水文與水資源工程研究方向精選(九篇)
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第1篇：水文與水資源工程研究方向范文
一、水文預報的作用
水文預報不僅在防洪中是不可缺少的， 對已建成的水利工程管理運用也是不可缺少的， 只有依靠水文預報， 才能做到在各用水部門及地區(qū)間合理分配水資源， 取得最大的社會經(jīng)濟效益。水文預報技術和方法發(fā)展很快， 特別是近些年計算機技術的應用和其它電子產(chǎn)品的快速更新， 在水情信息的傳輸預報技術和方法上都較以往有所改變， 從而提高了預報精度， 增長了預見期， 為防汛抗洪贏得了寶貴的時間。為了更有效的防汛抗洪， 發(fā)揮現(xiàn)有防洪設施的作用， 減輕洪災損失， 科學的洪水預報是一項重要的工作。正確及時的預報可以使工程合理調度， 可以有計劃采取分洪， 蓄洪措施， 及時進行防洪搶險， 把洪災損失降到最低程度。因此， 水文預報在其中起著非常重要的作用。
二、傳統(tǒng)和現(xiàn)代中長期水文預報方法
中長期水文預報存在的主要問題是預報精度較低。傳統(tǒng)的中長期預報方法主要是根據(jù)河川徑流的變化具有連續(xù)性、周期性、地區(qū)性和隨機性等特點來開展研究， 主要有成因分析和水文統(tǒng)計方法。近年來， 計算機技術的發(fā)展和新的數(shù)學方法的不斷涌現(xiàn)， 為中長期水文預報拓展了新的途徑 ， 如模糊數(shù)學、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色系統(tǒng)分析、小波分析、混沌理論、近鄰預報等以及這些方法的相互耦合， 每種方法都有各自的適用條件， 或存在有待深入研究的問題。
三、傳統(tǒng)中長期水文預報方法
1.成因分析法。成因分析法有以下幾類: （1）應用前期環(huán)流進行預報， 也可稱為天氣學方法， 主要是對大量的歷史氣候資料(高空環(huán)流形勢與水文要素) 進行綜合分析， 概括出旱澇前期的環(huán)流模式， 然后再由前期特征做出后期水文情況的定性預報， 或在前期月平均環(huán)流形勢圖上分析與預報對象關系密切的地區(qū)與時段， 從中挑選出物理意義明確、統(tǒng)計貢獻顯著的預報因子，然后用逐步回歸或其他多元分析方法與預報對象建立函數(shù)關系， 并據(jù)此進行定量預測; （2）應用前期海溫特征進行預報， 即分析歷史海溫資料與預報對象的關系， 概括出旱澇年前期海溫分布的定性模式， 或考慮海溫在時間上與空間上的連續(xù)性， 在關鍵時段內挑選若干個點的海溫作為預報因子， 與預報對象建立回歸方程并進行定量預報; （3）根據(jù)太陽黑子相對數(shù)n 年周期中的相位或分析黑子數(shù)與江河水量變化之間的關系， 對后期可能發(fā)生的旱澇進行定性預測;（4）分析地球自轉速度的變化、行星運動的位置、火山爆發(fā)、臭氧的多少等與水文過程的對應關系，對后期可能發(fā)生的水文情況做出定性預估;（5）概率統(tǒng)計預報，簡稱統(tǒng)計預報， 即從大量歷史資料中應用數(shù)理統(tǒng)計方法去尋找分析水文要素歷史變化的統(tǒng)計規(guī)律以及與其他因素的關系， 然后運用這些規(guī)律來進行預報。
2. 數(shù)理統(tǒng)計法。數(shù)理統(tǒng)計方法是水文中長期預報中應用比較廣泛的一種方法， 它從大量歷史資料中尋找已經(jīng)出現(xiàn)過的預報對象和預報因子之間的統(tǒng)計規(guī)律和關系或水文要素自身歷史變化的統(tǒng)計規(guī)律， 建立預報模式進行預報。按預報時考慮因素的多寡可分為單因素預報和多因素綜合預報。單因素預報是利用水文要素自身歷史演變規(guī)律， 來預報該要素未來可能出現(xiàn)的數(shù)值， 又稱時間序列分析預報。常用的有歷史演變法、周期分析方法等。事實上， 水文氣象要素是由多種因素決定的， 要做出未來較長期的水文氣象預報， 往往需要挑選多個相關程度比較高的因子， 進行多要素綜合預報。常用的有多元線性回歸分析法， 主成分分析等。數(shù)理統(tǒng)計法是建立在對大量歷史資料進行統(tǒng)計分析基礎上的一種預報方法， 故其對歷史水文資料及相關因子的資料長度與可靠度要求較高， 但數(shù)理統(tǒng)計法具有概念清晰、易實現(xiàn)的優(yōu)點， 因此在實際中獲得了廣泛的應用。
四、現(xiàn)代中長期水文預報方法
1. 人工神經(jīng)網(wǎng)絡法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術近些年來進展非常迅速，在很多領域得到了廣闊的應用，如預測預報、模式識別、自動控制等領域的智能模擬和信息處理。在水文水資源中的應用也越來越多。大量的研究表明：神經(jīng)網(wǎng)絡技術具有大規(guī)模并行處理、分布式存儲、自適應性、容錯性等顯著優(yōu)點，利用該技術可以有效地解決水文水資源中難以精確建模、具有高度非線性和各種不確定性的問題。
2. 灰色系統(tǒng)理論法。1982年鄧聚龍創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論，認為水資源系統(tǒng)可以當作灰色系統(tǒng)看待。最常用的描述灰色系統(tǒng)模型的數(shù)學模型GM（1，1），G代表Grey（灰色），M代表Model（模型），GM（1，1）指1階、1個變量的線性常微分方程模型。它在徑流預報、災害預測中有不少應用實例?；疑到y(tǒng)理論由于其模型特點，比較適合具有指數(shù)增長趨勢的問題，對于其他變化趨勢，則有時擬合灰度較大，導致精度難以提高。且灰色系統(tǒng)理論體系尚不完善，正處于發(fā)展階段，它在中長期水文預報中的應用是屬于嘗試和探索性質的。
3.模糊數(shù)學理論法。在水文領域應用模糊數(shù)學進行預測的方法有兩類，一類是模糊模式識別預測法，另一類是模糊邏輯法。 模糊模式識別預測法的基本思路是：以對歷史樣本模式的模糊聚類為基礎，計算待測狀態(tài)的類別特征值，從而根據(jù)預報值與類別特征值之間的回歸方程進行預報。該方法將水文成因分析、統(tǒng)計分析、模糊集分析有機地結合起來，為提高中長期預報特征的精度提供了一條新途徑。 模糊邏輯方法可以描述變量之間不十分明確的因果關系。
4. 小波理論法。小波分析理論是當前數(shù)學中一個迅速發(fā)展的新領域，由Morlet于1974年首次提出。小波分析技術是一種強有力的信號分析處理手段，在傅立葉（Fourier）分析的基礎上融合了樣條分析、數(shù)值分析、泛函分析等技術。與Fourier變換、Cabor 變換相比，小波變換能夠從時域（時間）和頻域（頻率）進行變化，能更有效地從信號中提取信息，因而日益受到關注。從時頻分析的角度來看，水文序列含有多種頻率成分，每一頻率成分都有其自身的制約因素和發(fā)展規(guī)律，因此僅從水文序列本身出發(fā)構造模型，將難以把握水文序列的內在機制，有必要對水文序列進行分頻率研究，故可以利用小波分析理論分析水文序列。
5. 混沌理論法。混沌理論起源于20世紀60年代初美國氣象學家Lorenz在研究天氣預報中大氣流動問題時的思考，由李天巖于1975年首次提出。該理論認為，客觀事物的運動除定常、周期、準周期運動外，還存在著一種更加普遍的運動形式———混沌運動，即一種由確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的、對初始條件具有敏感依賴性、永不重復的回復性周期運動。水文序列兼?zhèn)淞舜_定性和隨機性，符合混沌理論的研究范疇，因而許多學者利用混沌理論開展對中長期水文預報的研究。
6. 近鄰預報方法。其基本思想是， 從歷史樣本中選擇與當前待預報狀態(tài)相近的一個或k 個歷史狀態(tài)( 比如歷史流量序列片段) ， 根據(jù)這一個或k 個歷史狀態(tài)的下一時刻觀測值預報當前待預報狀態(tài)的下一步值. 該方法最早在20 世紀80 年代應用于流量預報， 近年來隨著混沌時間序列研究的增溫，近鄰預報方法受到較多關注， 在日、月流量預報中都有應用。
總之，中長期水文預報對防汛抗旱、水資源規(guī)劃管理以及水庫等水利工程的綜合利用有著十分重要的意義，水文預報仍有許多值得研究和探索的問題，因此，我們應進一步加強對中長期水文預報的探索和研究，使其能夠滿足實際應用的需求。
參考文獻
[1] 湯成友，官學文，張世明，等.現(xiàn)代中長期水文預報方法及應用［M］，北京：中國水利水電出版社，2008。
[2] 王富強，霍風霖，中長期水文預報方法研究綜述，人[J]，人民黃河，2010(3)。
作者簡介：
第2篇：水文與水資源工程研究方向范文
關鍵詞:水文化;研究態(tài)勢;分析
1988年10月25日，在淮河流域四省治淮宣傳工作會議上，李宗新先生首次提出應大力開展水文化研究。①歷經(jīng)近30年的發(fā)展，在水文化理論、水文化建設、水文化教育、水文化與中華民族精神等方面取得了豐碩的研究成果。本文運用計量分析和統(tǒng)計學知識，對檢索到的水文化論文進行定量和定性分析。
一、水文化研究的學科分類與發(fā)展軌跡
