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水文與水資源工程論文匯總十篇

時(shí)間:2023-04-08 11:26:50

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水文與水資源工程論文

篇(1)

適應(yīng)水問題研究發(fā)展的需要,并與工程水文學(xué)相配合,深化水文研究的理論與實(shí)踐,地理水文學(xué)更可拓寬水文地理學(xué)的研究方向,發(fā)展內(nèi)涵,有利于學(xué)科研究發(fā)揮自己的特色;促進(jìn)水文研究與地理科學(xué)其它分支科學(xué)的橫向結(jié)合,如氣候?qū)W、地貌學(xué)、土壤地理學(xué)等,尤其是與人文經(jīng)濟(jì)地理學(xué)的結(jié)合,形成新的邊緣學(xué)科領(lǐng)域和產(chǎn)生新的學(xué)科生長點(diǎn);通過水與資源、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)與環(huán)境的廣泛聯(lián)系,有利于綜合性研究優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮,改變水文地理研究的傳統(tǒng)方法與手段,增加計(jì)算技術(shù)、遙感遙測(cè)與信息系統(tǒng)方法的應(yīng)用,提高研究工作的水平。

地理水文學(xué)的提出是一種發(fā)展,而不是對(duì)水文地理學(xué)的否定。兩者既屬于地理科學(xué)也屬于水文科學(xué)。為了簡化敘述,它們的關(guān)系可以用圖1來表示:

圖1地理水文學(xué)與水文地理學(xué)示意

Fig.Relationshipbetweengeographicalhydrologyandhydrogeography

顯然,地理水文學(xué)與水文地理學(xué)均是地理科學(xué)(G)與水文科學(xué)(H)的公共部分,即集合G與H的交,有共同的元素為X,則:

G∩B={X/X∈G,X∈H}

只是水文地理學(xué)靠近地理學(xué),而地理水文學(xué)靠近水文學(xué)。從我國地理部門的水文研究來看,針對(duì)區(qū)域和流域的單純水文地理研究已相對(duì)減少,而水文水資源本身的研究相對(duì)發(fā)展。地理水文學(xué)在研究領(lǐng)域、深度層次、實(shí)際應(yīng)用等方面均領(lǐng)先于水文地理學(xué)。

2回顧與研究現(xiàn)狀

從30年代后期到80年代中期的研究回顧,見參考文獻(xiàn)[1-3。結(jié)合當(dāng)前,簡要概括如下:我國地理學(xué)中現(xiàn)代水文學(xué)研究始于30年代末,從吳尚時(shí)先生的譯著“江河之水文”為起始。50年代初,謝家澤、郭敬輝、施成熙、羅開富等為推動(dòng)我國水文研究作出巨大貢獻(xiàn),50年代中期以后,以河流水文為主的水文研究迅速發(fā)展,包括邊遠(yuǎn)地區(qū)河流水文調(diào)查與全國水文區(qū)劃的研究。60年以后,從河流水文(包括河口水文)逐漸擴(kuò)大到其它陸地水體,包括冰川、湖泊與沼澤水文及水文過程(如泥石流、洪水與森林水文影響等)的研究。同時(shí),水文實(shí)驗(yàn),包括定位半定位試驗(yàn)相繼發(fā)展。70年代,特別是80年代以來,水資源問題與環(huán)境水文研究得以迅速發(fā)展。80年代中期以后,“人與水”和涉及全球變化的水文研究開始興起,方興未艾。

至于研究現(xiàn)狀的歸納,擇其主要方面分述如下:

2.1水循環(huán)與水平衡

作為水文基本理論的水循環(huán)與水平衡研究,正在宏觀與微觀尺度上不斷擴(kuò)展與深化。在宏觀上面向全球。國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)強(qiáng)調(diào)的界面過程研究,正力圖把描述全球物理氣候系統(tǒng)的總循環(huán)模型(GCMS)與全球水循環(huán)模型相耦合。這一研究將提供量化與描述全球水文過程與未來變化的可能,其中包含自然變化與人類活動(dòng)的影響。IGBP計(jì)劃特別注重植被變化的作用,以便把人與生物圈(MAB)計(jì)劃的研究緊密聯(lián)系起來,這是目前國際上正在開展的一項(xiàng)巨系統(tǒng)研究。在我國結(jié)合IHP-IV計(jì)劃(大氣、陸地和水系統(tǒng)間的界面過程,氣候變化和水文系統(tǒng)的關(guān)系,濕潤熱帶、干旱半干旱區(qū)水文研究與水資源管理戰(zhàn)略等)已有初步研究,目前正加強(qiáng)我國地理水文學(xué)與地學(xué)及生物學(xué)各分支學(xué)科的跨學(xué)科研究。

