——水管理中的一种好的建模实践。
·持续性水系统的水力学标准。
·人工神经网络系统实现的河流洪水预报。
·气候变化影响评估中的不确定因子的概率特征。
·研究城市化对区域水资源影响的一种流域水文模型。
·水、氮循环的一种大尺度评估模型——在Elbe河流域的基础研究。
·基于地形学和土壤水文学的湿地重建计划方法的发展。
·英格兰西南部Dartmour地区放牧对水文的影响。
四.21世纪水文科学的发展机遇与展望
传统的水文学研究只考虑水量的自然变化，现代水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划（IGBP）代表国际地球学科发展前沿，水文循环的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，简称BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题，以科学地解释：植被是如何与水文循环的物理过程相互作用的？改变陆面生态过程的直接原因是什么？是大尺度人类活动改变了陆面覆盖？还是大气中二氧化碳浓度增加的缘故？这些影响变化的水文后果如何？通过这些研究，为认识自然变化和人类活动影响下的土地利用/土地覆被变化与陆地表层生命物质过程，评估人类对生物圈的影响，保护环境和资源可持续利用提供科学的基础依据。
通过7月在荷兰举行的IGBP和IAHS国际学术大会可以清楚看出，变化环境（即全球变化与人类活动影响）下的水文循环研究成为21世纪水科学研究的热点。根据二十一世纪IGBP发展方向，国际上的BAHC研究重点也相应地进行了调整，主要有以下8个方面：
·小尺度水、热、碳通量研究；
·地下过程作用的评价；
·陆地-大气相互作用的参数化；
·区域尺度土地利用与气候的相互作用；
·全球尺度植被与气候的相互作用；
·气候变化和人类活动对流域系统稳定与传输的影响；
·山区水文学与生态学；
·开发全球数据集；
此外，还有两个交叉研究问题：
·设计、优选和实施综合的陆地系统实验；
·情景发展与风险/脆弱性分析。
变化环境下的水文循环及其时空演化规律研究，是国际国内地学领域积极鼓励的创新研究课题。结合土地利用/土地覆被变化与陆地碳循环过程的水循环研究，是一个新的交叉方向。研究的热点问题有：
问题1：全球变化与水文循环问题
它需要研究回答：全球变化对区域水循环规律？过去对气圈-水圈-生物圈的相互联系/作用是如何认识？现在又是如何认识水资源的演变？其规律是什么？
值得指出的是，过去在气候系统与陆地水文循环之间存在一个误区，即长期以来,水文学者把气候看作是静态:一个地区的气候是指某种统计的平衡,WMO规定系列30年的平均作为准平均,用极差/标准差描述气候变异。对陆地水文过程研究方面，认为长序列水文均值是稳定不变的，年径流出现的丰、枯现象，被看作围绕均值的周期变化。水利（水资源）工程设计：要求的水文计算都是以几十年-几百年时间尺度的水文过程稳定不变为前提。未来被看作是过去的重复或外延。例如，水资源的保证率有W75%，W50%等；设计洪水有千年设计和万年校核等。另一方面，在气候/天气过程研究中，长期以来气候学者把陆地水文看作是静态，气候/天气过程研究仅仅到降水为止，较少研究流域水文循环动力机制与反馈作用。例如，天气模式研究中仅设置若干参数代替水文过程变化和空间分布，认为陆面水文-生态的作用也是稳定不变的。例如，许多GCMs对水文循环作用过程考虑相当粗糙,平面无径流联系与循环过程。但是，现在人们业已认识：一个地区的气候/水文循环过程并不处在统计的平衡状态，而是以不同尺度变化（年际、十年际、百年际-千/万年际变化）。决定气候变化因子不仅仅是大气内部的过程，还有大气上边界（太阳行星系统）和下边界（陆地水文-生态、海洋系统）的各种物理化学过程。20世纪科学研究与进展显示：陆面生态系统对大尺度水文循环有十分重要的反馈作用。因此，全球变化对水文水资源的影响是21世纪水文科学研究的前沿问题之一。因此，特别需要大力加强水文学家与大气物理学家的联系与合作，积极开展“全球-陆地-区域-流域尺度水文循环”科学基础的研究。
问题2人类活动对水循环水资源的影响
人类活动对水循环及水资源有那些主要影响？人类活动如何对水的变化规律产生影响？有什么地区、区域特征规律？如何量化人类活动对水循环水资源的变化及影响？这是近代水科学面临的主要科学问题。在IGBP科学大会上，特别强调土地利用/覆被变化与水循环、碳循环的关系。需要研究从“点”-“典型流域“的水循环机理、水文循环与生态系统的相互作用、地表水与地下水交换的相互作用，“大气-土壤-植被”界面过程中的物质与能量转化规律；开拓流域水文循环过程中的非线性机制研究；创新“分布式流域水文循环模型”，量化区域水文循环演化与土地利用/土地覆被影响关系，为认识陆地表层生命物质过程的提供重要的基础科学支撑。
结合中国的实际背景，人类活动影响是惊人的。例如，在中国南方的长江流域，建国后洞庭湖围垦1700余平方公里；鄱阳湖围垦1400余平方公里；荆北所有通江湖泊被堵闭，减少调蓄长江洪水面积约5700余平方公里。建国后，长江中下游地区约有1/3以上湖泊面积被垦殖；损失湖泊面积13000余平方公里，相当于五大淡水湖泊面积总和的1.3倍；损失湖泊容积500亿立方米左右，相当于三峡水库调蓄库容的5.8倍，淮河年径流1.1倍。建国后，中游长江干流河道内的江洲河滩几乎全部被围垦。据不完全统计，围垦面积约1213平方公里；城陵矶至螺山江段河床变迁剧烈，泥沙淤积问题严重。98洪水后，国家提出治理长江32字方针：“封山育林、退耕还林、移民建镇、以工代赈、退田还湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是，如何退田还湖？如何平垸行洪？认识人类活动（湖区开发、三峡工程）对水循环关系影响水科学基础问题，都是十分重要又十分现实的问题。
在中国北方，人类活动剧烈。例如，在华北地区，水文循环机理比较复杂，它不仅与陆地表层系统中各种自然地理要素时空分布密切相关，而且与农业开发、都市化等土地利用/土地覆被直接相联。由于社会经济发展，人类活动改变了水循环自然变化的空间格局和过程，加剧了水资源形成与变化的复杂性。过去有关部门在华北水资源方面做了相当的工作。但是，在华北地区究竟缺多少水等基础方面仍分歧较大。有人认为在华北通过自身的节水和提高用水效率可以解决水资源的需求问题；有人认为即使南水北调也不能从根本上解决北方缺水问题。争论问题的科学问题焦点是：在自然变化和人类活动的综合影响下华北地区水循环演化规律是什么？如何科学测算华北地区可供水资源量？华北地区节水的潜力究竟有多大？如何保障华北地区的水资源安全？争论的原因是：自然变化和人类活动加剧情况下的华北地区水循环演变格局与过程机理，有待重新认识；受人类活动影响等变化环境下的华北地区水资源可利用量的测算科学依据不很充分；水资源安全与生态需水、节水潜力、国民经济发展之间的量化关系需要研究。因此，开展自然变化和人类活动影响下的水循环及水资源安全研究，具有十分重要的科学意义和研究价值。
总之，21世纪水科学的挑战问题是：迫切需要回答的科学问题是陆地水循环演化格局、过程与机理，即：
·如何对水、碳和能量在土壤~植被~大气界面交换中的变化进行认识？
·变化环境下的水文循环时空演化有哪些特征规律？如何识别和量化？
·水循环物理过程在不同尺度（宏观/中观/微观）是如何联系、影响与作用的？
·如何评价那些由于土地利用及土地覆被变化而导致的陆面性质的改变，这些变化又影响陆地水循环过程变化和空间格局的变化？
回答上述问题，迫切需要建立认识陆地水循环演化格局的空间信息支撑系统、陆地水循环过程变化的实验研究支撑系统和可定量描述自然变化/人类活动影响的分布式水循环模型等。这需要在充分利用现代科学技术，开展国家水平/国际间的水文科学实验、变化环境下的水文水资源理论创新研究。这是21世纪水科学发展面临的新的机遇与挑战！
致谢：本文系国家自然科学基金委资助项目（49971017）和科学院2000年“百人计划”中有关的国际前沿研究与展望研究内容，得到国家自然科学基金委员会和科学院地理科学与资源所的资助，对此表示衷心的感谢！
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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。
【关键词】生态需水量; 环境需水量; 水质目标; 河道湿地; 耦合研究; 黄河
黄河是中华民族的母亲河, 是我国西北、华北地区最大的供水水源, 论文 以其占全国河川径流2%的有限水资源, 承担着本流域和下游占全国15%耕地面积引黄灌溉、12%人口及50多座大中城市的供水任务。
近20年来, 随着流域经济社会的快速发展, 黄河水资源的过度开发以及日益增加的污染排放量, 致使流域水资源的供需矛盾和水污染问题愈加突出, 也导致了诸如河道频繁断流、河槽萎缩、水质恶化、鱼类产卵场退化、河口湿地面积萎缩等一系列问题, 黄河流域生态系统整体呈恶化趋势。
1 黄河生态环境需水量概念及内涵
国外对生态环境需水的研究始于20 世纪40 年代, 主要侧重于河道内流量的研究, 这期间有很多定量研究的方法( tennant, 7q10法, 河道湿周法, if-im法, r-cross法等等) 。在我国, 更多的是对流域生态需水和区域生态需水的研究, 特别是对西北内陆河生态需水和黄淮海流域生态需水的研究。尽管目前国内外有关“生态环境需水量”方面研究很多, 但对其概念界定尚无统一的认识, 研究者多根据其研究目标及其要保护的主要功能提出相应的定义[ 1 - 3 ] 。