我國高等學校教育專業(yè)設置按“學科門類”“學科大類(一級學科)”“專業(yè)”(二級學科)三個層次來設置。在國務院學位委員會、教育部頒布的《學位授予和人才培養(yǎng)學科目錄》(2011年)中，設有13個學科門類，110個學科大類。水文化歸屬哪一個學科?經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，文學、工學、經(jīng)濟學等學科門類文獻比較集中，教育學、理學、法學、歷史學居中分布，管理學、藝術學、哲學分布的較少，農(nóng)學、醫(yī)學、軍事學沒有相關文獻，文化及水電工程是關注最多學科。在上述學科門類中，排本學科門類首位的是:文學是中國文學33篇，工學是水利水電工程239篇，經(jīng)濟學是工業(yè)經(jīng)濟119篇，教育學是高等教育19篇，理學是環(huán)境科學與資源利用25篇，法學是民族學13篇，歷史學是考古10篇，管理學是行政學及國家行政管理10篇，藝術學是美術書法雕塑與攝影8篇，哲學是中國哲學6篇。除上述研究領域文獻較多外，還鮮見于作物學、農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境、植物保護、林學、中藥學、醫(yī)學技術、軍事思想及軍事歷史、戰(zhàn)略學、戰(zhàn)役學、戰(zhàn)術學等學科。由此可知，水文化研究內容廣泛，不僅有文史哲人文學科內容，而且還有理工類自然學科，同時還有經(jīng)管法等社會學科的內容，屬于新興的文理交叉學科。我國水文化研究歷經(jīng)開展宣傳研究(1989—2003年)、服務水利實踐(2004—2006年)、政府倡導推動(2007—2010年)和規(guī)劃專項建設(2011—2014年)階段，基本上與年度發(fā)表文章數(shù)量趨勢相吻合(見表1)。特別是2011年水利部《水文化建設規(guī)劃綱要(2011—2020年)》以來，《基于人水和諧理念的最嚴格水資源管理制度體系研究》和《中國水文化發(fā)展前沿問題研究》兩項國家社科基金重大(點)課題相繼立項，國內學者的水文化研究主要聚集在水文化理論、水文化遺產(chǎn)、水文化資源、水工程文化、地域水文化、水文化教育傳播等方面。從表1可知，1989—2001年，水文化研究的論文較少，年均不足6篇，低于年均篇數(shù)的年度為1989年、1992年、1998年、1999年、2000年，尤其是1993年和2001年分別為0篇，這說明水文化研究處于萌芽階段。2002—2006年，論文數(shù)量呈平穩(wěn)緩慢增長態(tài)勢，平均每年約20篇，這說明我國水文化研究正處于穩(wěn)步發(fā)展階段。進入2007年后，論文數(shù)量呈快速增長趨勢，到2008年、2010年達高峰期，隨后呈現(xiàn)下降趨勢，這說明我國水文化研究正趨向穩(wěn)定和成熟。從2011年開始，論文數(shù)量呈現(xiàn)直線上升趨勢，年均為86篇。2011—2016年篇數(shù)占所有論文的53．4%，說明此階段是我國水文化研究領域的探索和快速發(fā)展階段。與此同時，1989—2003年，沒有研究生以水文化選題作為學位論文。2004—2016年，學位論文共39篇(博士學位論文2篇，碩士學位論文37篇)，學位論文數(shù)占所有論文的4．06%，說明我國水文化研究在基礎理論方面相對比較薄弱。在學位論文中，最早的博士學位論文是2004年艾菊紅的《傣族水文化研究》②，最早的碩士學位論文是2005年劉虹弦的《水脈相連氣韻橫生———水文化在現(xiàn)代城市形象中浸潤和延續(xù)》。在水文化文獻中，主要來自《治淮》《河南水利與南水北調》《水利發(fā)展研究》《華北水利水電學院學報》(社科版)、《中國水利》《江蘇水利》《水利天地》《浙江水利水電?？茖W校學報》《河海大學學報》(哲學社會科學版)等涉水行業(yè)主管部門、高校、科研院所主辦的期刊。在水文化研究中，涉水行業(yè)高等院校期刊如《華北水利水電學院學報》(社科版)、《浙江水利水電?？茖W校學報》《河海大學學報》(哲學社會科學版)、《南昌工程學院學報》等成為主要學術交流陣地。尤其是《華北水利水電學院學報》(社科版)自1985年創(chuàng)刊就設有“水文化研究”專欄，成為全國期刊界歷史最長、影響最大、聲譽最高的特色欄目。此外，《北京水務》《中國三峽建設》《山西水利》和《城鄉(xiāng)建設》這四種期刊數(shù)量也位居前列，說明水文化研究與水利建設也緊密相連。
二、水文化研究的熱點、焦點與團隊分布
文獻分析表明，綜合性人文社會科學期刊中還沒有刊發(fā)與水文化相關的哲學、社會學、政治、法律、文化、教育、歷史類文章，中文核心期刊刊發(fā)水文化研究文章更少。在水文化研究論文中，被CSSCI(中文社會科學引文索引)收錄期刊論文較少，《新華文摘》《中國社會科學文摘》《高等學校文科學術文摘》和中國人民大學《復印報刊資料》轉載或收錄論文屈指可數(shù)。這說明，水文化研究期刊層次和期刊學術影響力還有待進一步提升。通過對關鍵詞出現(xiàn)的頻率進行分析，可以很好地體現(xiàn)一門學科的研究領域和研究熱點、焦點。水文化研究出現(xiàn)頻率極高且排在前列的關鍵詞有“水文化”“水”“文化”“水文化遺產(chǎn)”“人水和諧”和“水文化建設”。這說明，以上述詞語為關鍵詞的文獻相對比較集中，是水文化研究關注的重點和焦點之一。同時，頻率在4次以上的關鍵詞主要有“建設”“水利風景區(qū)”“保護”“內涵”“水文化教育”“水景觀/開發(fā)/保護利用”“教育/水資源/水利院校/城市發(fā)展/發(fā)展”“水利/可持續(xù)發(fā)展/研究”“傳承/生態(tài)文明/水文化傳播/和諧/水利工程/水環(huán)境”和“水利高校/思想政治工作”等，由此可見，水文化研究的范圍和領域更加廣泛，如水生態(tài)文明、水文化傳承創(chuàng)新、水教育傳播、人水和諧等成為水文化研究新態(tài)勢。通過分析研究機構，可以了解我國水文化研究團隊和研究基地分布格局。水文化研究發(fā)文排在前3位的全部來自高等院校，分別是河海大學、南昌工程學院和浙江水利水電專科學校。其中，河海大學38篇，發(fā)表文獻最多，占總數(shù)的3．94%;南昌工程學院和浙江水利水電?？茖W校發(fā)文章分別占總數(shù)的2．07%、1．87%，這與河海大學水文化研究所、南昌工程學院水文化研究中心和浙江水利水電?？茖W校水文化研究中心都是省普通高校人文社科重點研究基地密不可分。上述研究基地已經(jīng)成為水文化研究、水文化教育和人才培養(yǎng)的高地。
三、水文化研究的成績、不足與未來展望
第3篇：水文與水資源工程研究方向范文
[關鍵詞] 水利；大學生；創(chuàng)新；形式；實踐；思考
[中圖分類號] G523 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-893X（2013）06?0105?03
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是大學生素質教育的一項重要基本內容，創(chuàng)新活動是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一個有力保證。當前，激發(fā)學生熱情，培養(yǎng)學生自信，開拓學生思維已成為高校學生學習的主流，創(chuàng)新活動是一種以學習為主、開發(fā)思維為輔的培養(yǎng)人才的新機制。本文以黑龍江大學水利類相關活動為基礎，擬對實驗的相關方法和實驗取得的實踐效果進行系統(tǒng)的分析與探討。同時也為今后的相關科技活動更順利地開展，提供參考。[1-2]
一、活動的主要形式
1. 實驗類創(chuàng)新活動
實驗類創(chuàng)新活動是一種培養(yǎng)學生應用專業(yè)知識解決實際問題能力的形式。黑龍江大學學生利用科研教育平臺，共完成校級學生科研項目共15項，如表1所示。（注：下表中的編號分別與表5相對應）
實驗類創(chuàng)新活動不僅保證了實驗室的開放效果，而且通過實驗活動提高了學生的實踐動手能力。
2. 模型類創(chuàng)新活動
模型活動是根據(jù)物質守恒原理用數(shù)學的語言和方法描述參加水循環(huán)的過程或是探究水體中水質組分所發(fā)生的物理、化學等諸方面的變化、內在規(guī)律和相互關系的模型實踐活動。[3]我校以模型構建為主要教學方式，以提高學生動手能力和激發(fā)學生創(chuàng)新熱情為目的組織學生參加校級、國家級創(chuàng)新實踐類模型比賽共6項，具體如表2所示。
模型類比賽不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力、協(xié)作精神，也促使學生理論聯(lián)系實際，將客觀問題以模型的方式加以模擬，提高了學生對已學知識的理性認識，在激發(fā)學生熱情、培養(yǎng)學生自信的同時也促進了相應的教學工作。
3. 綜合類創(chuàng)新活動
為調動學生的主觀能動性，開拓學生創(chuàng)新思路，鼓勵學生自由選題，設計實驗，完成綜合類實驗共41項，如表3所示。
黑龍江大學組織學生進行的綜合類創(chuàng)新活動是由學生主導，獨立選題，構思實驗，教師做輔助指導而進行的創(chuàng)新項目，旨在培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力和獨立思考聯(lián)系理論解決問題的能力。
4. 其他創(chuàng)新活動
除水利專業(yè)知識相關創(chuàng)新項目與比賽外，還號召學生參見了哈爾濱市創(chuàng)新項目1項，綠色家園杯節(jié)水項目7項，如表4所示。
兩項大賽擴展了學生對除專業(yè)知識相關方向以外的其他領域的知識，旨在輔助學生更好地學習專業(yè)知識，培養(yǎng)學生興趣多元化。
5. 創(chuàng)新科技活動分類舉例
針對以上所提及創(chuàng)新項目與各級比賽，擇各自具有代表性作品，如表5所示。
[收稿日期] 2013-10-29；[修回日期] 2013-11-24
[基金項目] 黑龍江省教育廳黑龍江省高等教育教學改革項目“黑龍江大學寒區(qū)特色水文與水資源專業(yè)建設的研究與實踐”（11551330）
[作者簡介] 戴長雷（1978-），男，山東鄆城人，黑龍江大學副教授，黑龍江省創(chuàng)新教育學會常務理事，主要研究方向：寒區(qū)地下水及國際河流.