水循環(huán)研究除在國內(nèi)已發(fā)展的各類流域水文模型外,正深入到單元尺度的細(xì)微觀測(cè)與計(jì)算模擬,尤其是田間水分運(yùn)動(dòng)與交換過程的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算研究。相對(duì)于宏觀尺度的研究,我國在這方面已有一定的工作基礎(chǔ),如土壤-植物-大氣連續(xù)系統(tǒng)的研究,發(fā)展了多種水體之間多種形式耦合系統(tǒng)的探討;結(jié)合中國科學(xué)院生態(tài)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)的建立,開展不同地理帶的水循環(huán)過程的實(shí)驗(yàn),致力于揭示界面過程中水分、熱量交換規(guī)律,例如,地下/土壤水、植物根系吸收、植物冠層輻射平衡、溫度、總氣孔阻力、邊界層阻力、土面蒸發(fā)、土壤熱通量等等。水循環(huán)或水量平衡研究,既是發(fā)展水資源確切評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ),也是農(nóng)田節(jié)水調(diào)控、農(nóng)業(yè)合理用水的依據(jù),具有重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景[7]。水循環(huán)的微觀與宏觀的結(jié)合表征水文科學(xué)理論的逐步完善化和系統(tǒng)化。

2.2區(qū)域水文與水資源

2.2.1區(qū)域水文近年來的主要進(jìn)展表現(xiàn)在:

①定量分析技術(shù)手段有所加強(qiáng),如應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行區(qū)域水文類型的研究,已有黃河流域的水文區(qū)劃工作;應(yīng)用有序量最優(yōu)分割法,進(jìn)行河川徑流變化的研究;利用遙感技術(shù)進(jìn)行地區(qū)水文條件的判讀,包括對(duì)多時(shí)相衛(wèi)星遙感圖像分析區(qū)域水文動(dòng)態(tài)等。

②區(qū)域水平衡研究進(jìn)一步深入,如:中國科學(xué)院地理研究所進(jìn)行的全國水量平衡與華北水量平衡的研究;長江流域辦公室與黃河水利委員會(huì)提出的長江流域水平衡三要素分布和黃河流域水文要素時(shí)空分布及水平衡分析;各省區(qū)的水平衡研究,全國已有一半的省市提出研究報(bào)告[5]。在這些研究水平衡的工作中,多采用六要素的平衡計(jì)算方法。

③全國水文區(qū)劃已完成初稿,這項(xiàng)工作開始于1984年,成果即將發(fā)表。

④特殊區(qū)域的水文研究也取得許多成果。如喀斯特地區(qū)、干旱區(qū)與半干旱地區(qū)、山區(qū)、平原地區(qū)、高寒地區(qū)與小島的水文研究均有相當(dāng)?shù)难芯砍晒l(fā)表。

2.2.2水資源從70年代后期開始,我國的水資源問題一直對(duì)水文研究起著導(dǎo)向的作用,而且經(jīng)久不衰。有人甚至認(rèn)為一門新的學(xué)科——水資源水文學(xué)正在興起。這說明水文與水資源不可分割的關(guān)系。作者認(rèn)為水資源的研究可以作為水文學(xué)延伸與拓廣。但水資源學(xué)并不與水文學(xué)等同。水資源學(xué)與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)有更直接的密切關(guān)系。1986年在南寧召開的第4次全國水文學(xué)術(shù)會(huì)議以來,水資源的研討非常熱烈:

①針對(duì)水資源的涵義,楊戊與劉昌明等分別提出了水資源的定義[8,9]。

②在區(qū)域水資源的研究方面,提出了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要的土壤水的資源評(píng)價(jià)與利用[10-12]及農(nóng)業(yè)節(jié)水的途徑。這方面的研究與原蘇聯(lián)學(xué)者李沃維奇曾經(jīng)展望的“水文學(xué)的土壤趨勢(shì)”相呼應(yīng)。