基于对黄河生态系统、水文水资源特性、水资源开发利用程度及水环境状况的认识, 本文认为黄河生态环境需水量概念为: 生态需水量是指为维持黄河水生生物特别是鱼类的正常生存繁殖, 满足河道湿地、河口湿地生态系统基本功能和维持一定规模的水量。环境需水量是指为改善黄河水体水质, 基本满足其环境功能所需要的水量, 环境需水量实质上有着满足水量和水质的双重概念。其内涵主要包括以下几个方面:一是保护河道内水生生物正常生存繁殖的水量; 二是维持河流水体功能水质的水量; 三是满足河道湿地基本功能的水量; 四是维持河口一定规模湿地的水量;五是有利于河口水生生物生存及河口生态修复的水量。
黄河适宜生态环境水量是指维系黄河生态系统良性循环的较佳水量, 此时系统状态较理想, 能够发挥较好的生态环境功能。在此状态下, 黄河系统的恢复目标为: 一是黄河水质满足水功能目标要求, 水环境质量有明显改善; 二是黄河主要保护物种鱼类能够获得一定的生存空间, 遭到破坏的鱼类产卵场得到逐步恢复; 三是河道湿地和河口湿地生物多样性、生态完整性能够得到维持, 发挥湿地应有的生态环境功能。
最小生态环境水量是指维持系统生存所需的最低水量或底限阈值, 若低于该水量, 系统会发生退化。毕业论文 对于黄河下游河道来说, 最小生态环境水量也是为了防止河道水体断流并发生功能性裂变, 维持河道水流循环的最小流量。
2 理论及方法
2.1 生态需水量
根据黄河生态系统和水环境的特点, 一方面由于黄河缺乏长期的水生生物的调查及其生长习性的观测数据, 缺乏相应典型河段主要保护物种生理需水的基础研究支持, 另一方面考虑黄河水生生物并不丰富的实际, 因此, 现阶段很难做到完全生态学意义上的定量研究。足够流动的水体是构成河流生态系统的基础, 从水量及其相关因子考虑, 目前国内外有很多学者利用历史流量法和水力学参数法来计算研究河流生态环境需水量。这种保持河流一定流态的流量可认为是维持河流生命的基本水量。因此研究利用历史流量法(tennant法和90%保证率设定法)计算河道基流,在环境水量研究的基础上, 考虑河口生态修复需水,结合水力学参数法, 对该流量级下的水文要素(如水深、流速、湿周等) 能否满足黄河鱼类的生存空间进行判别, 以体现保护鱼类生存繁衍和维持生境的生态水量需求。
（1）tennant法: 脱离特定用途的生态环境用水量计算方法, 也叫tennant法或montana法, 是非现场确定河流生态环境需水的典型方法。该方法以河流水生态健康情况下的多年平均流量观测值为基准, 将保护水生态和水环境的河流流量划分为若干个等级,推荐的标准值是以河流健康状况下多年平均流量值的百分数为基础。tennant法生态环境水量计算的核心问题是必须给出一个预先确定的年平均流量。本研究采用黄河尚属“天然”或尚未大规模开发利用和径流调节情况的径流量, 即黄河干流第一个大型水库尚未建成运用, 河流水生态、水环境尚属于健康状态的20世纪50年代(1952～1959年)平均径流量为流量基准。
研究将黄河生态环境用水的季节分为4 ～6 月、7～10月、11～3月三个时段[ 5 ] , 各时段的生态环境水量低限标准以河流水生态、水环境尚属于健康状态的20世纪50年代平均流量为基准, 计算平均流量的不同百分比流量。并认为, 各水期流量平均值的100%～60%为最佳范围, 60% ～40%为较好状态,40%～30%为尚好状态, 30% ～20%为尚可状态,20%～10%为较差状态, 10%和5%为可忍受的最小流量和极端最小流量。对于每个河段生态流量的取值, 根据河段生态环境功能的重要性进行判定。根据黄河水生态与水环境的功能类型和特点, 将生态环境功能分为4个不同重要程度级别: ①鱼类产卵场、栖息地, 重要程度, ⅰ级; 4～6月生态环境需水量保持在最佳状态, 其他季节保持在较好状态。②国家级或省级重点观光旅游区, 重要程度, ⅱ级; 4～6 月生态环境水量保持在较好状态, 其他季节保持在尚好状态。③没有划定为观光旅游区的大中城市河段和国家一级交通干线与黄河相交河段, 重要程度, ⅲ级;4～6月生态环境需水量保持在尚好状态, 其他季节保持在尚可状态。④没有特定要求的河段, 应达到鱼类能够畅通洄游和整条黄河(下游)不断流的基本流量, 重要程度, ⅳ级; 一般情况下应不低于同期基准流量的10%, 极端情况下不低于5%。
(2) 90%保证率最枯月流量法: 90%保证率最枯月流量法, 是7q10 法的延伸。7q10 法是指采用90%保证率最枯连续7 d的平均水量作为河流最小流量设计值, 该方法传入我国后主要用于计算污染物允许排放量。本研究采用1970～2000年31年实测水文系列, 计算90%保证率最枯月流量, 该系列基本涵盖了黄河20世纪70年代以来的丰、平、枯水期, 具有较好的代表性。
2.2 环境需水量
根据黄河水污染特征和水流状况, 选择codcr和氨氮作为主要污染控制因子, 采用一维水质模型进行计算。河流纳污水平和水质目标是计算环境水量的两个重要输入条件, 水质目标采用黄河干流水功能区划目标, 河段纳污水平按现状纳污水平、目标控制水平和污染可控水平三种情景设定。计算模型如下
q = σqici exp ( - kxi /8614u) ? σqics/cs ? c0 exp ( - kx /8614u)(1)
式中, q为计算河段上断面需下泄流量(即所求环境水量) (m3 / s) ; qi 为旁侧入流量(m3 / s) ; c0 为计算河段上断面污染物浓度(mg/l) ; cs 为计算河段下断面污染物浓度(mg/l ) ; ci 为旁侧入流污染物浓度(mg/l) ; k为污染物综合降解系数(1 /d) ; u为平均流速(m / s) ; x为计算单元长度( km) ; xi 为旁侧入流i距下断面距离( km) 。
3 环境水量计算结果及分析
现状纳污水平下环境水量即指研究河段在现状纳污状况下, 稀释污染物使河段水质满足功能要求的水量。研究统计分析了2003年入黄排污口和入黄支流污染物实测入黄量, 职称论文 个别支流根据多年监测资料进行调整。
目标控制水平是国家环保政策能完全落实的一种理想状态, 即指研究河段所纳污染源达标排放, 入黄支流满足入黄水质要求, 在这种理想状态下, 稀释入黄污染物使河段水质满足功能要求的水量。
所谓污染可控水平, 即考虑在现有的社会经济发展、污染治理水平下, 全部实现达标排放难度极大,河流水功能区水质规划目标的实现需要比较长的时间。因而需对污染可控水平进行研究, 意在找到流域经济可持续发展和水域水环境承载能力的结合点, 即对研究河段污染源的可控制性进行研究, 也就是说要根据流域社会经济发展水平、国家宏观政策及相关规划等,设定一些原则, 最后要达到的目的就是给出研究河段一些支流及排污口的控制指标, 从而确定河段纳污水平。采用数学模型对上述三种纳污水平下所需环境水量进行计算。并考虑河流水体的连续性及枯水径流保证机率, 给出黄河干流重要水文站点环境水量要求。具体见表1。
通过上述环境水量的研究, 可以得出以下结论:
(1)现状纳污水平下, 黄河干流所需环境流量很大,在目前水资源条件下很难实现, 其水质达标不可能得到保证。(2)要实现黄河干流水体功能目标, 入黄支流必须满足入黄水质目标要求, 入黄排污口必须满足国家排放标准。(3)污染可控水平下, 龙门以上河段所需流量基本可以得到保证, 但龙门以下河段在枯水时段难以得到保证。
4 生态水量和环境水量的耦合研究
黄河的水生态和水环境功能, 各种生态功能如栖息地功能、景观功能等, 和环境功能之间存在着交叉和重复, 各种功能所需水量可以兼顾, 需对满足多种功能需求的不同量级的水量进行耦合。考虑黄河生态系统特点及黄河水资源的调控性, 生态水量和环境水量耦合的原则如下。( 1 )全河段综合考虑: 重要水文断面流量整合时, 要考虑上下断面之间流量的匹配性、水流演进等多种因素, 经综合优化后给出。( 2)不考虑河段取水及水量损失: 黄河干流取水口众多且分布复杂, 本研究关注的是生态基流, 对河段内取水以及因蒸发、渗漏等水量损失未予考虑。( 3)水质保证优先: 水质改善是河流生态系统恢复的首要目标, 只有良好水质保证的水资源才能满足河流其他的生态功能和经济功能。在考虑水质问题时, 适宜水量主要依据污染可控水平下环境水量, 而最小水量主要考虑目标控制下环境水量。( 4)水资源可调控性: 黄河干流已建和规划修建的大型水利枢纽较多, 径流可控性强, 在水量耦合时不但考虑水流的上下传递, 同时考虑大型水利枢纽的调节控制。( 5 )河口生态保护优先: 黄河下游生态水量的给出, 优先考虑河口近海生态、三角洲湿地生态和鱼类洄游等需求。
根据上述耦合原则, 考虑河口近海鱼类、河口三角洲湿地需要, 同时满足各河段的水生态和水环境功能需求, 给出黄河干流10个重要水文站断面的推荐水量, 生态环境水量耦合结果见表2。
5 小 结
(1)有关稀释污染的环境水量研究是本次研究的重点, 也是我国北方河流面临的现实问题。研究根据黄河水污染特征和水流状况, 选择codcr和氨氮作为主要污染控制因子, 采用一维水质模型进行计算, 研究方法带有一定的探索性。本研究推荐的生态环境水量, 是在关注研究河段生态问题的同时, 着重解决水质保证问题, 只有水体质量变好了, 黄河生态系统才可以逐渐得以恢复。
(2)在当前黄河流域粗放式经济发展模式下, 水资源的过度开发利用和污染超负荷排放, 是导致黄河生态危机的主要因素, 黄河面临的一些生态问题无不由此而引发。研究中生态水量没有和黄河主要保护物种的生态机理紧密联系,留学生论文 这是本研究的一个缺陷, 但这也和黄河特殊的河情以及我国发展进程有关。在以后的研究中, 随着相关资料的丰富和积累, 必将加强这方面的机理研究。
(3)河流的各种生态功能如栖息地功能、景观功能等, 和环境功能之间存在着交叉和重复, 满足各种功能的水量耦合是本研究的难点。研究优先考虑河口近海鱼类、河口三角洲湿地生态需水, 提出了基于全河段综合考虑、水质保证优先、黄河水资源的可调控性等水量耦合原则, 特别在水资源可调控性以及水生态与水环境保护目标耦合方面, 既符合黄河实际, 又具有水量调度的可操作性。