表1 實驗類科技活動統(tǒng)計表
編號 名稱 組織方 相關要求 實立個數(shù) 級別 備注
a1 黑龍江大學實驗室開放基金項目 黑龍江大學教務處 參研對象為一、二、三年級本科生，項目內容不得與學生創(chuàng)新實驗室項目內容相近或重復 9 校級 已結題
a2 黑龍江大學創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目之學生創(chuàng)新實驗室項目 黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院 參研對象為在校本科生，研究選題要求以專業(yè)知識為背景和基礎，并具有自主性、創(chuàng)新性 6 校級 已結題
表2 模型比賽統(tǒng)計表
編號 名稱 組織方 相關要求 實立個數(shù) 級別 備注
b1 黑龍江大學“金穗杯”學生創(chuàng)新項目研究成果大賽 創(chuàng)業(yè)教育學院、創(chuàng)業(yè)教育中心、教務處、科學技術處、校團委 面向對象為全體在校生 4 校級 二等獎、三等獎不等
b2 全國大學生水利創(chuàng)新設計大賽 中國水利教育協(xié)會、教育部高等學校水利學科教學指導委員會 面向對象水利類本科在校生 2 國家級 二等獎
表3 綜合類創(chuàng)新活動統(tǒng)計表
編號 名稱 組織方 相關要求 實立個數(shù) 級別 備注
c1 黑龍江大學學生學術科技創(chuàng)新項目 黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院 一、二、三年級本科生 24 校級 已結題
c2 黑龍江大學暑期學生創(chuàng)新性實踐項目 黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院 一、二、三年級本科生 7 校級 已結題
c3 黑龍江大學學術科技創(chuàng)新課題（創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目） 黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院 項目負責人為一、二、三年級本科生、大四學生、研究生可參與 10 校級 已結題
表4 其他創(chuàng)新活動統(tǒng)計表
編號 名稱 組織方 相關要求 實立個數(shù) 級別 備注
d1 哈爾濱市青年創(chuàng)新創(chuàng)意大賽 團市委、市青聯(lián) 面向對象為全市青年 1 市級 獲優(yōu)秀作品
d2 黑龍江大學“綠色家園杯”低碳環(huán)保創(chuàng)意大賽 黑龍江大學 面向對象為全體在校生 7 校級 分獲一等獎和二等獎
表5 創(chuàng)新科技活動舉例統(tǒng)計表
類型 項目實例 年度 負責人專業(yè) 負責人年級 參與人數(shù)（人）
a1 寒區(qū)冬季傍河條件下淺薄含水層滲渠集滲能力試驗 2009 水文與水資源工程 大二本科生 5
a2 實用地下水位測量計改進與制作 2011 水文與水資源工程 大二本科生 5
b1 集水廊道模型設計與制作 2009 農(nóng)業(yè)水利工程 大三本科生 4
b2 某典型流域產(chǎn)匯流模擬模型 2009 水利水電工程 研一碩士生 3
c1 凍層融凍條件下地下水位變化特征監(jiān)測與分析 2011 水利水電工程 大三本科生 5
c2 佳木斯市城區(qū)水功能區(qū)劃圖件繪制 2010 水文與水資源工程 大二本科生 4
c3 寶清縣水資源公報年報管理信息系統(tǒng)設計研究 2011 水文與水資源工程 大三本科生 5
d1 寒區(qū)城市雨雪資源綜合利用系統(tǒng) 2011 水文與水資源工程 大三本科生 4
d2 節(jié)水工藝宣傳 2011 水文與水資源工程 大三本科生 4
二、活動的效果評價
第一，實驗類創(chuàng)新活動。結合15項實驗類創(chuàng)新活動所取得的良好效果做以下簡要評價，實驗類創(chuàng)新活動的主要承辦單位有教務處，創(chuàng)業(yè)教育學院。二者利用其各自不同的方式方法，都達到了扎實學生專業(yè)知識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。教務處要求以一、二、三年級本科生為主體并擔任主持人，且推舉老師為項目責任人指導實驗，使項目高效率地執(zhí)行和完成。[4]在此背景下，學生利用提供的教學實驗室及千元基金完成實驗，保障了實驗的進行，實現(xiàn)以鍛煉學生的動手能力為目的的操作性成功。創(chuàng)業(yè)學院要求以在校生為主體，擔任項目主持人，老師只進行指導，這樣雖減弱了項目的執(zhí)行與完成率，卻充分鍛煉了學生的組織能力與協(xié)作能力。[5]此外，創(chuàng)業(yè)學院與其他學院共同設立的創(chuàng)新實驗室及其獨立提供500元到1500元不等的實驗基金對項目的完成提供了實驗平臺和條件支撐，從基金不等與實踐結果中可以看出創(chuàng)業(yè)學院不只為鍛煉學生，更著重培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。
第二，模型類創(chuàng)新活動。我校所指導的6項模型均已成功參賽并獲獎。兩類活動都是以比賽的方式，充分鍛煉了學生的動手能力，培養(yǎng)了學生的自信心。“金穗杯”大賽是黑龍江大學創(chuàng)業(yè)教育學院承辦的校級比賽，參賽作品可以是學術論文、實驗室研究成果、發(fā)明制作等。創(chuàng)業(yè)教育學院是專門設置這類活動的單位，旨在調動黑龍江大學學生參賽的積極性，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和思維發(fā)散的能力。全國水利大賽是由中國水利教育協(xié)會組織的國家級比賽，參賽作品固定為水利類模型，專業(yè)性要求嚴格。參賽對象為水利類專業(yè)在校大學生，針對性強，比賽的難度大，所需費用較高，從制作模型到比賽結束，需經(jīng)過報名、布展、答辯、評審的過程。這項比賽有較高的嚴謹性和專業(yè)性，旨在提煉出較高專業(yè)水平的模型，培養(yǎng)學生的專業(yè)能力，同時，加強各高校水利學生之間的交流。兩類比賽，前者重在服務學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，后者重在服務學生專業(yè)水平的提高，由此，取得其各自不同的實際效果。[6]
第三，綜合類創(chuàng)新活動。綜合類創(chuàng)新活動涉及領域廣闊，從各個角度來激發(fā)學生探索知識和運用知識的興趣，并從中不斷積累、學習。所以此類活動中，從學生參與者的情況分析，實際立項的個數(shù)最多且均已成功結題，并取得良好的成績。其中，創(chuàng)新項目所占個數(shù)最多，達到24個，造成此結果的原因主要在于創(chuàng)新項目的選題不限，類別廣泛且開展時限長。綜合類創(chuàng)新活動主要是創(chuàng)業(yè)教育學院除創(chuàng)新實驗室以外的項目，承辦方是創(chuàng)業(yè)教育學院，是以學生為主體、老師只負責指導的訓練項目。不同的是，其中創(chuàng)新課題學生立項的平臺不受限制，可以是大四學生及研究生，使其在學術上有一定的創(chuàng)新價值。[7]
第四，其他創(chuàng)新活動。在表4中，筆者系統(tǒng)地概括了其他一些學院學生曾經(jīng)參加過的科技活動，并取得了優(yōu)異成績，像綠色家園杯節(jié)水創(chuàng)意大賽中，學生做的節(jié)水創(chuàng)意方案，節(jié)水工藝宣傳，發(fā)明制造等，都是保護資源，有利于社會的活動。在這類科技活動中，不僅增強了學生的創(chuàng)新意識，學生互相合作的集體責任感和對水資源保護的緊迫感。在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的同時，旨在培養(yǎng)學生的節(jié)水意識，對未來的社會發(fā)展起到了良好的奠定作用。因此，這類具有深遠意義的比賽是很必要的，在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力，提高其個人能力和修養(yǎng)的同時，為我們的生活、社會做相應的貢獻。[8]
三、結語
水利類大學生創(chuàng)新活動的形式多種多樣，可以很大程度上鍛煉學生的創(chuàng)新能力和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。無論從學生自身的角度還是導師的角度亦或是組織者的角度看，這樣的科技活動都具有深遠且不可替代的意義。
從學生角度看，科技活動以學生為主體，學生是活動開展的核心。首先，學生具有自身的主觀能動性和一定的能力實施項目，大多數(shù)項目主持人都是大三以上學生，項目的實施充分培養(yǎng)了學生的自信心和積極性。在解決問題的同時，鍛煉了其運用專業(yè)知識的能力，提升了自身的發(fā)展空間，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維。但存在的弊端是與其他學院以及上下屆沒有形成較好的協(xié)作關系，每一屆只是鍛煉自身的能力，并未使實驗在一定基礎上得以加強，以此作為經(jīng)驗，學生現(xiàn)在已逐漸地與上下屆及其他學生合作。從導師角度出發(fā)，導師的一系列指導對項目的成功起了至關重要的作用，導師著重調動學生的積極性，指導和強化學生的理論知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新性思維。旨在提高學生的綜合素質，鍛煉學生的思維能力和動手能力，磨礪學生的精神意志。從組織方教育機構的角度，各組織方及學校會在一定程度上支持學生，提供現(xiàn)有的實驗室做支撐。首先，我校創(chuàng)業(yè)學院是專門設置開展學生搞業(yè)余創(chuàng)業(yè)活動的機構，具有一定的權威性和影響力；其次，創(chuàng)業(yè)教育學院積極組織各類的創(chuàng)業(yè)科技活動并能夠激發(fā)學生的興趣和狀態(tài)，以致學生能自主自愿的加入進來；再者，創(chuàng)業(yè)教育學院的師資力量齊全，足以確保學生創(chuàng)新科技活動的實施和發(fā)展，這也是學生搞業(yè)余科研的有力保證。[9]
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第4篇：水文與水資源工程研究方向范文
關鍵詞： 生態(tài)水利工程 設計原則 面臨問題 技術路線
Abstract: the ecological water conservancy project is a comprehensive engineering, both must meet all the needs of human beings for water, and should take the ecosystem health and sustainable development needs. This paper, from the water conservancy project and ecological water conservancy project on the difference, this paper expounds the characteristics of the ecological water conservancy project and design principle of the design of the main problems faced in summarized analysis, put forward the design technical route.