③在區(qū)域水資源研究方面發(fā)表了大量的論著,特別是對(duì)邊遠(yuǎn)地區(qū)(如新疆、等地區(qū))的水資源提出了比較系統(tǒng)的研究成果[13]。

④結(jié)合城市水文研究的開展,南京大學(xué)與華東師范大學(xué)對(duì)城市水資源做了一系列的工作,水資源規(guī)劃與管理的研究比較突出。

⑤南水北調(diào)工程是我國水資源重大戰(zhàn)略性工程,對(duì)緩解我國地方水危機(jī)有重大作用。由于引水線橫跨江、淮、河、海4大流域,水資源的配置與聯(lián)合利用是亟待研究的問題。針對(duì)這一問題,應(yīng)用水文地理的系統(tǒng)分析取得了進(jìn)展[14]。

2.3冰川、湖沼水文

全國第一次水資源評(píng)價(jià)中的冰川與湖泊水量均由地理部門完成[15]。中科院冰川凍土研究所計(jì)算分析得出全國冰川間積為58651km2,冰川儲(chǔ)量為51322×108m3,冰川融水年徑流量為563×108m3。這部分水量構(gòu)成了我國西部地區(qū)水源的重要成分;中科院地理與湖泊研究所估算了全國湖泊總面積為71787km2,年貯水量為7088×108m3。中國科學(xué)院長春地理研究所估算出我國沼澤的面積約為10×104km2。

冰川與湖沼水文的研究,在我國主要集中在地理研究單位。在學(xué)術(shù)上有舉足輕重的地位。在施雅風(fēng)先生的倡導(dǎo)下,我國冰川的研究,取得迅速的發(fā)展。除水文調(diào)查外,冰川水的研究已深入到冰川的水量平衡與融水徑流形成過程的機(jī)制方面,并提出了我國冰川水文學(xué)的研究專著[16]。

我國湖泊水文研究,在西北與東南地區(qū)都取得了重大進(jìn)展。中國科學(xué)院新疆地理研究所,提出了亞洲中部湖泊的近期變化[17]的研究成果,為中亞湖泊水資源利用提供了科學(xué)依據(jù)。中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所毛銳,在太湖蒸發(fā)的長期研究基礎(chǔ)上,針對(duì)1991年太湖水災(zāi)時(shí)期湖水位日變化分析得出排淺阻礙論據(jù),對(duì)于世界銀行為治災(zāi)投入資金的決策起了很大作用,顯示了研究論文的價(jià)值。此外,1992年中國科學(xué)院地理研究所在南四湖蒸發(fā)的系統(tǒng)研究成果也通過了科學(xué)鑒定,發(fā)展了水面蒸發(fā)的計(jì)算模型[18]。

沼澤水的研究以東北三江平原的沼澤水文研究為代表,已獲得了多年的科學(xué)積累[19]。

2.4水文過程與環(huán)境水文

水文過程在自然地理過程與環(huán)境變化的研究中具有極其重要的意義與應(yīng)用價(jià)值。在水文過程的驅(qū)動(dòng)下,導(dǎo)致地貌演化,流水造成侵蝕、搬運(yùn)與沉積,起著地形的塑造作用;攜帶地表層化學(xué)元素的遷移、沉淀,對(duì)化學(xué)地理景觀起著重要作用;對(duì)于地球表面的主要熱量(太陽能)進(jìn)行調(diào)節(jié)與傳輸,影響到氣候的形成與變化;蒸發(fā)過程包含著生物界的一個(gè)基本生理過程——蒸騰作用,涉及到植物生長發(fā)育。在這個(gè)過程中,水與二氧化碳一起是構(gòu)成植物碳水化合物的主要物質(zhì);另一方面,水文地理或環(huán)境條件又對(duì)水文過程發(fā)生影響,成為環(huán)境變化研究的命題。水文過程的研究近年來非常活躍。

2.4.1水文過程模型結(jié)合各地水文計(jì)算的需要,對(duì)產(chǎn)流與匯流發(fā)展了不同的模型。中山大學(xué)、南京大學(xué)、貴陽師大與成都科技大學(xué)等單位分別研制了巖溶地區(qū)水文模型[20,21]。結(jié)合流域地貌水系結(jié)構(gòu),中科院地理研究所等單位發(fā)展了地貌單位線方法,用于徑流過程的計(jì)算??紤]土地利用對(duì)水文過程的影響,劉昌明、于靜潔提出了森林?jǐn)r蓄降雨極限量模型①,用于森林?jǐn)r蓄降雨的計(jì)算問題。