(4)黄河生态问题突出, 究其原因主要是水量贫乏、水资源的过度开发利用以及污染排放所致。要使黄河河道内保持一定的生态环境水量, 必须有一定的工程措施和非工程措施, 如实施调水工程补充黄河河道内生态环境水量, 提高水资源的利用效率, 加强区域产业结构优化调整和污染控制, 注重流域生态建设等措施来支撑和保证。
参考文献:
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【关键词】水文勘测；信息技术；研究分析；
中图分类号：P331 文献标识码：A文章编号：
【引言】大自然中的水资源，与我们的日常生活是息息相关的，在我国社会化进程中，我国的水利工程在我国基础工程建设中占有非常重要的位置，其对于我国经济及社会的发展有着极其重要的影响。其中，水文勘测不仅仅是水利工程的基础，而且对于国家建设起着重要的作用。信息时代的来临，使得水文勘测这一工作的开展也利于了信息技术，不仅仅提高了水文的勘测能力，还将水文勘测工作开展的手段方式向专业技术科技化迈进。
水文勘测
水文，就是指大自然中水资源的变化，分布以及动态等过程。水文勘测，就是对水文进行有计划方案的系统的检测与调研。对水文水资源的勘测是我国社会经济的发展，保证生产生活与生态环境和谐发展的重要手段。水文勘测主要有以下几个方面的特点：1）基础性。在国家进行经济建设时，需要对水文信息进行详细的了解，一切工程的建设与开展都要以水文信息为基础，所以水文勘测必须先行。2）地区性与综合性。针对不同规模与层次的建设，需要了解不同类别不同程度的水文信息，水文勘测从而有了点、线、面的控制模式。3）长期性与时效性。对于不同的经济建设活动，不仅对水文信息的提供有着实时性要求，还需要有长期的调查基础信息，所以水文勘测是不单单是对于空间的累积，还需要进行时间的累积。4）公益性。水文勘测工作的任务十分的艰巨，工作条件十分的简陋，这需要有关的专业人士对国家建设做出贡献的决心。
信息技术与水文勘测
2.1信息技术应用于水文勘测的必要性
要将水文勘测的工作效率提升，信息技术的充分运用是势在必行的。就我国目前水文勘测的现状来看，主要有几个方面的缺陷：1）要充分运用科学技术来创造新的技术与手段来解决水文勘测中的一些难题，改善水文勘测的条件。2） 将电子信息技术与自动化控制方法有机的运用到水文勘测的工作中，特别是对经济建设较为重要或者与人民群众的生活联系密切的区域，追求更加妥善的解决途径。3）在水文勘测站中的设备设施及其配置方式进行合理的变化，将所在不同区域，进行不同目的水文勘测站的设备装置与配置手段进行统一的规范，针对不同的水文勘测手段进行特殊性的研究，以免造成失误。对于上述问题，想要得到妥善的解决，就只有在水文勘测中对信息化技术的运用扩大范围，才能为其工作的展开提供坚实的技术保障。
2.2信息技术在水文勘测中的缺陷
信息时代的到来，使得信息技术在水文勘测中的使用领域愈加的宽广，通过对水文信息化建设的各项实例进行了解分析后，发现其仍然存在以下几个缺陷：1）机制不完善。
虽然国家政府与一部分企业已经把水文勘测信息化建设的重心放在了资金的投入上，但是对于技术与设备的重视相对较为缺乏。目前，虽然ADCP与自动测报系统已经投入了水文勘测工作的使用，但是其普及程度还有待提高。由于投入的资金有限，有关计算机及相应的软件开发与使用也相对较为落后，使得现代化的技术没有充分的运用到水文勘测的工作中，对水文信息化的全面建设存在着一定程度上的负面影响。2）技术及创新能力落后。由于存在着机制上的不完善，导致，水文勘测站无法及时的引进先进的设备设施与技术，又进一步地阻碍了水文信息化建设的脚步。不仅在硬件设施上不能得到最先进的使用，而且我国对水文勘测技术的创新意识还非常的薄弱，对于在水文工作中新出现的问题及困难不能及时地研究分析与解决，因此在工作中经常会出现问题不能及时解决的滞后想象，对水文勘测工作的展开造成了极大的负面影响。3）缺乏专业性人才。在水文信息化建设中，综合性专业人才相对缺乏，所以就需要一些既能够熟悉掌握计算机，又懂得测绘与水文相关专业的技术综合性人才，人才的缺乏对于水利勘测工作的直接开展造成了很大的影响，如设备不会操作，不懂得维护等。
水文勘测信息化进程中针对缺陷的相应措施
水文是水利建设的基础，在对水文勘测进行信息化建设就需要建立起水文信息基础，更大程度上的建设与完善各种水文信息与数据的搜集，统计与处理。针对以上水文信息化建设中出现的问题，分析研究出了相应的措施
3.1 创新进取
信息技术已经广泛运用到各个领域里，水文勘测的信息化技术程度也日益加重。我国疆域辽阔，每个区域都有其特定的地理环境，所以在水利勘测中需要解决的问题具有强烈的地域性，十分的复杂。那么，我们就需要针对不同的地理位置，对自身的环境与条件进行分析，对水利信息化建设的模式进行有针对性的选择，这对于水利勘测的科学发展是十分重要的。[1]与此同时还要激励开发勇于创新变革的精神，在水文勘测的工作中充分发挥，对水文信息化与现代化的建设起到促进作用。
3.2科技化发展
积极的引进先进的技术与设备，为水文信息化建设提供坚实的后盾，计算机应用软件的开发与使用在水利勘测的工作开展中起着十分重要的推动作用。计算机中数据库的使用与管理对于水文信息建设十分重要，只有进行了数据库的建设才能够对相关水文数据进行比对与清查，从而能够对工作中的问题进行探索探究与纠正。[2]水文信息化建设中有一项非常关键的任务，那就是信息共享。要实现跨地区，跨平台的数据共享，以及自动控制系统使得水文数据的保存，传送与管理都十分的便捷与高效。
3.3人才建设
无论是专业科技的设备设施或是计算机应用软件的使用，水利勘测人才的使用有着最为直接的关系，也是我国水文勘测信息化建设的必备条件。目前，放眼我国水文勘测性人才结构，不管是专业知识，实际操作等方面都还有很大的提升空间。[3]所以，培养综合技术型人才也是水文勘测信息化建设进程的重中之重，要根据地区的差异性与综合性，进行全方位立体的全能型水利知识人才的培养。
结束语
在科学不断发展的信息时代来临的大前提下，我国水文勘测的技术也在不断地进步，水文勘测信息化建设是势在必行的，目前我国水文勘测存在着机制不完善，设备设施的使用不够先进，综合性技术人才的缺乏等问题。但是相信，只要加强对水勘测信息化的建设，基于对水文数据库的建设，数据库内信息共享的前提下，培养激励其创新力，根据每个勘测区域的不同特点，制定不同的科学化措施，加大对综合性水利技术型人才培养，对于计算机及相关设备设施的使用熟悉掌握。这样才能从根本上解决我国在水文勘测信息化建设中出现的问题，从而使得水文勘测更大程度上为我国国民经济的发展建设做出积极贡献。
参考文献：
[1] 洪立波.工程测量技术发展回顾与展望[J].纪念中国测绘学会成立四十周年论文集，2009，6
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引言
随着全球信息化趋势的快速发展，信息技术已经成为继蒸汽机和电力以后，推动当今世界经济社会发生巨大变革的重要力量。面对这样一个信息文明高速发展的时代，水利人如何发挥后发优势、摆脱传统工程水利管理模式向现代水利管理迈进?答案只有一个，那就是让水利插上信息化的翅膀，即加快推进信息技术与水利活动的融合，用水利信息化带动和促进水利现代化。
一、信息技术与水利现代化
信息技术(Information Technology，简称IT)，是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。
水利现代化是一个相对的概念，一是与传统水利相比较，要充分体现进步;一是与国际现状相比较，在总体上应当接近国际先进水平。水利现代化应表现在三个方面：观念现代化、技术现代化、管理现代化。
水利行业是一个历史十分悠久的行业，也是信息十分密集的行业，长期以来的工程水利管理模式和农田水利的服务方式，使水利当前的发展水平与现代化的要求存在较大的差距，水利要实现现代化必须首先实现信息化。要实现水利信息化必须解决三个问题：一是要善于用信息方法来解决和处理水利活动，即把任何一项水利管理活动，概化成水利信息的传递和处理过程，通过水利信息的高效处理，来调节和控制水资源的流动，实现水资源的有效利用和保护;二是要充分利用当前先进成熟的信息技术来加快水利信息的采集和传输处理速度，增强水利信息的综合加工处理能力;三是要加强以各类水利数学模型技术为核心的业务应用信息系统建设，增强各项水利活动的决策支持能力。
二、利用信息技术建立好水利“四个联系”
当前和今后一个时期，水利信息化发展要紧紧围绕水利中心工作，充分利用当前先进的信息技术，广泛开发和利用水利信息资源，全面加快水利信息的采集、传输和处理速度，实现水利管理信息化、水利办公自动化和水利决策科学化，为防汛抗旱、水利建设、水利管理提供技术支撑。
为了实现上述目标，我们必须充分利用当前先进的信息技术，建立好水利“四个联系”，即水利人与自然界、水利人与水工程、水利人与社会公众、水利人与水利人之间的联系。
(1)通过水利信息化，建立水利人与自然界的联系，实现水利和自然的和谐。自然界是人类社会赖以生存发展的重要物质基础，促进人与自然和谐相处是水利工作的重要目标，而信息技术是目前劳动生产率提高的最主要因素，而且今后还将是推动经济社会发展和变革最主要的力量。我们水利人要通过充分地利用数据库技术、计算机网络技术、3S技术、卫星通讯等信息技术，加强对降雨规律、河川径流规律、水质、水土流失、农作物及经济社会用水规律等情况的实时自动监测，不断提高防汛指挥决策的能力，减轻和免除水旱灾害，同时更加快捷、更加准确地对自然界的水资源进行控制、调节、治导、开发、管理和保护，以满足人类社会的生产、生活和生态环境对水资源的需求，实现水利人与自然界的良性互动。