Keywords: ecological water conservancy project design principle problem faced technical route
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
0 引言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人口的增長，人類對水資源的需求日益增加，水利工程滿足了人們供水、防洪、灌溉、發(fā)電、航運、漁業(yè)及旅游等各種需求，效益顯著，但也給生態(tài)環(huán)境帶來了深遠影響，引發(fā)了一系列問題，如水生生物減少、水體自凈能力下降、濕地退化等。在這種情況下，人們開始思考水利工程給人類及生態(tài)帶來的效應，水利工程結合生態(tài)建設已然是一個發(fā)展的必然趨勢。
1水利工程和生態(tài)水利工程的區(qū)別
1.1水利工程內涵
水利工程可以理解為人類通過采取工程措施或行為實現(xiàn)水資源的再分配和利用，其最初的作用是：①解決防洪問題；②提供穩(wěn)定的水源；③減緩或去除農(nóng)作物旱澇漬災害；④提供清潔能源；⑤提供水利旅游景點等，這主要體現(xiàn)了水利工程的資源性、經(jīng)濟性與社會性。
1.2生態(tài)水利工程內涵
生態(tài)水利工程強調其服務目標是生態(tài)，其內涵是：對新建工程進行傳統(tǒng)水利建設的同時兼顧河流生態(tài)修復的目標；對已建工程則是對于被嚴重干擾河流進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程是現(xiàn)代水利的標志，應具備以下科學內涵：①生態(tài)水利工程的開發(fā)應有明確的生態(tài)服務目標與功能，設計時應將維持生態(tài)系統(tǒng)的健康放在首位，使水利工程符合生態(tài)環(huán)境發(fā)展要求；②防止在生態(tài)水利工程施工造成巨大的環(huán)境破壞；③生態(tài)水利工程強調基于生態(tài)需水規(guī)律的運行管理；④生態(tài)水利工程選址或布局，強調工程生態(tài)負面影響最小化原則。
1.3生態(tài)水利工程優(yōu)點
1）對環(huán)境影響?。荷鷳B(tài)水利工程以水利建設與生態(tài)環(huán)境和諧共存為出發(fā)點，在設計過程中考慮了水利工程開發(fā)與利用對生態(tài)環(huán)境的影響，在保證水資源得到充分有效利用的前提下，通過生態(tài)措施使自然環(huán)境自我恢復和良性發(fā)展，保證區(qū)域自然環(huán)境的穩(wěn)定。
2）對地質活動影響?。荷鷳B(tài)水利工程建設充分利用河流自我修復功能，在設計中貫徹因地制宜的原則，摒棄了一味追求經(jīng)濟利益、忽視對地質影響的做法，將水利工程對地質活動影響降到最小。
3）符合可持續(xù)發(fā)展建設要求：生態(tài)水利工程是在不超出自然界承受能力的基礎上進行各種生態(tài)建設，符合科學發(fā)展觀的要求，有利于提高自然環(huán)境的自我恢復能力，將水資源開發(fā)對自然環(huán)境的影響降到最低，是人與自然和諧發(fā)展的一種水利工程模式，能夠實現(xiàn)自然和社會的雙重價值。
2生態(tài)水利工程設計原則
2.1工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理，確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。須充分考慮河流的特征，按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律, 保證河流修復工程的穩(wěn)定性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析應遵循投入最小而經(jīng)濟效益和生態(tài)效益最大的原則。在規(guī)劃設計中需要進行方案比選，重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律。
2.2保持和恢復河流形態(tài)的空間異質性原則
大量研究資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質性存在正相關關系。一個地區(qū)的生境空間異質性越高，意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。由于人類活動特別是大規(guī)模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，其重點是盡可能提高河流形態(tài)的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。通過對河流地貌歷史和現(xiàn)狀進行調查確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系，識別那些對系統(tǒng)的結構和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地設計。
2.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，其機理是物種的自然選擇。生態(tài)工程設計是一種依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能的輔助設計，可以由自然界選擇合適的物種形成合理的結構，從而完成設計和實現(xiàn)設計，經(jīng)驗表明人工與自然力的貢獻各占一半。生態(tài)水利工程必須應地制宜，根據(jù)具體條件尋求最佳方案。
2.4流域尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復規(guī)劃應該在流域尺度和長期的時間尺度上進行，從生態(tài)系統(tǒng)結構和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，考慮生境邊界的動態(tài)發(fā)展和河流生態(tài)修復的時間尺度問題，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法。
2.5 反饋調整式設計原則
生態(tài)水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。因生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性，使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法，即按照“設計-執(zhí)行-監(jiān)測-評估-調整”流程反復循環(huán)進行。
3生態(tài)水利工程設計面臨的問題
3.1缺乏基于不同區(qū)域的生態(tài)水利工程設計方法與評價標準
生態(tài)水利工程對服務目標具有特定性和地域性，決定了其因地制宜的特點。當前，生態(tài)水利工程的功能有一些理論評價指標和評價方法，但對具體工程實踐缺少可操作的評價方法與標準。水利工程涉及工程力學的穩(wěn)定性與安全性，雖然國家對水利工程結構建筑物執(zhí)行了一系列的強制性標準，但因當前的科研成果積累較少，還是缺少足夠的技術標準來規(guī)范工程的生態(tài)服務目標。
3.2水利工程設計人員與生態(tài)科技工作者缺少合作的機會與機制
水利工程設計人員將生態(tài)服務目標作為常規(guī)設計要素考慮的意識還不普及，與生態(tài)環(huán)境科技工作者缺少合作的機會與機制，大部分環(huán)境影響評價工作是在水利工程可行性研究方案確認后才進行的，對生態(tài)環(huán)境考慮不足，設計相對滯后，導致許多負面影響。
3.3生態(tài)水利工程與原有水利工程設施難以協(xié)調運行
在一個流域內，新的生態(tài)水利工程可能要在原有水利工程設施的基礎上進行改造和優(yōu)化設計，對區(qū)域來水量進行重新分配或對水的去向進行重新調整，因兩者的服務目標是有差異的，如此必然影響原來水利工程設施的服務對象與功能，給原有水利工程的安全運行帶來一定風險。如何實現(xiàn)生態(tài)水利工程與原有水利工程設施的協(xié)調運行是生態(tài)水利工程設計應全面系統(tǒng)考慮的問題。
3.4生態(tài)水利工程設計缺少生態(tài)水文測驗資料
當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態(tài)水利工程設計對資料的需求，因此很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的設計理論、方法與技術參數(shù)，這是今后的一個發(fā)展研究方向。
4生態(tài)水利工程設計技術路線
4.1以生態(tài)水文與工程水文為基礎進行水文過程的分析與計算
當前將生態(tài)水文學應用于工程設計還較少見，今后應當高度重視生態(tài)水文學與工程水文學的結合，為生態(tài)水利工程的設計提供基礎。因生態(tài)水利工程的服務對象比較廣，往往同時涉及濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和江河湖泊等生態(tài)用水和工業(yè)、城鎮(zhèn)、消防、居民等經(jīng)濟社會生活用水，所以弄清楚生態(tài)目標對水資源的時空要求規(guī)律，使生態(tài)水利工程的設計建立在科學的基礎上。
4.2應識別工程可能影響的關鍵生態(tài)敏感目標
生態(tài)水利工程的設計應當能準確識別受工程直接或間接影響的生態(tài)目標, 并在工程規(guī)劃階段給予充分考慮。當前在許多水利工程的設計中很少或沒有對流域生態(tài)敏感點加以考慮。
4.3生態(tài)水利工程的設計要與環(huán)境工程設計進行有機結合
因水利工程中水量具有明顯的季節(jié)性變化，使得生態(tài)水利工程設計與實施存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。在設計應當充分吸收環(huán)境科學與工程的理論和技術，實現(xiàn)水量與水質同步科學配置的目的。將生態(tài)水利工程與水污染控制工程的結合是以后生態(tài)水利工程的一個重要發(fā)展方向。
水利工程的生態(tài)化理念應通過不斷實踐、總結、分析提出相應的修復措施以保證生態(tài)的平衡。水利工程生態(tài)設計順應了自然，積極能動地利用與改造自然，符合社會發(fā)展的需求，其應用將越來越廣泛。
參考文獻
第5篇：水文與水資源工程研究方向范文
關鍵詞:水利;現(xiàn)代化;新水利理論;可持續(xù)發(fā)展
中圖分類號: F426.91 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-10-0177-1
隨著近年來強調社會的可持續(xù)發(fā)展、建設人與自然和諧發(fā)展的社會主義社會和保護生物多樣性等多種先進的思想理念,我們在深刻總結傳統(tǒng)的水利建設舊理論的同時,發(fā)展新的水利理論,促進我國水利建設的現(xiàn)代化發(fā)展,滿足當前我國經(jīng)濟迅速發(fā)展、人們生活水平不斷提高對水資源的需求。本文針對當前我國的水利建設觀念還比較落后,分析我國水利的現(xiàn)代化發(fā)展狀況,實現(xiàn)我國水利現(xiàn)代化事業(yè)存在哪些需要解決的問題,提出相應的解決對策,以及為適應水利現(xiàn)代化的發(fā)展需要,新水利理論應運而生。
1 實現(xiàn)我國水利現(xiàn)代化事業(yè)存在的問題及解決措施
1.1 實現(xiàn)我國水利現(xiàn)代化發(fā)展事業(yè)中存在的問題
