生态水文学近10年研究进展

生态水文学,作为水文学和生态学交叉的一门边缘学科,是研究水文过程如何影响生态格局以及生态动力变化如何反作用于水文过程的交叉学科。随着淡水资源短缺逐渐成为全球性问题,生态水文学方法成为水资源可持续发展的科学指导依据,其研究也越来越受到重视。介绍了学科定义及国际研究计划和研究特点,主要从两个方面总结了近10 a生态水文学的研究进展:①生态水文学近年来的主要研究内容及成果;②生态水文学的研究热点及未来发展方向。     

流域水文过程与植被相互作用研究现状评述

从流域水文过程与植被相互作用规律、流域生态水文模型、流域生态水文对气候变化的响应三个方面,对国内外相关研究现状进行了总结分析。从中发现,当前流域水文学正在从以单一水循环过程为主要研究对象发展成以研究水分、能量与物质耦合循环以及水文过程与生态过程的相互作用等为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于流域水文过程与植被之间的关系研究多集中于单向作用的研究,如水文过程对植被的影响研究和植被变化对水文过程的影响研究,而对水文过程与植被之间的反馈机制以及对流域内土壤-植被-大气复杂系统的整体研究不足,缺乏对流域水文过程与植被相互作用机理的全面认识。有研究表明,气候变化已经影响到流域水文过程和植被生长,气候变化下的流域生态水文响应是水文学研究的前沿课题。水文学需要强化对流域生态水文机理的研究,只有在充分揭示流域生态水文机理的前提下,才能预测未来气候变化下的流域生态水文响应。生态最优性原理能够解释植被对外界环境变化的响应,从而被应用于描述植被与水文过程的相互作用。基于生态最优性原理的流域生态水文模型已逐渐成为生态水文学的研究热点之一。     

生态水利工程设计若干问题的探讨

通过分析水利工程与生态水利工程的差异,提出生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能以及工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。同时提出生态水利工程设计主要面临4个方面的问题:①缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准;②水利工程设计人员与生态科技工作者往往缺少合作的机会与机制;③生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行;④生态水利工程设计缺少生态水文测验资料。研究结果认为生态水利工程设计应基于以下技术路线:①以生态水文学与工程水文学作为工程设计的基础,进行水文过程的分析与计算;②识别工程可能影响的关键生态敏感目标;③生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合。     

流域水文过程与植被相互作用研究评述

从流域水文过程与植被相互作用规律、流域生态水文模型、流域生态水文对气候变化的响应三个方面，对国内外相关研究现状进行了总结分析。研究发现，当前流域水文学正在从以单一水循环过程为主要研究对象发展成以研究水分、能量与物质耦合循环以及水文过程与生态过程的相互作用等为主要内容的综合性和交叉性学科。现关于流域水文过程与植被之间的关系研究多集中于单向作用的研究，如水文过程对植被的影响研究和植被变化对水文过程的影响研究，而对水文过程与植被之间的反馈机制以及对流域内土壤-植被-大气复杂系统的整体研究不足，缺乏对流域水文过程与植被相互作用机理的全面认识。研究表明气候变化已经影响到流域水文过程和植被生长，气候变化下的流域生态水文响应是水文学研究的前沿课题。水文学需要强化对流域生态水文机理的研究，只有在充分揭示流域生态水文机理的前提下，才能预测未来气候变化下的流域生态水文响应。生态最优性原理能够解释植被对外界环境变化的响应，从而被应用于描述植被与水文过程的相互作用。基于生态最优性原理的流域生态水文模型已逐渐成为生态水文学的研究热点之一。     

张家口区域内开展生态水文监测的探讨

<正>1.生态水文监测概述生态水文学是研究生态过程与水文过程相互作用机理的一门交叉学科,兴起于上世纪90年代。广义生态水文学是指在一系列环境条件下来探讨生态水文过程,它考虑了干旱地区、湿地、森林、河流和湖泊的生态水文过程。生态水文学的一个重要研究领域集中于陆地和水生生态系统中植物与水的相     

生态水文耦合研究进展

在明确生态水文学概念及其发展过程的基础上,重点阐述了生态水文耦合的研究进展,探讨了目前生态水文耦合研究存在的关键性问题,即生态水文研究内容和范围纷繁复杂,尚没有一套完整的理论体系.尺度转化是解决生态水文耦合的关键;生态水文学的机理探索是解决紧密耦合的基础;实现生态水文的紧密耦合是生态水文耦合研究的终极目标.文中还探寻并阐述了解决生态水文耦合模型的切入点,即物理参数传递和树木年轮法等.     