(2)通过水利信息化，建立水利人与水工程的联系，实现水利工程的联合优化调度。水体的自然存在状态并不完全符合人类的需要，水利人通过修建水利工程，以实现控制水流，防止洪涝灾害，进行水量的调节和分配，满足人民生活和生产对水资源的需要。我们水利人首先要确保各类水工程的安全，要通过利用远程自动化监控等信息技术，实时获取水工程信息，根据水工程运行状态自动作出安全判断和分级报警，保证水工程的安全。同时要加强管理，广泛应用灌区自动化、电站自动化等水利信息化系统，全面提高水利事业的科技含量和管理水平，通过现有水利工程的联合优化调度，使水工程充分发挥效益，实现水利人与水工程的良性互动。
(3)通过水利信息化，建立水利人与社会公众的联系，全方位满足社会公众对水利信息的需求。水利部门是政府的重要组成部门，要全面提高执政能力和水平，必须建立水利人与社会公众之间的沟通平台，实现水利人与社会公众之间的良性互动。要建立以水利门户网站、网上行政审批为主要内容的公众服务系统，广泛向社会公众提供水资源、水环境、防汛抗旱、水土保持、水利工程等水利信息的查询手段，宣传水利知识，提供行政审批和涉水事务办理的电子窗口，提供水事活动的应急服务，打造吸纳民意和便民服务的公众信息平台，充分让权力在阳光下运作，促进水利事业的全面协调可持续发展。
(4)通过水利信息化，建立水利人与水利人的联系，全面提高水利系统的工作效率和服务水平。水利工作繁杂、涉及面广，不同的工作内容之间既有区别，又有密切关联，有些工作还要讲究整体的互动。我们要充分利用现有的信息化基础设施，着力构建一个基于计算机网络、与传统沟通方式互为补充、覆盖面广泛的协同工作平台，全方位拉近12万水利人之间的距离，实现水利人之间的整体互动。通过信息化手段，使水利人能够远程和移动获取各种信息资源，增强信息共享的效率和水平。要广泛利用信息技术提供方便的目标控制和绩效考核手段，杜绝“慢作为、不作为、乱作为”的现象，更好地管理复杂的水行政事务，全面提高水利人的整体办公效率和服务水平。
三、基于信息技术的水利现代化的实现
3.1信息技术应用取得的显著成效
近几年来，按照水利部治水新思路，各级水利部门充分利用信息技术加快水利信息基础设施、业务应用和保障环境建设，取得显著成效，为可持续发展水利提供了有力支撑。
(1)运用网络与通信技术，提升了信息传输效率。各地水利部门都建立了较为完善的计算机局域网，纵向连接水利部、水利厅、市州水利局，部分已延伸至县(市、区)。横向联接了国家防总、省政府、省军区、省气象台等部门，实现了水利信息实时传送。
(2)运用信息采集和监控技术，提高了自动化水平。逐步建设和完善了水文、水土保持、水质、工情、墒情和旱情等信息采集点，实现了信息的自动采集、处理、传输和应用。
(3)运用数据库技术，深化了水利信息的整合与分析。数据库内容覆盖了防汛抗旱、防洪工程、水文、水利工程、水土保持和水利文档等方面，实现了大中型水利工程特征数据、水利报表数据及空间数据的查询和分析，为水利信息资源的积累建立起统一规范的数据中心平台。
(4)运用决策支持技术，增强了业务管理能力。一批应用范围广的防汛抗旱、水资源管理、水利工程管理、水土保持等业务系统相继投入使用，极大地丰富了水利业务工作的技术手段。特别是防汛抗旱应用系统发展迅速，功能不断完善，为各级领导及时了解防汛形势和科学决策提供了较好的平台。
(5)运用电子政务技术，改变了传统水利管理方式。大多数水行政主管部门均建立了向社会公众提供信息服务的网站，是对外宣传水利、水利信息、开展网上办公、服务社会公众的重要窗口，办公系统的应用在增强水行政工作透明度、提高工作效率和公众服务水平等方面效益显著。
3.2 深入推进信息技术的应用
通过近几年的不断探索与实践，按照水利部信息化总体思路和要求，水利信息技术应用近期应着力推进以下九个方面的基础设施和应用系统建设，以全面提高水利事业活动的效率和效能，促进水利现代化。
(1)水利数据中心建设。以数据库技术为基础，对水利信息资源进行存储、交换、挖掘等开发应用，以及管理和服务。同时，统一数据标准，建立数据维护更新机制，实现水利数据资源的整合与共享。
(2)水利信息网络建设。以计算机网络技术为依托，满足水利信息资源开发应用，随时实现水利系统远程视频会商，协调防汛抗灾、水利建设和管理，优化配置各类水利资源，全面提高水利信息的传输效率。
(3)信息采集系统建设。按照水利信息和水利业务分类，包括水利空间信息采集系统、水文水资源及水环境信息采集系统、防汛抗旱信息采集系统、水土保持信息采集系统、水利工程信息采集系统等。
(4)水利行政资源管理系统建设。利用网上信息交流平台，建立以综合政务信息处理为基础，实现相关辖区范围内水利行政资源和涉水事务管理的信息化、流程化，各级各部门协同办公、资源共享，提高水利行业的办事效率和服务质量。
(5)防汛决策支持系统建设。加强信息接收处理、实时汛情监视、信息查询服务、洪水预报和调度等方面的建设，改善防汛抗灾指挥决策环境，为防汛抗旱调度和抢险救灾提供技术支持和决策依据，最大限度地减轻洪旱灾害损失。
(6)水资源管理决策系统建设。利用自动测报控制技术、现代通信技术，建立反映供水、用水、排水、水质的水资源监测网络，建立以3S技术、计算机仿真、专家系统为基础的水资源评价和优化配置的决策支持系统，逐步实现水资源的节约、保护和优化配置。
(7)水土保持监测与管理系统建设。利用自动采集技术、计算机网络和通信技术，实现水土保持信息高速处理、实时传输，实现水土流失及其防治效果的动态监测与预报，促进水土保持综合防治和生态建设的管理和决策支持能力。
(8)水利工程管理系统建设。依托水利基础数据库和水利计算机网络，掌握相关辖区范围内水利工程的运行情况，实现工程建设和运行管理的信息化。主要由水利工程档案管理、 水利建设与管理、水利工程运行动态监控管理和河道监控管理等组成。
(9)农村水电及电气化管理系统建设。利用信息技术，建立水电资源需求预测、分析、模拟优化等数据模型，为编制水电资源中长期供求计划、合理配置水电资源开发利用服务，提高农村水电及电气化的决策管理水平。
四、 结语
信息技术的广泛应用，突破了传统的水利管理模式的束缚，丰富了水利工作手段，有效地减轻了水旱灾害的损失，将全面提高水利事业活动的效率和效能。但是，由于水利是一个传统行业，信息技术应用尚处于起步阶段，其发展道路还很艰巨而漫长，需要不断地探索和创新发展。
作者：李奇林 来源：中国新通信 2016年9期
论文摘要：分析了传统给水排水工程规划存在的问题及其对目前我国城市水资源环境的影响，指出为了实现水资源环境的良性循环，应采取统一的、综合的和优化的给水排水规划。通过合理选择各类水资源及供水模式、优化配置给水排水工程设施，能够达到满足用水、减少污染、提高效益、降低费用的目的。
论文关键词：给水排水工程区域规划优化
目前，我国城市水资源短缺和水环境恶化严重，除了自然因素以及人口增长，城市化、工业化进程加快，建设资金严重不足，一些中心城市规模过大等原因外，还存在着一个不容忽视的因素，即给水排水工程的规划观念落后于经济社会的发展，而且规划研究方法有待改进。
1传统给水排水系统规划存在的问题
目前，给水排水系统规划已从早期的以单一费用指标为目标，对单一设施或者个别河段进行中、短期的被动单一工程开发对策，发展到了多部门参与的以“净效益”为代表的以单指标为目标，对区(流)域进行长期、中期、短期一体化的多工程开发对策，并取得了巨大的进步。然而给水排水这2个领域规划的某些观念和方法仍然存在不足之处。过去几十年的发展，形成了城市建设注重给水、偏废排水，忽略生态用水，对有限的水资源一味开采、利用，却缺乏有效保护的现状，造成水资源短缺和水环境质量的不断恶化。而且由于缺乏区域统筹规划，各城市仅关注本城市可获取的水量、水质及水系的上下游问题，结果常常出现城市之间污染转嫁、上游城市过度开发形成断流，从而导致整个流域或区域用水日趋紧张的局面。由此可见，违背自然规律，不仅造成自然界水资源的恶性循环，同时也使人类对于水的开发利用陷于困境。
2树立区域(或流域)给水排水工程综合规划的观念
2．1提高对水资源的认知水平进人21世纪，我国的资源、环境问题中，水问题尤为突出。长期以来对水资源过度无序地开采，对水体循环任意的干扰和破坏，已造成很多地方在水量和水质两方面失去动态平衡，出现了水少与水浪费并存、水多与生态失衡并存、水脏与水管理不善并存的严峻局面，严重地制约了社会经济的发展。
为了实现社会可持续发展，必须呼吁全社会提高对水资源的认知水平，改变长期以来人们关于水取之不尽、用之不竭的观念。水作为人类及一切生物不可代替的生存要素，既应有足够的数量，也要有可用的质量，有“量”无“质”，或有“质”无“量”，都将制约人类社会的可持续发展；改变城市建设偏废排水，城市规划中给水，排水各行其是、互不约束的现象，将给水排水视为水体循环系统中的一个子系统，是相互依存、相互制约的2个过程。一个城市给水排水工程的规划、建设，应充分体现出给水排水内在的统一性，通过协调开采与补给，破坏与恢复之间的动态平衡，确保水体始终处于良性循环，长久地供给人类利用。
2．2树立区域、流域观念。形成区域、流域给水排水工程建设的整体协调发展纵观世界各国发展历程，当工业化和社会城市化急剧发展，使原有的经济结构、社会结构和生活环境迅速改变，工业、人口、资源等各类矛盾日益尖锐时，各国便纷纷步人了区域经济发展阶段，进行工业结构的调整和合理布局，规划、开发新区，控制疏散大城市人口以及自然资源的开发与环境保护等，在此期间，区域规划被广泛地推行采用，成为实现区域经济发展的重要前提。区域规划中有一项很重要的专业规划即水资源综合利用规划，其主要内容之一就是给水排水工程规划。