目前我國水利建設事業(yè)同國際上發(fā)達國家先進的水利水平相比,仍有很大的差距,主要體現(xiàn)在管理工作水平相對比較落后,管理人員的選拔不嚴格,管理人員的綜合素質有待提高;受傳統(tǒng)水利建設理論影響,思想觀念仍比較陳舊,河流的斷流、湖泊的干枯等都是因為人類不合理的侵占生態(tài)用水導致了生態(tài)退化,大量的圍湖造田、森林開墾等人類活動也嚴重地破壞了生態(tài)平衡,這些都是由于在觀念上存在局限,傳統(tǒng)的水利建設理論中更多的強調人類自身的發(fā)展需要,而忽視了人也是流域生態(tài)系統(tǒng)的一分子;與國際上先進的水利建設水平相比,我國仍需要不斷努力提高水利技術裝備水平,采用先進的水系生態(tài)修復技術,提高效率。
1.2 采取有效措施促進我國水利現(xiàn)代化的發(fā)展
全面實現(xiàn)我國水利事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,首先要制定完善的水利現(xiàn)代化建設計劃方案,做好水利的管理工作,流域管理部門要重視管理人員的選拔工作,提高管理人員的綜合素質,注重人才的培養(yǎng)。規(guī)范管理體制,健全水資源管理的法律法規(guī),采用先進的流域管理技術,重視綜合治理流域的管理思路,預防和治理相結合的策略,最終實現(xiàn)流域的可持續(xù)發(fā)展;這都要求我們轉變思想觀念,回歸自然,人與河流和諧相處,大力宣傳人與流域和諧共處的觀念,使流域生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定和平衡;強化技術規(guī)范,大力發(fā)展先進的水利技術,更新水利修復設備,不斷提高水利建設施工技術水平,保障水利資金的投入,建立健全的法律法規(guī)和政策監(jiān)督機制,實現(xiàn)我國水利現(xiàn)代化發(fā)展。由于當前我國正加快經(jīng)濟發(fā)展,我國水利現(xiàn)代化建設也要滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要,以防為主、治為輔、防治相結合的策略。根據(jù)地域的不同,制定符合當?shù)匕l(fā)展需要的水利現(xiàn)代化計劃方案,分階段綜合治理,提高效率,加大資金的投入,發(fā)展我國水利事業(yè),實現(xiàn)人類社會與水域生態(tài)系統(tǒng)的和諧共處。
2 我國水利新理論的形成及發(fā)展方向
2.1 實現(xiàn)水利現(xiàn)代化發(fā)展推動水利新理論的形成
20世紀我們在建設大型水利造福于人類的同時,各種生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象也越來越明顯,影響人們的正常生活。由于大量的不合格水利工程的建設,流域的水循環(huán)系統(tǒng)遭到破壞,出現(xiàn)短路的現(xiàn)象,破壞了地表水的平衡,導致地下水位上升或下降;水庫、堤防等水利工程的建設也影響了水域生態(tài)系統(tǒng)的連貫性,導致食物鏈中的某些環(huán)節(jié)遭到破壞,物種急劇減少,生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性被破壞;防洪工程的建設在杜絕了洪災的情況下,也阻止了洪水泛濫區(qū)與河流之間的水循環(huán)工程,導致洪泛區(qū)的生態(tài)活動難以進行;對流域水資源的開發(fā)速度超過它的再生速度,過量的開發(fā)地下水資源,引起地下水位的下降,造成地表植物的枯萎、地面下沉等嚴重的后果;流域一般都具有自我凈化的能力,但大量污染物的排放超出了環(huán)境的自凈能力范圍內,環(huán)境的總體質量下降,流域的物質循環(huán)受到阻礙。這都要求我國發(fā)展新的水利理論,實現(xiàn)我國水利的現(xiàn)代化,維護生態(tài)的平衡穩(wěn)定。
2.2 我國水利新理論的發(fā)展
為實現(xiàn)我國水利建設的現(xiàn)代化,水利新理論應運而生,在總結傳統(tǒng)理論優(yōu)缺點的基礎上,充分體現(xiàn)高科技、現(xiàn)代化的管理思想。傳統(tǒng)的舊水利理論是以改造大自然、加強水利工程建設為主要指導思想,以力學知識作為支撐,在這種思想下的水利建設工程嚴重的破壞了水流域的循環(huán)系統(tǒng)。水利新理論在總結傳統(tǒng)理論優(yōu)缺點的基礎上,綜合考慮社會、經(jīng)濟、技術和生態(tài)等因素對水資源的影響情況,發(fā)揮水利在流域可持續(xù)性發(fā)展過程中重要作用。水利新理論跨出傳統(tǒng)水利理論的局限,將流域觀念提高到一個新的階段,在重視流域的物理特性之外著力分析流域的社會及自然特性。在研究流域的水文規(guī)律的基礎上,從天象、地象及生態(tài)整體上觀察水域情況。同時,不可忽視人類活動在其中的影響。順應水利現(xiàn)代化發(fā)展的需要,水利新理論在綜合分析水域的自然特性、水文狀況以及社會特性,實現(xiàn)流域范圍內的社會可持續(xù)發(fā)展。
3 總結
21世紀的新社會,人們要求建設現(xiàn)代化的水利工程,在總結傳統(tǒng)的舊水利建設理論優(yōu)缺點的基礎上,發(fā)展水利建設的新理論,平衡國家經(jīng)濟迅速發(fā)展與維護流域生態(tài)平衡穩(wěn)定需要之間的矛盾,實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。在水利新理論的指導下,充分體現(xiàn)我國水利事業(yè)高科技和現(xiàn)代化的管理思想,實現(xiàn)人和自然的和諧共處,促進社會的可持續(xù)發(fā)展。
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第6篇：水文與水資源工程研究方向范文
關鍵詞：引黃調水；衡水湖水質；影響
中圖分類號： X524 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2017.05.051
1 選取資料
為了隨時掌握引黃調水對衡水湖水質的影響，衡水水文水資源勘測局在衡水湖湖內、小庫、冀州設立了3處水質監(jiān)測點。共監(jiān)測36個項目，每月監(jiān)測一次。為做好本次衡水湖水質變化分析評價，選取了1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2011年和2012年水質監(jiān)測資料進行統(tǒng)計。
2 評價依據(jù)
主要評價依據(jù)有：《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國河道管理條例》、《取水許可制度實施辦法》、《水資源評價導則》（SL/T238-1999）、《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）、《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）、《農(nóng)田灌溉水質標準》（GB5084-2005）、《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）。
評價標準采用《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002），該標準將水質分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類。
Ⅰ類：主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)；
Ⅱ類：主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等；
Ⅲ類：主要適用于集中式生活飲用地表水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；
Ⅳ類：主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；
Ⅴ類：主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。
對應地表水上述五類水域功能，將地表水環(huán)境質量標準基本項目標準值分為五類，不同功能類別分別執(zhí)行相應類別的標準值。水域功能類別高的標準值嚴于水域功能類別低的標準值。同一水域兼有多類使用功能的，執(zhí)行最高功能類別對應的標準值。
3 水質評價方法
綜合質量采用《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）；功能評價采用《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）；《農(nóng)田灌溉水質標準》（GB5084-2005）。
進行現(xiàn)狀評價，一般按某種污染物濃度是否超過某一規(guī)定的水質標準，計算其超標率和超標倍數(shù)，然后進行評價。本次評價只計算水庫的綜合污染指數(shù)。
根據(jù)綜合污染指數(shù)，劃分為六個地表水環(huán)境質量分級標準。
4 水質評價結果
評價參數(shù)應根據(jù)評價目的而定。水庫評價主要選擇一些能反映水庫基本狀況的參數(shù)，以地表水環(huán)境質量標準、基本項目標準值作為評價項目，結合水質監(jiān)測資料情況，參加評價的項目為pH值、硫酸鹽、氯化物、鐵、錳、銅、硝酸鹽氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、氟化物、砷、汞、鎘、氰化物、揮發(fā)酚、氨氮、六價鉻、硫化物、鉛等共20項。
對衡水湖1995年～2010年不同時期水質情況進行評價，表1為衡水湖湖內水質評價成果表。
根據(jù)衡水湖湖內1995年～2010年水質檢測資料，分別計算每年2月、4月、6月、8月、10月、12月的綜合污染指數(shù)年平均值，繪制綜合污染指數(shù)變化過程線。圖1為衡水湖湖內水質綜合污染指數(shù)變化過程線。通過過程線可以看出，衡水湖湖內水質呈逐年變好的趨勢。
在衡水湖周邊，小庫內和冀州市的湖邊也設有水質監(jiān)測站。根據(jù)小庫、冀州站水質檢測資料，采用同樣的計算方法，繪制出污染指數(shù)變化過程線，過程線趨勢同于衡水湖內綜合污染指數(shù)變化過程線，多點水質均呈現(xiàn)變好趨勢，說明衡水湖水質受引蓄水影響，水質情況改觀明顯。
5 結語
引黃調水保障了衡水湖的水源補給，在長年蓄水的條件下。因引水水質逐年提高，衡水湖水質狀態(tài)有較大改觀。
參考文獻
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第7篇：水文與水資源工程研究方向范文
關鍵詞生態(tài)環(huán)境需水量;計算;研究
中圖分類號x171.1文獻標識碼a文章編號 1007-5739(2010)23-0254-02
1國外研究動態(tài)
早期的研究是關于河道枯水流量(low-flow)的研究[1-2],這個時期主要是為了滿足河流的航運功能對枯水流量進行研究。隨后,由于河流污染問題的出現(xiàn),開始對最小可接受流量(minimum acceptable flows,mafls)進行研究[3],其最小可接受流量除了滿足航運功能外,還要滿足排水納污功能。隨著河流受人為因素影響和控制的加強,河流生態(tài)系統(tǒng)結構和功能遭到破壞,生態(tài)可接受流量范圍(ecology acceptable flow regime,eafr)的研究逐漸展開[4],其主要是為了恢復河流生態(tài)系統(tǒng)功能,為滿足不同的環(huán)境要求而進行生態(tài)可接受流量范圍的研究。