《现代水文学》一书出版发行

一本反映水文学最新研究进展的学术专著———《现代水文学》 ,近日由黄河水利出版社正式出版发行。《现代水文学》以现代新技术新理论应用为支撑 ,系统阐述了现代水文学的理论、方法及应用 ,为水问题研究提供了水文方面的基础研究。全书系统阐述了水循环的概念、原理及研究进展 ,水文不确定性问题、非线性问题和尺度问题的研究意义与基本方法 ,水文系统识别的概念、原理和方法 ,“3Ｓ”技术及在水文学中的应用 ,水资源可再生性研究和可持续水资源管理量化研究 ,还介绍了代表水文模型发展方向的分布式水文模型、水文—生态耦合系统模型等。…     

环境流量研究的前沿问题与挑战

为了应对水文、气候和生态系统变化背景下环境流量研究的新挑战,梳理了国内外环境流量研究成果,指出目前环境流量研究主要存在5个方面的不足,也是该研究目前的前沿问题与挑战:①全球环境变化与非稳定性;②生态水文过程的动态模拟,重点是水文情势静态评价向动态特征评价研究的转变;③生态水文关系的时空特性,重点是生态系统状态、过程变量和物种特征的耦合研究,环境流量的生态特征和时空尺度研究;④环境流量评估的关键指标;⑤环境流量预测的生态学延展。为解决这些问题,提出了人类世背景下环境流量研究的发展方向,认为未来环境流量研究应加强生态目标的动态适应性管理,加强局域到区域的生态学基础研究,完善基于过程的生态水文响应机理,强化环境流量分阶段实施的非水文指标耦合,加强适应性管理方式下的环境流量评估和实践,以保障适应性管理框架下的生态完整性。     

随机水文学

(一)随机水文学的含义 大家知道,水文现象随时间而变化,一般称之为水文过程。大量实测资料表明:实际的水文过程既受到确定因素的作用,又受到随机因素的作用,是非常错综复杂的过程。但是不管如何复杂,一般而言,水文过程中总包含两种成分:一是确定成分,二是随机成分。前者常常表现为水文现象的趋势变化和周期性变化;后者常常表现为水文现象的相依性(相关性)和纯随机的变化(白噪声)。这种包含有随机性成分和确定性成分的水文过程,就称之为随机水文过程,人们常常依据随机水文过程理论研究这样的水文过程。随着高速电子计算机的应用和各种随机过程理论及分析技术引入水文学中,研究随机学这个领域,逐渐形成了一门新的学科,这就是“随机水文学”。因此,所谓“随机     

基于地理信息系统的生态水文模型研究进展

在明确生态水文学及生态水文模型概念的基础上,重点阐述了基于GIS生态水文模型数据集优化的研究进展,探讨了目前基于GIS实现生态水文耦合相关研究存在的显著问题,即尺度转换、耦合点和耦合方法.并根据当前问题阐述未来生态水文模型发展方向,建立大尺度和适用广泛的生态水文模型将是下一步研究的重点.     

长江水资源保护面临的挑战与前景

The major faced problems at present in Yangtze river basin are: ① uneffective control in river water pollution threatens seriously the safety of drinking water; ② shrinkage of lake area and serious eutrophication; ③ soil-water losses degraded the ecological environment of the basin; ④ the impact of TGP and S-N water transfer project on water environment of the basin. In the light of above-mentioned problems, water resources utilization strategy must be adjusted and the sustainable social and economic development should be supported by sustainable water resources utilization, and it is necessary to take the following countermeasures: ① establishing overall flood control and disaster relief system; ② developing high water use efficiency agriculture; ③ taking "giving priority to water saving on the basis of pollution control" as urban water resources utilization strategy; ④ implementing comprehensive pollution control strategy with sources control as main point; ⑤ guaranteing water demand of the ecological environment; ⑥implementing the strategy of maintaining water resources supply and demand balance on the basis of water demand management; ⑦ studying countermeasures for the ecological and environmental impacts of trans-basin water transfer and western China devolopment. The key of realization of sustainable water resources utilization is to reform management and investment mechanism of water resources and water price policy. It is the only way to solve the water resources problems in Yangtze river basin as well as the whole China.     

东北黑土区水土保持项目科技推广思路探讨

文章针对东北黑土区水土流失严重的现状,分析了其对农业生产的危害.在此基础上提出了水土保持项目技术推广的思路是:①流域统筹选题；②分级负责管理；③集中资金投入；④发挥技术优势.近期拟开展推广的技术是:①埂带高经济效益植物品种引进开发与示范；②侵蚀沟复垦水土保持技术应用；③面源污染防治技术体系在水土保持措施中的应用；④垄向...     

基于SPOT-VGT数据的洞庭湖水体面积变化分析

监测洞庭湖水体变化、全面了解其变化规律和演化趋势对于湖区治理和防洪减灾具有重要的现实意义.本文基于SPOT-VGT NDVI数据,采用动态阈值法提取了洞庭湖1998-2010年间逐旬水体信息,并结合历史数据分析了水体面积变化特征.主要结论如下:①动态阈值方法在长时间序列、大数据量的遥感信息提取中具有显著优越性.②洞庭湖水体面积在年内呈现明显季节性变化;在年际呈缩减趋势(丰水期);1825-2010年水体缩减呈现四个阶段,当前处于新一轮的锐减期.③基于累积降雨量数据建立的水面积预测经验模型,精度较为理想.     