区域性的给水排水工程规划，应根据区域水资源时空分布特点或河流水体上、下游的水文水利关系，进行水资源开发和水污染控制，在区域范围内通过水资源的合理调配，平衡供需矛盾，通过协调污水处理程度、排污口及水体自净容量之间的关系，维系河流水资源的供给能力，保证下游城市的生存和发展，维护区(流)域生态平衡。除此之外，区域给水排水规划还应根据区域内水资源可供量及分布特点、水环境承载力，对区域内各城市用地布局、产业结构、发展需求进行分析评价，限制大耗水工业与重污染工艺的发展，提倡建设节水工业和采用清洁工艺，从而促进区域经济一水资源一环境的共同协调发展。
2．3保障区(流)域生态环境需水。提倡水资源综合利用忽视水资源与生态环境系统之间的关系是20世纪水资源管理的失误，直接导致了生态环境的恶化，引发出河道断流、地下水位下降、森林退化和生物多样性减少等诸多问题。要解决这些问题，必须重新审视水资源管理策略，强调水资源、生态系统和人类社会的相互协调，重视生态环境和水资源的内在关系，遵循“必须首先满足基本生态需水”的原则，对供水、用水、节水、排水、污水处理及其回用等的统一管理方式进行重点改革。此外，还需充分考虑水资源的合理永续利用。提倡一水多用，提高生活用水的重复使用率，工矿企业实行循环用水、分质用水、回收利用污水，将以往对水污染的消极治理变为积极预防，这样才能促进水环境质量向着有利于人类当今和长远利益的方向发展。
3以系统分析方法进行给水排水工程规划
系统分析方法是解决社会用水供需矛盾以及水体环境恶化与恢复的平衡矛盾的比较科学的、有效的方法之一。其主要特点是研究问题时重点把握问题的整体性、相关性以及对周围环境的适应性。区域性给水排水工程规划不仅涉及的问题庞大而复杂，而且工程耗资大、周期长，常常需要对众多可行方案的优劣进行评价和判断。在区域或流域范围内，采用系统分析方法对规划方案进行深层次论证，可以保证各类水资源的合理利用以及各类给水排水设施的合理布局，为日后区域给水排水设施的统一调度、优化运行奠定良好的基础。
采用系统分析方法建立的给水排水综合规划优化的概念模型如下：目标为水资源量使用最少、水处理设施费用最少、COD排放量最少，约束条件为水资源可供给量约束、用水与排水系统内水量平衡约束、再生水利用约束、环境最大承载力约束。
式中：为生活用水；W，为生产用水；W为生态用水；W为排水量；W为再生水量；W为水资源可利用总量；为污水排放系数；为再生水利用系数；or为再生水占水资源总量的比例；MaxCOD为环境COD最大允许排放量。
该模型将给水、排水系统作为一个整体，考虑了生态、生产、生活3方面的水资源用量，并且对污水排放、污水再生回用等方面进行了综合考虑，研究了其统一规划、协调发展与综合利用等有关问题，从而提高了给水排水工程投资的社会、经济和环境效益，满足了城市可持续发展的水资源环境良性循环要求。
关键词：工程水文及水利计算；研究性学习；探索
中图分类号：G642.4 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）15-0098-02
研究性学习（Problem-Based Learning/Project-Based Learning，PBL，又称探究性学习，与研究性教学、探究性教学、发现学习同义），是指通过与研究相类似的认知方式和心理过程来了解、接受、理解、记忆和应用人类已有文明以及国家或学校的举办者所规定的内容的认知活动[1]。在高等教育中，研究性学习是指学生通过研究性的方式提出、理解和解决问题，并在此过程中形成学习能力、创造能力与相关专业精神的活动。有关学生学习法历来有两种传统：一种是靠重述和对原文的遵奉去积累知识的学习法，一种是教师通过质询的方法使学生获得知识的学习法。前者依赖于模仿与记忆，发展到现在形成所谓浅层学习法；后者依赖于学生内在的智慧，发展到现代形成所谓深层学习法。研究性学习本质上是深层学习[2-4]。
一、研究性学习的实践意义
学习方式论认为研究性学习是指学生在教师指导下，从学习生活和社会生活中选择并确定研究专题，用类似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动[6]。随着高等教育规模的持续扩大和高等教育体制改革的不断深入，提高办学水平和保障人才培养质量成为中国高校最重要最紧迫的任务。为落实《2003―2007年教育振兴行动计划》，实施高校教学质量与教学改革工程，教育部了《意见》，第11条特别强调：高校应积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。要增加综合性与创新性实验，提供丰富的教学参考资料，积极推进讨论式教学、案例教学等教学方法和合作式学习方式，引导大学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展，提高自主学习和独立研究的能力。要让大学生通过参与教师科学研究项目或自主确定选题开展研究等多种形式，进行初步的探索性研究工作。来茂德指出，研究型大学要发挥自身优势，积极推进本科研究性教学，在研究中教与学，培养和提高大学生的创新精神和科研能力[2-5]。
二、研究性学习的实现途径
《工程水文与及水利计算》是水利水电工程、农业水利工程等专业基础课程之一，水利类专业一般将其划分为必修课。课程是一门应用广泛、实用性强的学科，主要介绍水文学的基本知识、水文计算和水利计算的基本原理和方法。其作用在于通过理论教学和实践教学，使学生全面系统地掌握水文计算和水利计算的原理和方法，为将来从事这方面的技术与科研工作打下一定的理论基础。课程不但理论性强，要求学生掌握基本原理，而且计算实践要求高，要求学生必须掌握基本计算方法。课程教学主要以传统教学模式为主，即以教师讲解为主，配合书中的例题，用语言文字来表达和传递信息，加之计算部分主要以现行的规范为依据，从而在一定程度上不利于学生研究性学习，在当今多元化社会对人才需求的背景下，难以满足需求。同时，课程具有较强的理论扩展空间，教学方法与数学课程教学方法相似，可以通过如下途径实现研究型学习：（1）在问题的引申中实施研究性学习；（2）在问题的推广中实施研究性学习；（3）在方法的探讨中实施研究性学习；（4）在数学建模的过程中实施研究性学习[6]。
三、《工程水文与水利计算》研究性教学案例
水文频率分析（hydrologic frequency analysis）是根据某水文现象的统计特性，利用现有水文资料，分析水文变量设计值与出现频率（或重现期）之间的定量关系是课程中的核心内容之一。按照我国相关规范规定，在进行水文频率分析计算时，频率分布曲线线型一般应采用皮尔逊Ⅲ型（P-Ⅲ）曲线，统计参数可先用矩法初估，再用适线法调整确定。教学过程中，大多数学生均能对这一方法具有较好的理解和应用，能够满足将来实际工作的需要，但是，在目前出现的非一致性条件下的频率分析，直接采用教材或者规范中指出的方法不能满足需求，尤其是学生在后续攻读水文水资源方向研究生中的过程中，本科教学内容并没有为学生解决新问题的思路和方法，因此，结合教学内容的变化和学生多层次需求，在该部分内容探索研究性学习具有重要的价值，同时，该部分也是实践研究性教学良好的教学素材。
（一）教学内容的引申
关于频率分析，现行教材或者相关规范一般做如下描述：“国际上关于线型的选用差别很大，常用的线型达20余种之多”，“我国分析一直采用P-Ⅲ型曲线”。这样的描述方法往往让学生形成思维惯性：频率分析与P-Ⅲ型曲线的适线存在等同性。因此为满足研究性学习的需求，可以将教学内容引申到：（1）采用P-Ⅲ型曲线就一定科学吗？（2）如果不采用P-Ⅲ型曲线，又应如何推求制定频率下的设计值？通过这样的教学内容引申，将问题引导回到频率分析的本质。
（二）引入问题的解决步骤与思路
1.如何评价一种理论频率曲线与经验点据的拟合好坏？扩展到数学问题中的误差分析。
2.如果能够通过误差分析之后，选定一种拟合较好的理论频率曲线之后，如何进行概率密度参数估计的问题？扩展参数估计的数学问题。
3.在参数估计的基础上，如何进行指定频率的设计值计算？
（三）教学过程中教师的主要工作
1.提供研究文献。本科阶段学生对文献查阅的掌握不能和研究生相提并论，因此，在进行该部分内容教学时，核心的研究文献需由教师事先提供，由学生回溯、扩展，查阅解决上述问题的文献。这样可以提高学生查阅文献、信息收集的能力，为解决新问题奠定基础。
2.提供研究数据。教材中的例题、习题提供的数据无法满足引入内容的需求，这就要求教师必须事先准备需要的数据，为学生进行研究性学习提供素材。
3.提供必要的研究工具。上述研究内容涉及到大量的计算过程，而这些计算是很难用手工计算完成，因此，事先准备相应的计算工具是必要的。在本例中为学生提供了easy fit试用版，matlab软件及必要的代码。通过学生自己上机计算，有效提高学生掌握新工具、新方法的能力。
4.批阅学生的研究性成果。通过该例的实施，要求学生以论文的形式提供成果，这样可以有效提高学生论文撰写能力，学会清晰地表达研究成果，通过教师的批阅、讲评，可为进一步学习和将来工作奠定基础。
四、小结
研究性学习对学生创新能力的培养具有先导作用，对学生解决新问题能力具有极大的促进作用，同时，对人的学习方式和教学模式产生着深刻的影响，在《工程水文与水利计算》的教学中，具有开展研究性学习的很多基础和优势，研究性学习的重要性必将进一步得到体现，其实施途径也必将多样化，本案例只是对研究性学习的实施途径作了初步的探讨，其根本目的还在培养学生的实践意识、创新意识，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
参考文献：
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[5]来茂德.发挥研究型大学优势？摇推进本科研究性教学[J].中国高等教育，2005，（17）：28-29.
[6]王金红.大学数学实施研究性学习的若干途径[J].大学数学，2007，（4）：11-13.