目前,國際上對河流的生態(tài)環(huán)境需水量使用較為廣泛、通用的概念是枯水流量。近10年來,為了促進水文水資源研究,國際之間加強了合作,其中包括對河道枯水流量的研究[5],如frend(flow reg-imes from experimental and net data)行動計劃,第一個行動計劃由水文組織(institute of hydrology(uk))倡導,并為1985—1988年的國際水文計劃方案ⅲ(uneso international hydrological programme-ⅲ)做了部分工作[6]。這個組織包括13個歐洲國家,主要是應用國家水流量(水文)數(shù)據(jù)庫及不同的研究方法,預測河流的洪、枯水流量,分析和研究了歐洲西北部1 350條河流的的枯水流量狀況[7]。研究集中在應用水力學參數(shù)研究枯水流量與流域河床組成特性之間的關系,以及研究不同頻率不同時段年均流量(mean)與最小流量(annual minima)和枯水流量(low-flow)之間的聯(lián)系等,第1個歐洲frend行動計劃采用了西歐國家網(wǎng)絡提供的精確的日流量和相應的流域資料數(shù)據(jù)庫。隨后,frend行動計劃開始向橫向(包括東歐國家)和縱向(擴大到大尺度問題、方法問題、枯水流量和洪水流量條件下流域土地利用的變化,水質等問題的研究)的研究方向發(fā)展[8-9],其研究的深度和廣度不斷擴大。
目前,frend組織很快擴展到歐洲及世界其他許多地區(qū)和國家,如西非、中非、北非、地中海地區(qū)及中亞地區(qū),印度及南亞地區(qū)等,最近正在進行的frend行動計劃將其研究成果概括在frend報告中[10],最新成果有:北歐地區(qū)枯水流量和干旱研究;南非區(qū)域水資源和干旱評估方法研究;西非、中非地區(qū)雨量減少對枯水流量長期影響研究;枯水流量時間系列與斷流分析;地域性生態(tài)水文學理論和水資源統(tǒng)一管理的論述等。總之,國際上在水資源領域的合作使得先進的研究技術和手段應用到更多的具有水文數(shù)據(jù)庫的國家和地區(qū),特別是在流域枯水流量的研究方面,顯得更為突出。
國外河流生態(tài)環(huán)境需水量的研究內容概括為:河道流量與魚類生息環(huán)境關系的研究;河道流量、水生生物與do三者之間的關系的研究;水生生物指示物與流量之間的關系研究;水庫調度考慮生態(tài)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境水量的優(yōu)化分配的研究;生態(tài)環(huán)境用水與經(jīng)濟用水關系研究等[11-13]。
國外較為通用的研究方法可分為3類[14]:一是傳統(tǒng)的流量計算法(標準流量法);二是基于水力學基礎的水力學法;三是基于生物學基礎的棲息地法。
(1)標準流量法。一是7q10法[15]。采用90%保證率最枯連續(xù)7d的平均水量作為設計值。二是tennant法[16]。是美國目前使用確定河道生態(tài)環(huán)境需水量的一種方法,河道流量推薦值以預先確定的年平均流量的百分數(shù)為基礎。該法通常在優(yōu)先度不高的河段研究中作為河道流量推薦值使用,或作為其他方法的一種檢驗。
(2)水力學法。一是r2cross法[17]。在計算河道流量推薦值時,由河道幾何形態(tài)決定的水深、河寬、流速等因素必須加以考慮。有4項指標:濕周率、河流寬度、平均水深以及平均流速,具有2個標準,即枯水月、豐水月。r2cross法以曼寧公式為基礎,由于必須對河流的斷面進行實地調查,才能確定有關的參數(shù),因此這種方法比標準設定法難以應用。二是濕周法[18]。該法的依據(jù)是基于以下假定:即保護好臨界區(qū)域的水生生物棲息地的濕周,也將對非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保護。利用濕周(指水面以下河床橫斷面的線性長度)作為棲息地的質量指標來估算河道內流量值,通過在臨界的棲息地區(qū)域(通常大部分是淺灘)現(xiàn)場搜集河道的幾何尺寸、流量和數(shù)據(jù),并以臨界的棲息地類型作為河流的其余部分的棲息地指標。河道的形狀影響分析結果。該法需要確定濕周與流量之間的關系。這種關系可從多個河道斷面的幾何尺寸—流量關系實測數(shù)據(jù)推求,或從單一河道斷面一組幾何尺寸—流量數(shù)據(jù)中計算得出。推薦值依據(jù)濕周—流量關系曲線中的變化點的位置來確定。
(3)棲息地法。一是ifim(增加法)[19]。ifim(instream flow incremental methology)法是應用比較廣泛的計算環(huán)境需水量的方法[20],ifim根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)如水深、河流基質類型等,采用phabsim(physical habitat simulation)模型模擬流速變化和棲息地類型的關系,通過水力學數(shù)據(jù)和生物學信息的結合,適合于一定流量的主要的水生生物及棲息地。orth等[21]認為由于ifim法所需要的定量化的生物資料的缺乏,使這種方法的應用受到一定的限制。king等[22]指出,傳統(tǒng)的ifim法將其重點放在一些河流生物物種的保護,而沒有考慮諸如河流規(guī)劃以及包括河流兩岸在內的整個生態(tài)系統(tǒng),由此計算出的推薦流量范圍值并不符合整個河流的管理要求。二是casimir法[23]。casimir(computer aided simulation model for instream flow requirements in diverted stream)法是基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)—流量在空間和時間上的變化,采用fst[24]建立水力模型、流量變化、被選定的生物類型之間的關系,估算主要水生生物的數(shù)量、規(guī)模,并可模擬水電站的經(jīng)濟損失。
2國內研究動態(tài)
在我國,系統(tǒng)研究生態(tài)需水量的工作尚處于起步階段,對生態(tài)環(huán)境需水的概念、內涵與外延等沒有統(tǒng)一的定義,對其計算方法的研究也不夠深入、完善,基本停留在定性分析和宏觀定量分析階段。其研究大致可分為3個階段:一是20世紀70年代末開始探討河流最小流量問題。主要集中在河流最小流量確定方法的研究。長江水資源保護科學研究所的《環(huán)境用水初步探討》是其典型代表。二是20世紀80年代,針對水污染日益嚴重的問題,國務院環(huán)境保護委員會《關于防治水污染技術政策的規(guī)定》指出:在水資源規(guī)劃時,要保證改善水質所需的環(huán)境用水。主要集中在宏觀戰(zhàn)略方面的研究,對如何實施、如何管理處于探索階段。三是20世紀90年代以來,針對黃河斷流、水污染嚴重等問題,水利部提出在水資源配置中應考慮生態(tài)環(huán)境用水。如在全國水功能區(qū)劃中考慮了生態(tài)與環(huán)境用水問題。劉昌明[25]提出了我國21世紀水資源供需的“生態(tài)水利”問題。與此同時,與生態(tài)、環(huán)境需水相關的研究也逐漸展開。
主要的研究成果為:一是對非汛期最小流量、水土保持、沖沙水量等的河流系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境需水研究。如20世紀80年代趙業(yè)安、錢意穎總結了黃河三門峽水庫運行對下游河道的影響規(guī)律,同時開展黃河上游大型水電工程對下游沖積河流影響的研究,采用實測資料分析的方法研究大型水庫對徑流泥沙的影響,對每年水庫蓄水與中游高含沙洪水遭遇情況進行了深入研究,通過回歸分析建立了水庫調蓄與下游河道沖淤的相關關系[26-27]。二是對恢復濕地、城市河湖用水及地下水回補等生態(tài)和生態(tài)環(huán)境需水量的研究[28]。三是對西北干旱、半干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水量及河道環(huán)境的討論與宏觀定量研究[29-30]。四是劉昌明根據(jù)水資源開發(fā)利用與生態(tài)用水量的關系,提出了“四大平衡”的原理[25],即水分能量平衡、水鹽平衡、水沙平衡與水量平衡(含水資源平衡),從而豐富了水資源合理開發(fā)利用的內涵。五是錢正英等[31]從保護和恢復內陸河下游的天然植被及生態(tài)環(huán)境、水土保持和水保范圍之外的林草植被建設、維持河流水沙平衡及濕地水域等生態(tài)環(huán)境的基礎流量、回補黃淮海平原及其他地方的超采地下水等方面,分析并估算了全國的生態(tài)用水。
截至目前,國內生態(tài)環(huán)境需水研究方法主要集中在陸地和河流2個方面,而陸地生態(tài)需水主要指“保護和恢復內陸河流下游的天然植被及生態(tài)環(huán)境、水土保持及水保范圍之外的林草植被建設[31]所需水量。其研究方法主要針對西北干旱地區(qū)進行,綜合分析這些研究,不論是天然系統(tǒng)還是人工系統(tǒng),不論是林地還是草地,計算方法大多為“面積定額法”或“植株定額法”[32],計算方法為傳統(tǒng)的水平衡計算理論,因此計算方法比較成熟,一般不存在爭議。從大的方面看,河流生態(tài)環(huán)境需水量主要包括3個方面:河道基本生態(tài)、環(huán)境需水、輸沙需水量和入海量。與之對應的研究方法主要集中在第1個研究方面,如:為達到水環(huán)境保護目標,滿足河流納污功能的環(huán)境功能設定法;為滿足河流基本生態(tài)功能,保證不斷流的河流基本生態(tài)環(huán)境需水量計算法、最枯月平均流量法及假設法;為滿足河流水量蒸發(fā)和滲漏要求的水量補充法等。輸沙需水量的計算方法雖然較多,但主要是針對黃河,且大多是從水力學的角度出發(fā)進行研究,不便于操作和應用。實現(xiàn)水沙平衡需用的水量究竟如何計算,至今尚未見到令人滿意的計算方法或計算結果。入海水量的計算方法基本上是宏觀估算,沒有定量計算方法。
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第8篇：水文與水資源工程研究方向范文
[關鍵詞]江蘇；南水北調；依價補本；機制建設；對策
[中圖分類號]F252 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）14-0015-04
1 引 言
南水北調東線江蘇境內工程是在江蘇省原有江水北調工程體系基礎上，通過新建、改建、擴建等工程措施完成的。江蘇南水北調工程地跨江、淮、沂3大水系，且處于流域下游地區(qū)，工程體系、水文條件較為復雜，水利工程功能多樣，沿線多數(shù)地區(qū)既是水源區(qū)，又是用水區(qū)，農(nóng)業(yè)用水比重大，季節(jié)性特征明顯，水資源管理體制結構復雜，管理層次縱橫結合，條塊分級，政經(jīng)合一。針對這些特點，國務院南水北調辦作出批復，將江蘇南水北調作為水源地建設項目，要求建立“依價補本”機制，獨立運行，承擔貸款本息償還。江蘇南水北調一期工程2008年開工建設，預計2013年一期工程全面建成，實現(xiàn)向山東境內供水的目標。江蘇如何建立“依價補本”運行機制，不僅對國家南水北調全局管理具有借鑒作用，而且直接影響南水北調東線工程的有序運行。本文立足江蘇南水北調工程體系、現(xiàn)行管理體制、成本與水價水平、管理制度與體制安排等因素，就江蘇南水北調“依價補本”機制建設和實施對策作一探討，與同行商榷。
2 江蘇南水北調供水區(qū)界定與供水能力分析
21 供水區(qū)界定
跨流域調水供水區(qū)界定一般依據(jù)4種方式：一是以工程控制范圍為依據(jù)，大體上體現(xiàn)了跨流域調水的水系特征；二是以取水水源受水區(qū)為依據(jù)，體現(xiàn)了供水的目標性要求；三是以行政區(qū)域管轄為依據(jù)，強調供用水主體的責任與目標；四是以續(xù)建工程規(guī)模為依據(jù)，則重視增量調水成本和負擔水平。
為便于調研和數(shù)據(jù)分析，本文根據(jù)江蘇南水北調的特點，立足供水水源地、工程控制系統(tǒng)和行政管轄3個因素，界定江蘇南水北調供水區(qū)如表1所示。
31 供水成本分攤
江蘇南水北調總成本費用包括新增工程成本和為南水北調增供水量服務的現(xiàn)有工程成本兩部分，包括水資源費、固定資產(chǎn)折舊費、工程維護費、管理人員工資福利費、工程管理費、貸款年利息支出、抽水電費和其他費用等8個部分組成。由于各供水區(qū)段實際發(fā)生的供水總成本費用，除最下游區(qū)段只為本區(qū)段供水目標服務外，其余區(qū)段都要同時為本區(qū)段和下游區(qū)段供水目標服務。依據(jù)收益區(qū)段折算水量的比例分攤法，計算各區(qū)段總成本費用，得出江蘇南水北調供水區(qū)總成本費用構成與分攤分析表如表3所示。從表3中得出，江蘇南水北調分攤后的年運行成本為55億元。