绍兴环城河水质净化新方法的研究

提出了三种河水净化方法:①改性膨润土吸附法;②活性炭和红土混合吸附法;③ TiO2光催化氧化法.并分别测定了净化前后绍兴环城河水质的浊度、T-SS、CODMn、NH3-N、T-P 等指标,结果表明:改性膨润土吸附净化效果较理想,对上述5项指标的去除率分别达到92.81%、96.43%、83.61%、94.01%、97.66%.     

水工建筑新技术在左江水利枢纽工程中的应用

简介左江水利枢纽工程几种水工建筑新技术及应用情况 .①首次在左江干流大 (Ⅱ )型水利工程成功应用草土围堰技术 ,其渗透系数为 1× 10 - 5cm/s ,内外坡比 1∶1,抗冲流速 3～ 3 5m/s ,寿命可达 2a ;②采用水坡过坝建筑物 ,坡槽为钢筋混凝土“U”型断面 ,整体结构 ,全长 12 35m ,纵向坡率 3%,可比船闸方案减少投资 90 0万元 ;③在国内首次将消力戽应用于较低Fr数水流的较大工程 ,解决了低Fr数水跃摆动问题 ,且在较短的下游水流表面消除了波动 ,减轻了冲刷 ,提高了消能效果 ,经 5个洪水期的考验 ,运行情况良好 .     

三义寨引黄闸闸前泥沙淤积及综合治理措施

对三义寨引黄渠首闸引水渠道淤积造成的农业经济损失、地下水资源过度开发、水体污染严重等负面影响进行了分析,提出了渠首闸泥沙治理措施:①建设黄河滩区引黄沉沙供清工程;②引渠口设立鱼嘴或拦沙堰阻沙分沙;③渠系输沙减淤;④浑水灌溉、输沙入田。同时,对泥沙综合利用的前景、作用和发展方向进行了分析。     

基于VIC模型的老挝南乌河流域水资源量评估

老挝正在积极参与澜湄水资源合作研究工作,水文实测数据短缺是制约水资源规划工作的现实问题。以老挝南乌河流域为例,采用流域地形、土壤、植被以及气象驱动等数据资料,通过建立流域分布式水文模型——VIC模型对径流进行模拟,以分析水资源量的时空分布规律。模拟结果表明:模型在对南乌河流域日、月尺度的水文过程模拟中表现出了较好的适应性,南乌河流域内的水量主要靠降水补给,径流的地区分布基本上与降水的地区分布一致,总的趋势是由流域上游向流域下游递减,径流系数的趋势也是由流域上游向流域的下游递减。研究成果可为无资料地区的水资源规划方案的制定及水资源量分析提供参考与借鉴。     

三维应力对煤层气-水两相渗流特性影响实验研究

在实验室通过改变围压、轴压及孔隙压力,模拟三维应力作用下煤层气-水两相渗流过程,得到有效应力、孔隙压力与气、水有效渗透率关系曲线,对有效应力、孔隙压力与气、水有效渗透率的关系进行回归分析,得到以下主要结论:①气、水相对渗透率随环压增大而略有增加,说明环压的大小对气、水有效渗透率有一定影响,对煤岩绝对渗透率影响更大;②随着有效应力的增加,气、水有效渗透率呈现逐渐降低的趋势,且开始降低幅度大后逐渐稳定,其主要原因在于随着有效应力的增加,煤样原始孔隙首先闭合,随有效应力继续增加,有新的裂隙出现并发育,使得渗透性能逐渐平稳;③气、水有效渗透率随孔隙压力的增加而增大,分析其原因在于孔隙压力增加,使得孔隙、裂隙产生膨胀变形,增加了其渗透性能。     

三峡永久船闸边坡17?17断面变形分析

 三峡永久船闸南北两侧高边坡是否稳定，一直是国内外关注的重要问题。为了解高边坡现状及未来发展趋势，选择了边坡最高、地质条件复杂的17?17关键断面进行变形分析研究。采用的方法：① 对高边坡观测成果序列进行分析 ,找出其变化特点及规律； ② 对当前高边坡监测值与FLAC计算结果进行比较，判断二者变   形结果是否趋于一致； ③ 建立北坡、南坡统计模型，对当前到2035年期间时效位移年均增   量作预测。 通过①、②两种方法研究，认为当前边坡处于稳定状态； 通过③种方法研究，预测的时效增量很小，而且随着时间的推移年均增量还在逐步变小，认为边坡时效变形是稳定的。     

河湖水系连通与最严格水资源管理的关系

河湖水系连通和最严格水资源管理作为我国新时期两大治水思想,两者相互补充共同解决我国水资源问题,均在全国各地进行了广泛实践,并被提升为国家战略。现简要介绍两大战略,从指导思想、实施方法、功能控制、战略目标四大内容,分析河湖水系连通与最严格水资源管理两大战略在治水方面的联系与差异,进而从两大战略实践角度,探讨如何协调把握两大战略的关系,认为:①两者相互补充,共同解决我国水资源问题;②落实最严格水资源制度是实施河湖水系连通的前提,必要时构建河湖水系连通网络;③"三条红线"的确立促进河湖水系连通功能的发挥。本研究工作为两大战略的具体实践提供了参考。