关键词：跨界；水资源；纠纷；协商
中图分类号：F323.213文献标识码：A文章编号：1003-4161(2007)06-0057-03
1.跨界水资源管理水事纠纷的形成原因
随着我国经济的高速发展，社会经济体系对水资源的需求进一步增大，各利益主体和区域间的水资源开发陷入一种非理性的竞争状态，跨界水资源管理问题日益突出。跨界水资源矛盾、纠纷乃至冲突不仅影响水资源的有效配置，而且影响整个社会的和谐发展。
为研究跨界水资源管理协商中内容，本研究对近年来我国发生的跨界水事纠纷、水事矛盾进行了检索，初步确定了20 个备选案例，其中涉及协商的案例有18 个，选取了能够达成或部分达成协商成果的案例8个。8个案例的前期数据来源主要有互联网的公开报道，相关研究文献以及相关文件报告等。在确定研究案例之后，进行了实地访谈。
本文所选取的案例遵从复制法则，每个案例代表一个管理协商的过程，以这些过程涉及的相关主体为分析单位。表1 简要概括了上述8 个案例的分析结果。
从以上案例可看出，跨界水资源水事纠纷的形成原因各不相同，但主要为以下几种：
1.1 因防洪管理所形成的纠纷
由于我国水资源的自然属性，仅仅依靠工程手段难以完全避免洪水对社会带来的危害，因此由于防洪所形成的水事纠纷在跨界水资源协商管理案例中占据了重要篇幅，在选取的八个水事纠纷案例中，就有三个是涉及到防洪管理的。由于洪水对于人民生产生活带来严重的危害，因此由于防洪所引发的水事纠纷也较为激烈，延续时间也比较久。
1.2 因供水管理所形成的纠纷
供水分水问题也是引发水事纠纷一大因素，在选取的八个水事纠纷案例中，有三个是涉及到供水管理的。随着社会经济发展，水资源供求矛盾日益紧张，供水分水引发的纠纷将呈现越来越严重的态势。
1.3 因排污管理所形成的纠纷
随着社会经济的高速发展，排污问题日益成为水事纠纷的主要原因之一，在选取的八个水事纠纷案例中，有两个是涉及到排污管理的。
1.4 因水电开发管理所形成的纠纷
水电开发是解决能源水利综合利用的有效途径，但又是引发水事纠纷的因素之一，在选取的八个水事纠纷案例中，有两个是涉及到水电开发的，并且随着我国水电开发的持续进行，基于水电开发所形成的纠纷将保持增长趋势。
2. 跨界水资源水事纠纷的主要特征
通观八个案例可以发现，引发水事纠纷具有共性特征，只有归纳总结出这些共性，才能有针对性地提出跨界水资源协商管理的理论框架，并提出具有可操作性的建议。
2.1 行政手段无法解决
在选取的八个案例中，有三个是曾经试图通过行政命令方式解决，但效果不明显，执行起来有困难，最终仍然依靠协商方式解决。由三个案例可以发现，由于纠纷主体利益要求差别比较大，仅仅依靠行政命令，双方的利益主张无法得到满足，因此行政命令仅仅能够保证纠纷暂时被压制，随着矛盾的扩大，纠纷随时会爆发，并且剧烈程度更强，直至仅仅依靠行政命令无法解决。
2.2 双方信息交流不畅
水事纠纷双方在水事纠纷发生前及解决过程中，都存在着信息交流不畅的问题，这里的信息交流指的是冲突双方政府部门的信息交流。造成这种问题的根源在于按照科层制建立起来的行政管理体制无法从根本上解决不同部门不同科室不同层级之间信息交流。
2.3 没有有效的沟通渠道
在水事纠纷过程中，群众的呼声一直难以得到关注，很多水事纠纷只是群众矛盾激化的结果，而缺乏纠纷双方的沟通渠道，这一问题的产生也是根源于科层管理体制。科层管理体制高度强调统一管理，统一指挥，由此在不同层级，不同部门之间是难以形成有效的横向沟通渠道，只能通过双方的纵向沟通渠道进行，在水资源管理中，纵向的沟通渠道太过冗长，难以适应水事纠纷。
2.4 对当地社会经济产生重大影响
水事纠纷一旦产生，对当地经济社会负面影响就很大，其造成的直接间接损失也是难以估量的，因此依靠协商方式解决这些难以通过其他方式解决的水事纠纷就显得尤为重要。
3. 跨界水资源纠纷的解决之道
3.1 跨界水资源管理协商的组织形式
在当前的水资源管理体制下，联席会议一般是最常用的协商组织形式，在分析的8个案例中，涉及主体基本都是通过联席会议的组织形式进行协商活动，这一方面说明了联席会议的独特优势，例如联席会议能够有效的组织各方，对水事纠纷进行分析讨论，相对与传统的行政命令式的解决方式，更能体现民主，能考虑多方利益，大多数联席会议能够研究达成各方都相对接受的纠纷解决方案。另一方面也反映了我国当前跨界水资源管理协商组织形式的单一性和局限性，根据国外协商经验，建立多种形式的协商组织形式是实施有效的跨界水资源协商管理的保证。
3．2 跨界水资源管理协商过程中的信息交流
在跨界水资源协商管理案例中，大部分冲突的原因之一也正是由于纠纷主体之间没有通畅的信息传播渠道。而协商最终难以取得成效，也正是基于通过平等协商的方式，信息得以在纠纷主体之间通畅流通，纠纷主体都能够表达自己的观点并表明自己的利益诉求。
通过案例分析可发现：对于基层政府而言，由于他们直接涉及到水事纠纷之中，或者受损群众通过上访的形式接受信息，可以说他们对于水事纠纷对于自己的损失比较了解，获取信息的渠道比较畅通，但是他们对于纠纷对方的了解极为闭塞，基本上无法获得对方的信息，包括受损情况（或受益情况），这自然而然的形成了过度强调自身利益的观点和思维，因此可推测，如果直接涉及纠纷的基层政府能够获得真实客观全面的信息情况，那么水事纠纷基本可以避免或者不会激化。那么这就需要构建其基层政府之间的信息传递平台或者渠道。
对于涉及主体的省级政府而言，他们获得信息的情况基本依靠地方政府的行政公文，因此他们一般也仅仅了解本方基层政府所掌握的信息，并且由于信息传递过程还可能出现信息失真，因此省级政府相对于基层政府而言，获得的信息更少。与基层政府相比，省级政府之间的沟通渠道也并不畅通，他们一般还是通过高层级的行业主管部门：水利部及其流域机构来交流信息。
对于流域机构和中央政府而言，获得信息的主要来源是省级政府的行政公文，但是这些行政公文是难以满足获得真实，准确，客观，公正信息的要求的，因此大多数案例中，水利部和流域机构还是会到现场作实地调研，了解真实的信息，并且通过专业的分析，形成指导协商决议的调研意见和研究报告，显然对于中央政府和流域机构而言，他们通过实地调研获得的信息是保证协商能够顺利进行的根本保证。
3．3 跨界水资源管理协商的依据
协商活动最终的决议以及形成决议的调研意见（报告）对于协商能否取得预期的效果具有重要的意义，一般而言，决议的形成需要有科学的调研报告作为支撑，因此需要对调研报告和协商决议进行分析。表2为8个案例中的协商依据。
从案例可以看出，所有协商案例都存在着调研报告或者规划报告，最终协商决议的形成基本都是按照这些调研报告和规划报告。协商报告的形成基本都是由水利部或者流域机构主持编制的，这些部门作为报告编制主体，保证了报告的科学性、权威性和公平性，也容易被纠纷双方接收。至于一些突发事件，则由联席会议形成的会议决议或者领导的批示来指导协商活动。由此可以看出，跨界水资源协商管理引入权威的组织对水事纠纷进行调研，形成指导意见是协商得以成功的关键。
在分析的案例中，大部分协商指导意见得到了采纳并实施，对协商结果的实施是一个依据，有效地解决了水事纠纷。在基于排污的水事纠纷中，实施情况不容乐观，污染有反弹现象，主要原因是指导意见实施起来缺乏及时监督机制，偷排现象无法遏制，而不在于协商指导意见本身。在怒江水电开发案例中，最终是由国务院批示暂时搁置水电开发项目，因此协商指导意见对结果的影响难以确定。
3．4 跨界水资源管理协商的方式
不同的水事纠纷有不同的协商方式，但是从总体来看，他们之中还是存在着一些共性的内容。通过对具体协商案例的分析，我们从中找出协商方式的共性。
通过协商活动可以发现，协商活动过程中流域机构起到了主导的作用，几乎所有的协商活动都是通过流域机构通过召开多方联席会议的形成而进行。协商活动的进行，最根本的任务是了解到真实、客观、科学、全面的信息，这种信息的获取仅仅依靠各级政府的行政公文是难以得到的，因此通过多级主体共同参与的实地调研获取信息，一般是协商活动最初的行为，在此基础上，流域机构或者流域机构委托第三方组织进行科学分析，形成可供协商决策借鉴的分析报告，是实施协商活动的基础，在一些激化的水事冲突中，由国务院直接下达的指令或文件批复往往也能起到分析报告的作用，这在黑河纠纷和江浙边界堵坝事件中得到的反映。在省级政府部门，流域机构和中央职能部门充分了解了纠纷的信息之后，由流域机构发起协商会议则成为正式协商的开始，并且这种联席协商会议往往无法在一次会议上形成双方都认可的决议，因此多个案例表明，这种联席会议往往是一个重复进行的过程，直至形成纠纷参与各主体都认可的决议方案。一般而言，这种决议方案由省级行政部门与流域机构共同签订。协商决议的实施一般由省级行政部门通过行政命令的方式下达的各地方基层政府，由基层政府具体实施，在实施过程中，流域机构又往往会作为监督者对实施情况进行监督，遇到问题或阻力，一般仍然回到省级层级进行协商，寻求新的解决办法。另外，根据黑河纠纷等案例表明，对于影响大，持续时间久的流域范围内的纠纷，设立隶属于大流域机构的流域管理局往往是保障协商决议能够得到贯彻的有效方法。
4.简短的结论
本文中的8个协商案例，有的取得了圆满的成功，多年的水事纠纷得到了彻底解决；有的仅仅是暂时性的解决，随着社会的发展，有可能又会引发新的纠纷；有的案例具有普遍性，其协商方式可以总结出一般性的原则。对这些协商案例的结果进行分析和评价，显然有利于总结这些协商案例所积累的经验。
从以上案例可看出，跨界水资源协商管理的实施大都是就纠纷有激化的趋向或激化已经显著而采取的应急举措，就成效而言，基本都解决了水事纠纷，并且大多数案例都是从根本上解决了积怨几十年的水事纠纷，因此应给予积极评价。但是从基于排污形成的纠纷看，随着社会经济的发展，水质恶化的势头在短时间内难以得到有效的控制；另一方面，大多数协商活动都是就事论事的临时活动，并没有形成一个长效机制，因此排污纠纷还有再次爆发的可能。