5 江蘇南水北調“依價補本”差距分析
51 農(nóng)業(yè)水費“依價補本”差距分析
江蘇省內農(nóng)業(yè)水費依據(jù)省物價局、省水利廳蘇價工〔2000〕142文的價格標準進行測算，形成的農(nóng)業(yè)水費總量為29195萬元，占農(nóng)業(yè)供水成本的791%，從表5可以看出，實際收繳量僅為11007萬元，占指標量的377%，占農(nóng)業(yè)供水成本的298%。顯然，農(nóng)業(yè)水費存在收取率低和成本補償不到位兩個方向的問題。另外，由于實收的農(nóng)業(yè)水費80%用于市、縣兩級水利部門行政事業(yè)性經(jīng)費支出，江蘇省級南水北調管理機構要統(tǒng)籌已收的農(nóng)業(yè)水費難度很大。
52 工業(yè)水費“依價補本”差距分析
江蘇省內工業(yè)水費依據(jù)省物價局、省水利廳蘇價工〔2000〕142文的價格標準進行測算，形成的工業(yè)水費總量為10135萬元，占工業(yè)供水成本的826%，從表5可以看出，實際收繳量僅為6757萬元，占指標量的667%，占工業(yè)供水成本的551%。顯然，工業(yè)水價存在補本不到位和收取率較低兩方面問題。
53 省外取水“依價補本”差距分析
省外取水（指安徽、山東部分地區(qū)從江蘇境內取水）產(chǎn)生的實際分攤成本為10419萬元，從表5可以看出，省外以水資源費的形式實際補償為2675萬元，僅占供水成本的257%，存在較大的補本差距。
6 江蘇南水北調“依價補本”對策與措施
61 調高工業(yè)水價和提高水費實收率
由于工業(yè)用水效率高于農(nóng)業(yè)，據(jù)有關資料估算，用水效率是農(nóng)業(yè)用水的6～8倍，為此，工業(yè)用水應按供水成本全額補償定價，形成的工業(yè)水費增量可達1763萬元。如果工業(yè)水費實收率提高20%，按全額成本計算形成的工業(yè)水費增量可達2380萬元。農(nóng)業(yè)水費實收率提高10%，按現(xiàn)行農(nóng)業(yè)水價計算形成的工業(yè)水費增量可達2920萬元。通過調高水價和提高水費實收率兩項措施，形成的“依價補本”總規(guī)模為7063萬元。
62 規(guī)范農(nóng)業(yè)水費使用分配
國家發(fā)改委、水利部2004年施行的《水利工程供水價格管理辦法》第四條明確規(guī)定了水利工程供水生產(chǎn)成本包括固定資產(chǎn)折舊費、修理費、水資源費等制造費用，第十三條還規(guī)定了基本水價按補償供水直接工資、管理費用和50%的折舊費、修理費的原則核定。根據(jù)以上規(guī)定，農(nóng)業(yè)水費使用分配方向不僅包括工資性支出、銷售費用、管理費用和財務費用，而且還包括應由供水工程分攤的維修費用和各級運行支出。結合江蘇南水北調供水區(qū)省內供水的實際，如果將農(nóng)業(yè)水費用于工程性維護支出的比例由現(xiàn)狀的16%提高到26%，可以形成1847萬元的增量補償，用于江蘇南水北調的“依價補本”支出。
63 降低貸款比例
江蘇南水北調總貸款規(guī)模為146億元，占總投資比例的485%，還貸期限為18年，按6%平均利息計算，年均本息支出為7920萬元。如果將還貸期限延長為30年，并盡可能適當安排外國低息貸款和軟貸款，按3%平均利息計算，年均本息支出為4955萬元，年均供水成本將會降低2965萬元。如果考慮江蘇江水北調的前期投入和南水北調江蘇為安徽用水支付的3億元投資，將貸款比例降低為30%，初步估算，年均供水成本將會降低4231萬元。綜合以上兩種措施，取其平均數(shù)，可以形成3598萬元的增量補償，用于江蘇南水北調的“依價補本”支出。
64 實施財政補償
江蘇省政府辦公廳2006年出臺了“南水北調工程基金籌集和使用管理實施辦法”，該辦法規(guī)定，通過適當提高水資源費征收標準籌集南水北調工程基金，省財政在9年征收期內每年安排10000萬元，共計90000萬元用于江蘇南水北調工程建設，至2014年。如果此政策延長，每年將會形成“依價補本”10000萬元的增量補償。
綜合以上4個方向的措施，江蘇南水北調省內“依價補本”年均規(guī)模為22508萬元，年均尚有32492萬元缺口。解決的辦法只有靠向省外跨境供水進行“依價補本”。如果按年均省外供水135億m3計算，綜合水價為024元/m3，相當于跨境成本水價（037元/m3）的649%，這依靠南水北調東線工程管理作出制度安排。
7 結 論
江蘇南水北調實行“依價補本”的能力并不強，一些研究成果強調我國南水北調應實行市場機制，實行自負盈虧的管理體制是不現(xiàn)實的。除農(nóng)業(yè)政策和農(nóng)戶的實際承受能力不支持這一結論外，工業(yè)用水由于比重較小，提價空間和補本規(guī)模也并不支持供水市場化這一運行模式，更客觀地分析，由于南水北調（包括江蘇）工程的特殊性，依靠公共財政實現(xiàn)“降本補償”仍然必須，“降本補償”是“依價補本”的基礎。
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第9篇：水文與水資源工程研究方向范文
摘要：介紹了河流生態(tài)需水量基本概念的衍生過程、河流生態(tài)需水量的計算方法以及最新國內外的應用研究進展，討論了幾種常用計算方法如Tennant法、Texas法、生境模擬法以及整體分析法的適應性，總結了目前存在的主要研究問題。由于計算方法種類繁多，計算結果還需要一定的評價標準認可其有效性。最后結合我國水資源合理優(yōu)化配置問題對今后河流生態(tài)需水量的主要研究方向進行了展望。
關鍵詞：河流生態(tài)需水量；基本概念；計算方法；現(xiàn)狀；水文學法；水力學法；生態(tài)
中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1683（2012）01-0112-04
Review of Research on River Ecological Water Demand
SUN Jia-lan1,2,LEI Xiao-hui2,JIANG Yun-zhong2,WANG Hao2
(1.School of Civil Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China;
2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038，China)
Abstract: In recent years,the development and utilization of water resources may result in the destruction of water ecological system,thus protecting the water ecological system with sustainable development has received more and more attention.In order to coordinate the relationship between the development and utilization of water resources and the protection of the ecological environment,the river ecological water demand has become a hot spot.This paper introduces the basic concepts,the calculation methods,and the current research status of river ecological water demand,and discusses the applicability of several common calculation methods such as the Tennant method,the Texas method,the habitat simulation method,and the overall analysis method.Due to the variety of different calculation methods,the results obtained from these methods need the evaluation standards to assess their validities.Furthermore,this paper proposes the future research aspects on river ecological water demand based on the reasonable water resources optimal allocation in China.
Key words:river ecological water demand;basic concepts;calculation methods;current status;hydrologic method;hydraulic method;ecology
隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的不斷深入，合理開發(fā)利用水資源的同時注重水生態(tài)環(huán)境的保護成為新的研究熱點，“生態(tài)水利”越來越受到廣泛的認同和重視，河流生態(tài)需水量的計算方法及應用研究逐漸開展起來。
1 基本概念
國外對河流生態(tài)需水量的研究比較早，美國漁業(yè)與野生動物保護組織在20世紀40年代就規(guī)定河流需保持其最小的生態(tài)流量，其目的主要是為了避免河流生態(tài)系統(tǒng)退化。隨后轉變成對河流最小可接受流量(Minimum Acceptable Flows(MAFs))的研究，其目的是為了滿足排水納污的需求［1］。MAFs研究大多從水生生物，如魚類、無脊椎動物等對生長環(huán)境的最低需求出發(fā)，確定出河流的最小流量。Petts等［2］認為在河流管理中，應該將生態(tài)對流量的需要與河流流量變化特征聯(lián)系起來，實現(xiàn)水量的平衡分配。
國內對河流生態(tài)需水的研究起步比較晚，但近幾年發(fā)展迅速。湯奇成在1989年首次提出了“生態(tài)環(huán)境用水”的概念，他認為保護綠洲生態(tài)環(huán)境的用水為生態(tài)環(huán)境用水，包括綠洲周圍植樹造林種草所需的水量和保持一定的湖泊水面所需的水量［3］。許新宜等［4］認為盡管生態(tài)需水與環(huán)境需水兩者之間存在著交叉和重合的部分，但從概念上來講是兩個不同的概念，應該區(qū)別對待。生態(tài)需水的出發(fā)點主要以生物為主體，側重能夠維持其自身發(fā)展并能對生物多樣性起到保護作用，環(huán)境需水則主要從改善環(huán)境的角度考慮需水量。
隨著對生態(tài)需水概念的不斷認識和總結，倪晉仁等［5］指出面對不同的系統(tǒng)和不同的功能需求，生態(tài)需水量可以不同的形式出現(xiàn)。譬如流域生態(tài)需水量、河流生態(tài)需水量、濕地生態(tài)需水量、河口海灣和三角洲生態(tài)需水量等。并給出河流生態(tài)需水量的定義，即在特定的時間和空間為滿足特定服務目標的變量，是能夠在給定目標下滿足河流系統(tǒng)各類功能所需的水量總稱。李麗娟等［6］通過對海灤河流域河流的生態(tài)需水量的計算，并針對我國北方流域開發(fā)利用程度高這一問題指出河流生態(tài)需水量需要應至少是能維持河流生態(tài)系統(tǒng)基本功能的那部分水量。嚴登華等［7］認為河流系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境需水應該包括對水質和水量兩個方面的要求，或者說是在一定水質要求下的合理水量，根據(jù)河流系統(tǒng)的空間結構，又可分為維持河流物理構造需水、水面蒸發(fā)需水以及洪泛地生態(tài)需水。