因此，基于已经发生的协商案例进行深入分析，寻找其普遍规律，总结成熟经验，是避免水事纠纷发生以及将水事纠纷影响限制在最小限度的有效途径。
基金项目：水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金项目（项目编号：2005408011）；新世纪优秀人才支持计划资助(教技函[20066号)。
参考文献：
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水利工程论文3000字(一)：基层水管单位水利工程运行与管理对策探究论文
摘要水利工程是关系国计民生的重要基础工程。近年来，随着我国经济水平的提高，基层水管单位的水利工程运行及管理质量得到了大幅提升。但鉴于其本身运行管理的复杂性，不可避免会产生一些问题。基于此，针对基层水管单位水利工程运行与管理存在的问题进行分析，并提出了合理的对策。
关键词基层水管单位；水利工程；运行管理问题；对策
中图分类号：F426.91文献标志码：CDOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.06.082
作为水利工程运行与管理的基础性单位，水管部门的有效管理有助于促进地方工业及农业的发展，提高人民群众的生活水平。特别是近年来，各地水利工程的建设更是为水利、防洪及灌溉提供了重要保障。水利工程的运行与管理同其他行业的管理具有相似性，同样是一个动态的运行及管理过程。结合时展，推进运行及管理的现代化，是当展的必然。
1基层水管单位水利工程运行与管理特点
基层水管单位是履行基层水利工作的重要部门，是做好基层水利的关键。随着社会改革的不断发展及深化，地方水管部门体制、机制不灵活及经费问题日益突出，这严重影响到基层单位的后续发展。了解其运行管理的特点，有利于为后续工作的开展提供参考。综合来说，其运行及管理有以下4个特点。1）服务的群众性，工作面广、量大。水利运行及管理不仅涉及到工业，还涉及到农业，同时与人们的生活息息先关。2）涉及多个方面及领域，业务综合性强。在实际工作中需做好生产、运行、管理、维护、水文水资源观测及防汛抗旱工作等，每一项工作都需要一定的实践基础[1]。3）公益性与经营性并存。4）不同区域存在问题的差异性较大。
2基层水管单位水利工程运行与管理存在的问题
2.1管理理念及管理方式有待加强
在传统水利运行及管理理念根深蒂固的情况下，基层水管单位还无法有效适应新型的管理形式，思想上无法完成转变以适应新形势下的发展需要。特别是在沿用以往粗放管理形式下，基层水管单位完全听从上级部门的指示，缺乏自我创新意识，具体管理工作中更是存在分工不明、管理效率不高的情况，这也在一定程度上使得水资源的综合经济效益较低，水管单位重视社会效益、忽略经济效益的现象普遍存在。
2.2管理体系不健全
水利工程的运行与管理的一个重要特点就是公益性与经营性共存。目前，在我国的水利工程管理体系中，主要为社会公益及生产经营型体系，其分别由中央和地方进行管理。而在政企没有明确的划分下，地方政府在行使自身权利时，往往会受到当地具体情况的限制，地方进行生产经营决策有限，当上报至中央后往往存在滞后性，这近一步导致了水利管理上的滞后性。此外，行政与业务主体上的分离，又会导致政企不分、职责不明的情况，使得水利工程管理的工程质量控制存在问题。管理体系的不健全，还会导致水政及渔政在执法、水资源统一管理权上出现工作的缺位及错位。
2.3水利工程运行机制有待提高
目前，我国存在的大中水利工程或者灌溉区，特别是南方一些水利工程，其开发建设的时间往往较早，特别是七八十年代的水利工程依然大量存在。因为考虑到设计使用寿命及年限，这些水利工程虽然基本都还能发挥作用，但是受当时技术水平、资金方面的制约，这些水利工程又存在建设标准低、施工质量较差、渠道防渗与现代设施发展不配套等问题。特别是在老化失修的情况下，这些水利工程水资源利用率比较低，损失浪费严重，遇到洪涝等自然灾害将面临巨大的安全隐患。而从水利工程运行与管理的特点来看，水利工程设计专业面较广、内容众多、各地区情况不同且复杂，这就迫切需要加强改革。
2.4管理经费有限
基层水管单位在实现自身运营管理上，必然需要消耗一定的人力、物力和财力，这些支出的补偿主要在于水费的收入。作为公益性质来说，基层水管单位的支出得不到国家的有效补偿，其运行管理的经费自然短缺。此外，国家大量安置退伍军人、大中专院校学生于基层水管单位就业，又导致了人员臃肿、素质低下，无法实现水资源及人力资源的优化配置。而在基层水管单位基本社会保障体系不健全的情况下，又导致了大量职工被迫退休、下岗、待岗的恶性循环。
3基层水管单位水利工程运行与管理的对策
3.1建立健全基层水管单位水利工程运行与管理机制
近年来，国家推出了各项措施促进水利工程运行与管理的改革，在关于水利工程的运行与管理上也初步形成了一套自己的管理体系及形式，这在极大程度上促进了水利工程的实际建设与发展速度，在后续的运行与管理工作中，还需进一步完善。通过加强地方与政府的结合，完善上传下达的沟通路径，积极利用先进的互联网做好信息的高效传递，可极大地提高水利管理的效率。在地方性水利工程管理上，国家应当鼓励因地制宜，给地方政府充分的权利，在公益性质下，同样鼓励经营性的管理发展[2]。
3.2积极探索有效的内部管理机制
管理观念及管理方式的落后，归根结底是内部管理机制的不健全所致。因此，需要加强内部管理机制的建设，通过为基层水利单位注入新的思想及活力，改变传统观念及思想。可以改变传统的管理制度，更新管理理念，通过建立良好的岗位制度、津贴制度，激励岗位工作者努力争取任务。对于基层水利管理人员，应当明确其岗位目标及责任，建立赏罚制度，督促基层管理者做好自身工作。在平时，还应当加强基层管理者及员工的培训及学习，及时引入新知识，督促基层工作者加强自身学习，提高自身综合素质。
3.3加强现代化的基础设施建设
加强现代化的基础设施建设，就需要根据地方政府自身的情况，对建设年代已久的水利工程进行勘测、评估，及时发现水利运行及管理中存在的安全隐患，及时上报上级部门，做好加固或维修。各地方政府同样应当结合自身情况，拿出相应的预算投入水利工程的现代化建设中，通过做好水利评估，开展相应的改造、扩建工作，使全局的水利基础设施运行机制能够满足现代化的管理需求。
3.4发挥自身优势，大力开展多种经营
开展多种经营，是基层水管单位改变经费有限的有效途径。在做好运行管理维护工作的同时，依托于地方水力资源的优势，通过大力开展水上种植、多种养殖、餐饮、旅游和生态建设等经营活动，实现水利运行管理附加值的提升，壮大自身的经济实力。当条件成熟时，再结合市场环境开展承包、合作制，搞活生产经营，这样地方在自给自足的条件下可实现自身运行管理的提升。
4结语
基层水管单位水利工程运行与管理存在的问题是多种多样的，但实际的运行管理也是灵活多样的。水管单位在总结自身问题的基础上，结合现代化经营管理理念，开展内部变革，发挥自身优势，是实现变革的重要手段。
水利工程毕业论文范文模板(二)：水利工程施工质量控制要素研究初探论文
摘要：我国水利工程施工管理朝着科学有序的方向发展，但是在实际的施工管理中存在一些问题，这样就影响着工程质量。因此为了更好地提高水利工程的质量，必须对存在的问题进行分析，并且采取一些切实可行的措施加强质量控制，从而保障整个水利工程的顺利进行。基于此，本文主要对水利工程施工管理的质量控制要点进行研究。
关键词：水利工程；施工管理；质量控制
中图分类号：G4文献标识码：A文章编号：（2020）-055
一、前言
在我国的民生项目中，水利工程是一个重要项目，工程质量的好坏对人们的生产和生活造成直接影响，近年来上级部门也强调把水利作为国家基础设施建设的优先领域。所以加强水利工程施工管理过程中的质量控制是非常有必要的，要根据水利工程的实际情况制定出合理有效的措施加强质量控制，从而使水利工程质量得到提高。
二、水利工程施工管理质量控制的重要性
在我国领域，水利工程是一项非常重要的基础建设项目，在我国经济发展中发挥着非常重要的作用，那么为了更好地保证水利工程的顺利开展和完工，在施工当中必须加强质量控制，不断提高施工管理水平。与此同时在水利工程施工管理中，建设单位要想提高工程质量，需要提高每一个环节的建设效率，保证水利工程的建设周期，还要在施工中采取相应措施避免问题出现和安全隐患，从而就能提高整个工程的施工效率和质量。
三、影响水利工程施工管理质量的因素
1、材料的因素
在水利工程施工工作开展中，材料会直接影响工程质量，最常见的比如钢筋的直径、砼的强度等。如果在施工当中使用材料与施工达不到设计的标准，就会造成水利工程施工质量达不到标准，进而影响后期的使用效率。
2、施工工艺
在水利工程施工当中，施工工艺是影响工程质量和顺利施工的重点，而在實际的水利工程施工中所要用到的施工工艺多种多样，不同形式的工程所用的施工工艺也不尽相同。譬如水利工程中最常见的挡土墙就分为钢筋混凝土挡墙、浆砌块石挡墙、格宾网箱挡墙、钢板桩挡墙等多种形式，不仅施工工艺不一样，工程造价也大相径庭，这就需要根据施工现场的实际情况、工程的预算投入来具体决定，因此在施工中应用符合工程实际的施工工艺才可以有效地保证工程质量、控制工程造价。
3、管理体制
水利工程要想有序开展，健全的管理体制是关键，也是保证工程质量的前提条件，如果管理体制不健全则会影响整个工程质量，在管理体制出现问题时，施工方案、施工进度等工作都会受到影响。水利工程与其他市政、建筑类的工程不一样，因为水利上每年的5月-10月是汛期，是每年雨量较多水位上涨的时候，而大多数水利工又都承担着到该地的防洪保安或者排涝灌溉等任务，所以对水利工程的施工工期和施工质量控制尤为重要。
4、人的因素