綜上，河流生態(tài)需水量的概念是在生態(tài)需水量的基礎上根據(jù)研究對象的側重不同而有所不同，由于眾多學者研究的出發(fā)點不同其概念和內涵也就沒有得到統(tǒng)一。廣義上講，河流生態(tài)需水量不僅包括滿足水生生物需要的最小水量還包含維持環(huán)境現(xiàn)狀所需的一定水質的水量。狹義上，河流生態(tài)需水量指河流最小或適宜的生態(tài)需水量。無論是廣義還是狹義，研究河流生態(tài)需水量的目的就是針對具體的某一條河流提出保護其可持續(xù)發(fā)展所需的水量或一定水質的水量要求。
2 計算方法
國外對河流生態(tài)需水計算的方法有很多，從類型上看主要有：水文學法；水力學法；生境模擬法；整體分析法。
2.1 水文學法
水文學法主要包括Tennant法、枯水頻率法（7Q10）、Texas法、流量歷時曲線等。
Tennant［8］法是美國中西部為了保護河流的健康環(huán)境而規(guī)定的最小流量方法，該方法將年天然徑流量的百分比流量作為河流生態(tài)環(huán)境需水量，不同的百分比代表可以達到不同的河道生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)，如在美國維吉尼亞地區(qū)，10%的年平均流量表示退化或貧瘠的棲息地狀態(tài)；20%的年平均流量可以適當保護水生生物棲息地；30%的年平均流量在小河流中才可以接近最佳生物棲息地標準。通常在研究優(yōu)先度不高的河段流量時使用，由于它是超脫于特定用途的綜合型算法所以經(jīng)常作為其它方法的一種檢驗。
7Q10法［9］是美國考慮水質因素確定的河道內生態(tài)環(huán)境需水的方法，它從控制污染源的角度出發(fā)，采用90%保證率最枯連續(xù)7 d的平均水量作為河道生態(tài)需水最小流量值。
Texas法［10］是在Tennant法的基礎上進一步考慮了水文季節(jié)變化因素，通過對各月的流量頻率曲線進行計算后，取50%保證率的月流量的特定百分率作為河道生態(tài)所需最小流量。其定百分率的設定以研究區(qū)典型植物以及魚類的水量需求為依據(jù)。但該法具有地域性，比較適用于流量變化主要受融雪影響的河流。
流量歷時曲線法是在了解各月流量歷時曲線的基礎上，以某個保證率相應的流量作為河道內生態(tài)需水流量。這種方法需要至少20 d的日流量數(shù)據(jù),并且每個月都有一個推薦流量［11］。
2.2 水力學法
水力學法主要包括濕周法、R2CROSS法。
濕周法［12］的假設是：保護好臨界區(qū)域的水生物棲息地的濕周，同時也對非臨界區(qū)域的棲息地提供足夠的保護。該方法需要在臨界的棲息地區(qū)域現(xiàn)場搜集河道的幾何尺寸和流量數(shù)據(jù)，并以臨界的棲息地類型作為河流其余部分的棲息地指標。該方法適用于寬淺型河流，河道的形狀是影響其分析結果的因素。
R2CROSS法［13］基于曼寧公式，根據(jù)棲息地要求的水深、河寬和流速等計算出河流生態(tài)環(huán)境需水量，其中計算參數(shù)需要通過實地調查，適用于一般淺灘式的河流棲息地類型。
2.3 生境模擬法(棲息地法)
生境模擬法(棲息地法)主要包括IFIM /PHABSIM法和CASIMIR模型。
IFIM法［14］是應用比較廣泛的生態(tài)環(huán)境需水量計算方法，它根據(jù)水深、河流基質類型、流速等現(xiàn)場資料，采用PHABSIM( Physical Habitat Simulation)模型模擬流速變化和棲息地類型的關系,通過水力學資料和生物學信息的結合,判定一定流量條件下的水生生物種類及棲息地分布。CASIMIR 法［15］是通過建立水力學模型、流量變化與被選定的生物類型之間的關系估測河流所需水量,同樣需要實測資料。
2.4 整體分析法
整體分析法是從研究區(qū)生態(tài)環(huán)境整體出發(fā)，將河流作為一個綜合的系統(tǒng)來考慮。該方法考慮包括發(fā)源地、河道、河岸地帶、洪積平原、地下水、沼澤和河口在內的各類需水量。最有代表性的是南非的BBM法［16］。在整體分析法中，河流的天然特征用逐月流量來描述。河道內流量的重要成分包括枯季流量、泛濫流量和中小洪水。整體分析法克服了棲息地法只針對一兩種生物的缺點，從生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā)，根據(jù)專家意見綜合研究流量、泥沙運輸、河床形狀與河岸帶群落之間的關系，使推薦的河道流量能夠同時滿足生物保護、棲息地功能維持、泥沙不沉積、污染控制和景觀維護等不同功能。
國內研究對國外計算方法借鑒的較少,大多依賴于河流的水文數(shù)據(jù)和水質數(shù)據(jù),偏重于宏觀尺度的描述,很多計算方法具有一定的局限性［17］。國內關于河流生態(tài)環(huán)境需水量的計算方法主要有以下幾種方法。
① 10年最枯月平均流量法［18］,即采用近10年最枯月平均流量或90%保證率河流最枯月平均流量作為河流環(huán)境用水，在7Q10法的基礎上經(jīng)過改進后重點用于計算污染物允許排放量；
② 河流基本生態(tài)環(huán)境需水量計算法,即以河流最小月平均實測徑流量的多年平均值作為河流的基本生態(tài)環(huán)境需水量，其計算公式為：
wb=Tn∑ni=1Qimin
式中：Wb-河流基本生態(tài)需水量(108m3)；Qimin-第i年實測最小月平均流量(m3/s)；T-換算系數(shù),其值為31536×10-2；n-統(tǒng)計年數(shù)。
③ 逐月頻率計算法［19］，在考慮生態(tài)系統(tǒng)對水量要求的同時，還考慮了不同時期生態(tài)環(huán)境的不同要求，將河流生態(tài)環(huán)境需水量看作一個與自然徑流過程相適應的有豐有枯的年內變化過程。首先對天然月徑流量長系列進行頻率計算，然后根據(jù)實際情況對各個季節(jié)取不同保證率的月徑流量值作為河流的生態(tài)環(huán)境需水量。此方法把河流的生態(tài)需水量看成一個動態(tài)的過程，比較符合實際情況，因此較其它方法更為合理。
④ 以水質目標為約束的生態(tài)環(huán)境需水量計算方法,它主要計算污染水質稀釋自凈的需水量,作為滿足環(huán)境質量目標約束的城市河段最小流量；用于河流水面蒸發(fā)和滲漏需求的水量補充法、河流輸沙水量計算法；環(huán)境功能設定法；計算湖泊生態(tài)環(huán)境需水量的功能法,以及基于水量平衡原理計算濕地生態(tài)環(huán)境需水量的計算及公式。
3 應用現(xiàn)狀
美國、法國、澳大利亞等國家都相繼開展了許多關于魚類生長繁殖和產(chǎn)量與河流流量關系的研究。此外，許多國家在研究過程中采用立法的形式來加強對河流生態(tài)需水量的保護：法國1992 年頒布的水法中規(guī)定10%的實測徑流量作為保證河道內最小生物基流的底限。在加拿大的大西洋四省( Atlantic Canada,包括新伯倫瑞克、新斯科細亞、紐芬蘭和愛德華王子島),25%的平均流量作為保護水生生物的最小流量。1998年南非也頒布了新的《水法》并指出為了保證未來水資源的可持續(xù)利用，對于河流要確保其生態(tài)功能的河流生態(tài)需水量［20］，隨后南非的學者開始積極的用水文學法或其他方法開展河流生態(tài)需水量的計算研究，BBM法就是在此過程中產(chǎn)生的。近年來，澳大利亞開始研究濕地、地球植被等以地下水為依賴的系統(tǒng)的生態(tài)需水量，主要是以控制地下水水位降低的范圍作為確定生態(tài)需水量的依據(jù)［21］。
國內近幾年對河流需水量的量化研究有了很大進展，其中水文學法是最廣泛應用的。許多學者還采用水文學法、水力學法等多種方法進行對比計算研究，一般選用Tennant法進行驗證。
呂文麗，張旭［22］針對南方河流面臨的水資源緊缺與水環(huán)境惡化問題,在漢江中下游分別建立了基于水文學與水力學的河流生態(tài)需水量計算模型,提出了水文-水力學耦合的生態(tài)需水量計算方法，得出了該河流分段生態(tài)控制流量。
石維等［23］，針對海河流域不同類型河流特點和生態(tài)目標，分別用植被需水定額法、75％保證率最枯月平均流量法、生物空間最小需求法和槽蓄法計算了河流生態(tài)需水量。
王偉等［24］為量化水庫下游河道生態(tài)修復所需水量,以灤河下游潘家口水庫―灤河口為研究樣區(qū),采用逐月頻率法和生態(tài)水力學法估算河道生態(tài)需水量,在應用水文學方法的同時考慮了生物學特性，強調了水文-生態(tài)的聯(lián)系。
吳春華等［25］采用水文學和水力學方法,分析計算了西線調水工程的河道生態(tài)需水量,并考慮了兩岸主要保護的植被及河道內的水生生物,有目的性的分析與計算了河流生態(tài)需水量。
然而河流生態(tài)需水量往往不是一個固定的值，隨著時間、河段的不同而變化，但也會在一定的范圍內，即存在一個最小（或最大）的臨界值，在閾值范圍內，生態(tài)系統(tǒng)可以維持自身的現(xiàn)狀。因此一些學者也從河流最小生態(tài)流量、適宜生態(tài)流量等出發(fā)計算河流生態(tài)需水量。
康玲等［26］針對漢江中下游的主要生態(tài)問題，采用水文學方法分析計算了漢江的最小生態(tài)流量、適宜生態(tài)流量并以丹江口為例建立了基于河流生態(tài)需水量的水庫生態(tài)調度模型。
馮夏清等［27］ 以太子河為例，實地調查研究了太子河的有關參數(shù)，采用月保證率法和魚類生境法估算了河道內生態(tài)需水量，確定了太子河各段最小、適宜和理想等級的河流生態(tài)需水量，選用Tennant法對計算結果進行驗證。結果表明,2種方法計算結果是合理的。
蔡濤,李瓊芳［28］為以淮河上游為例，分別采用不同時期不同保證率下的流量作為淮河上游適宜生態(tài)徑流的確定方法,并運用Tennant 法進行評價。結果表明,最小生態(tài)徑流在很大程度上有損于河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定與健康。
4 展望
通過廣泛查閱文獻發(fā)現(xiàn)，河流生態(tài)環(huán)境需水量的量化研究已經(jīng)形成了比較成熟的體系，尤其是在水文學法和水力學法的應用研究上，計算出的河流生態(tài)需水量已經(jīng)開始為水利工程實施和管理過程提供依據(jù)。但仍存在一些問題:沒有成熟的理論體系規(guī)范研究內容，國內學者在量化研究河流生態(tài)需水量時往往根據(jù)研究的側重不同而縮小概念進而導致計算結果偏小。這使得河流生態(tài)需水量的數(shù)據(jù)在一定程度上得不到廣泛的認可；國內的諸多研究與生物學、生態(tài)學等學科結合的仍不夠緊密，局限于地區(qū)資料的不足；由于區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)類型的不同，缺少一個初步的區(qū)域評價體系和評價方法來管理河流生態(tài)需水的研究；對于河流生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測手段還需加強，以便于及時反饋研究數(shù)據(jù)的可靠性、合理性，這樣也可為今后全國范圍的“生態(tài)用水安全”工作提供科學的依據(jù)和支撐。
隨著現(xiàn)代科技的不斷進步，在今后的河流需水量計算研究中可以考慮利用3S等技術提高計算結果的精度，改進已有的計算方法。此外，河流生態(tài)需水量的研究應與“生態(tài)水利”緊密結合，不僅在生態(tài)學領域，更要在水資源優(yōu)化配置領域發(fā)揮作用，使得水資源真正成為一種清潔能源；對于大江大河的水質、水量聯(lián)合調度問題，河流生態(tài)需水量也應作為目標函數(shù)約束條件的一部分從而擴展約束條件的范圍，在枯水期適當進行調度滿足河流生態(tài)需水量的要求，研究基于生態(tài)需水的人工-自然復雜系統(tǒng)的水資源優(yōu)化配置與調度的準則、模式。
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