在水利工程施工中，工程质量受到人为因素的影响，在施工中要是管理和施工人员不能有效落实责任制度，就不能有效发挥工程的作用，从而造成各种质量问题发生。举一个很简单的例子：混凝土的振捣，这是各项混凝土工程浇筑的重要步骤，它可以排除混凝土中气泡使混凝土更加密实并且消除混凝土的蜂窝麻面从而提高混凝土的强度。可是在实际的施工中总有一些工作人员责任心不强，这一步骤敷衍带过，直接导致了混凝土成型后强度受到影响而且外观质量不达标。所以提高管理和施工人员的综合素质十分重要，因为哪怕是很小的原因也会影响到水利工程的整体质量。
四、水利工程施工管理中的质量控制的措施
1、加强对材料的质量控制
在进行材料质量控制时，首先在选择和购买材料当中必须严格控制材料质量，对材料供应商的资质认真审查，并且科学合理的检验材料。然后在施工材料进入施工现场之前要做好材料检验工作，确保材料与施工要求和标准相符合以后才能进入施工现场。最后在材料使用中管理人员必须加强施工现场的控制，抽样检查正在使用的材料，保证材料质量，还要认真检查施工设备，对于出现质量问题的设备要及时维修，从而保证施工进度。
2、完善施工工艺
施工过程是整个工程的关键环节，而施工工艺是施工过程的重点，所以在施工当中要不断完善施工工艺，这是进行质量控制的重点。所以要保证施工工艺的时效性，对施工工艺问题进行及时有效解决，保证施工工艺与施工要求相符合。
3、建立健全和完善的質量控制体系
在水利工程施工当中任何一个细节都会影响工程质量，所以相关部门需要制定出合理有效的质量控制体系，确保工程质量。首先，需要制定合理的责任制度，把施工中责任落实到具体责任人身上，并且保证施工中出现问题可以立即找到相关责任人。其次，不断完善监理制度。监理人员要有资格证才可以上岗工作，并且上岗之前要进行专业培训；在日常施工中还要不断创新监理理念，将其应用到实践中；还要不断提高监理人员的责任感，保证其在质量控制中发挥重要的作用。
4、打造优秀的质量管理团队
在水利工程中，打造一支优秀的质量管理团队是非常重要的。首先，要充分认识质量控制的重要作用，在建设水利工程中相关人员必须充分认识施工质量管理的重要作用，严格按照相关规范和要求开展施工工作；施工单位要加强施工人员的质量控制培训，保证每位施工人员都具有责任意识。其次，不断提升管理人员的质量监督意识。在进行工程质量监督中，作为监督人员必须有良好的监督意识，明确的目标，从而才能保证监督质量。最后，施工单位为了更好地保证施工质量，储蓄更多专业人才，就需要打造专业的质量管理团队，在施工中对质量实施动态管理。
5、加入科学的管理手段
现代社会是一个创新发展的时代，各个行业都与创新密切相关，创新主要是依靠人们思想观念和产品的创新。所以在水利工程管理中应该运用一些科学创新的管理方式，通过全新和科学的管理方式应对不断发展的新的发明创造，还要跟进时代的发展步伐，运用管理的智慧对施工质量问题有效解决。
关键词：塌陷区；土壤；重金属；评价
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.119
1 背景概况
随着经济的高速发展，各类含有重金属的污染物通过各种渠道进入土壤中，造成土壤中重金属富集。土壤中重金属会通过各种途径进入大气，水体以及动植物，进而在人体类富集，危害人类健康。随着近年来多地出现重金属污染影响人类健康事件的发生后，重金属问题日益被人们重视。
淮南矿业谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部，谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西部，处于凤台、颍上两县交界，距颍上县城约20公里。并且隶属于安徽省淮南市矿业集团的谢桥矿区共划分为东一、东二、西一、西二四个采煤区，总面积大约为50km2[1]。
由于煤炭的过量开采，导致地面塌陷，从而出现采煤沉陷区这一环境问题。采煤沉陷区形成后，其巨大洼地在下雨积水后，形成了大面积的水域，并且随着时间的推移，水底逐渐长出水草并且产生微生物，由于附近居民在沉陷水域中养殖鱼类，使得之前的陆生环境完全演变为了水生环境。谢桥矿区采煤塌陷水域周边堆积的煤矸石矿山等给水体，给塌陷塘输入了大量的持续性有机污染物、重金属等[2]。随着后期煤炭开采规模的不断增加，沉陷区水域面积不断扩展，水体水质受到严重影响，渔牧业等也会受到影响，严重制约了当地经济水平和养殖业的发展[3]。
2 材料与方法
2.1 研究区域概况
研究区域位于安徽省淮南市谢桥矿区，谢桥沉陷水域主要分为西北沉陷水域和东南沉陷水域。所选择的土壤采样点位于沉陷水域的两侧，塌陷水域北侧依次分布5个采样点，南侧接近村庄和河流布设2个采样点（如图所示）。每个采样点采取1个表层土壤样品，土壤深度为0～20cm。
2.2 样品分析测定
将土壤样品烘干研磨过0.149mm尼龙筛，称取0.5g样品置于聚四氟乙烯坩埚中，用去离子水润湿样品，然后加入10ml 浓盐酸；在电热板上低温消解蒸发至剩5ml左右，加入15ml 浓硝酸；接着加热使液体蒸发至粘稠状，然后加入10ml氢氟酸继续加热；坩埚中溶液快干时，加入5ml的高氯酸，继续消解至冒白烟，残渣呈现均匀的浅色取下坩埚，加入1ml（1+1）硝酸，加热溶解残渣，至溶液完全澄清，转入50ml容量瓶中，定容，过滤，上原子吸收分光光度计检测。
2.3 污染评价方法
评价方法采用指数法，分别求出各重金属离子的单因子指数和区域土壤重金属的综合污染指数，对谢桥区塌陷水域各采样点的土壤中重金属污染现状进行评价分析。
（1）单因子指数法：国内外常用的评价方法之一，是用区域某污染物的实测值与土壤背景值进行相比，用比值表示该区域内此项污染物受污染的程度。
Pi=Ci/Si
式中：Pi为土壤中污染物i的环境质量指数；Ci为土壤中污染物i的实测浓度（mg/kg）；Si为该区域土壤中污染物i的环境背景值（mg/kg）。
（2）综合指数法：采用内梅罗污染指数法计算其综合污染指数
式中：PN 为内梅罗污染综合指数；maxPi为各项污染物中污染指数最大值；为各项污染物污染指数平均值。
根据单因子指数法和内梅罗综合污染指数法，可以将土壤重金属污染等级分为5个污染级别。
3 实验结果与讨论
3.1 土壤重金属检测结果
采样点土壤中重金属含量如下图所示：
由表2可知，1号采样点处各项理化性质含量均较高，主要原因可能是因为其距离河流较近，河流的汇入给塌陷区土壤带来大量的污染物质。由上面三个折线图可知，Hg、Cu、Pb、Ni、Zn和Fe在各点位土壤中分布较为均匀；Cd、Cr在各点位土壤中分布变化较大；4号采样点出Cd含量比其他点位高，可能与该处点源污染有关。谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd
3.2 谢桥塌陷区土壤重金属污染评价
参照1997年杨晓勇等人对淮南市土壤重金属背景值的研究结果，分别计算淮南谢桥塌陷区土壤重金属单因子污染指数和综合污染指数[6]。
从单因子指数结果可知，研究地区土壤的重金属污染以Zn最为突出，7个采样点处污染以达到严重污染；4号采样点土壤中Cd也达到严重污染，5号点土壤中Cd指数也大于2，属于中度污染；并且大部分采样点中的Ni污染均达到轻度污染，其他点属未污染。所有采样点处Cr和Cu的污染指数都小于1，属于未污染，说明塌陷水域附近基本无Cr污染；Hg除了6号点超过1，其他采样点处均未污染；1号点处Pb指数超过1，其他点处土壤均未污染。总结为，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr。
从内梅罗综合指数结果可以看出，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006。各点处的综合污染指数均大于3，属于严重污染。因为内梅罗指数法中最大污染因子Zn值较大，故综合指数法夸大了重金属Zn值对土壤的污染。由于内梅罗指数法突出了污染指数最大的污染物对环境质量的影响和作用，此种计算方法对所得结果的影响很大，有些时候可能会存在人为夸大了一些因子的影响作用的情况，同时根据内梅罗指数法计算出来的综合污染指数，只能在一定程度上反映污染的程度而难以反映出污染的质变特征[1]。因此研究中，内梅罗综合指数法存在一定的局限性。
4 结论
（1）谢桥区土壤中不同重金属平均污染程度为：Cd
（2）根据单因子指数法，谢桥塌陷区土壤重金属污染水平为Zn>Cd>Ni>Pb>Cu>Hg>Cr，以Zn污染较为突出。内梅罗指数法显示，谢桥塌陷区土壤各采样点污染程度为：TR004>TR007>TR001>TR005>TR002>TR003>TR006，并且内梅罗指数法在本项研究中适用性较低。
参考文献：
[1]苏桂荣.淮南潘谢矿区底泥与土壤中重金属竖向分布规律研究[D].安徽理工大学，2012.
[2]苏桂荣，姚多喜，李守勤等.基于ARCGIS的塌陷塘水质特征研究及评价――以淮南矿业集团谢桥矿为例[J].安徽理工大学学报：自然科学版，2012，32（01）：39-42.
[3]淮南市环境保护局.淮南市生态环境现状调查报告[R].淮南：淮南市环境保护局出版，2001.
[4]郭伟，孙文惠，赵仁鑫等.呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价[J].环境科学，2013，34（04）：1561-1567.
[5]土壤环境质量标准GB15618-1995.
[6]杨晓勇，孙立广，张兆峰等.淮南市土壤元素背景值与土壤环境质量评估[J].土壤学报，1997（03）：344-347.
[7]方涛，刘剑彤，张晓华等.2002.河湖沉积物中酸挥发性硫化物对重金属吸附及释放的影响[J].环境科学学报，22（03）：324-329.