①北京林業(yè)大學(xué),國際森林水文模型班講義,81-87,1990。

2.4.2水量轉(zhuǎn)化近期,在我國平原地區(qū),開展了“三水”(降雨、地表水與地下水)轉(zhuǎn)化的研究,考慮到土壤水,稱為“四水轉(zhuǎn)化”,再進(jìn)一步聯(lián)系到植物水分,稱為“五水轉(zhuǎn)化”,這是研究工作的一種循回漸進(jìn),從簡單到復(fù)雜的過程。這方面的研究由于采用了系統(tǒng)的觀點(diǎn)和演繹方法[22],使水量轉(zhuǎn)化過程的理論得到了進(jìn)一步的發(fā)展。這些進(jìn)展表現(xiàn)出對(duì)水文過程研究的全面概括和預(yù)見性,揭示出界面水文研究的前景,同時(shí),也豐富了自然地理過程的理論。

2.4.3環(huán)境水文主要探討環(huán)境變化(包括自然與人為變化)造成水量與水質(zhì)過程的變化,這一研究是以水文過程的理論為基礎(chǔ),計(jì)算分析各種水文要素對(duì)環(huán)境條件改變的響應(yīng)。在研究方法上,目前主要采用鑒定評(píng)價(jià)法、模擬法以及外推法等[23]。近幾年,國內(nèi)環(huán)境水文的研究大多結(jié)合各地的環(huán)境保護(hù)規(guī)劃與實(shí)施進(jìn)行,如華北地區(qū)的水環(huán)境與上海市的水環(huán)境[24]。在一些薄弱的領(lǐng)域,如:地下水的污染,也開展了研究[25]。1990年國際地理聯(lián)合會(huì)(IGU)在北京舉行區(qū)域大會(huì)后,IGU執(zhí)委會(huì)批準(zhǔn)在中國建立了區(qū)域水文對(duì)氣候變化和全球變暖響應(yīng)的二級(jí)學(xué)術(shù)研究組織并推選劉昌明為主席,使環(huán)境水文的研究由較小尺度的研究轉(zhuǎn)向更加宏觀的大尺度環(huán)境水文研究。1992與1993年分別在美國華盛頓與中國拉薩舉行了國際會(huì)議,研討了全球變暖對(duì)水文與水資源的影響和高寒地區(qū)水文水資源對(duì)氣候與全球變暖的響應(yīng)[26]。這些學(xué)術(shù)活動(dòng)推動(dòng)了我國大環(huán)境水文的研究。

2.5實(shí)驗(yàn)水文

水文學(xué)理論的深入發(fā)展必須借助于實(shí)驗(yàn)研究。目前,水文的定位觀測(cè)遍及我國的主要陸地水體,包括冰川、湖泊、沼澤與小河流的降雨徑流、土壤水與地下水。比較著名的臺(tái)站可以山東禹城水循環(huán)與水平衡試驗(yàn)站、太湖試驗(yàn)站、東北三江平原沼澤試驗(yàn)站與西北天山冰川試驗(yàn)站為代表,這些實(shí)驗(yàn)站納入了中國科學(xué)院生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),覆蓋了我國主要的生態(tài)類型區(qū),為我國地理水文的理論與應(yīng)用研究提供了最有力的支撐。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容不僅包含了所有的水文要素的試驗(yàn)觀測(cè),而且結(jié)合了能量與溶質(zhì)等不同地理地帶的生態(tài)與環(huán)境條件的研究。在實(shí)驗(yàn)技術(shù)與手段方面,除了引進(jìn)國外的先進(jìn)儀器(如普遍配置土壤水分中子儀,太陽輻射儀等)外,根據(jù)實(shí)驗(yàn)與模擬的需要還自行研制了室內(nèi)與野外實(shí)驗(yàn)裝置[27]。配合對(duì)土壤-植物-大氣系統(tǒng)(SPAC)的觀測(cè),設(shè)計(jì)了多種儀器的綜合裝置,發(fā)展了新的研究課題。

2.6應(yīng)用性研究

結(jié)合國家與地方的任務(wù),適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)需要,在國土整治、區(qū)域發(fā)展、城鄉(xiāng)規(guī)劃、工礦交通建設(shè)、大型水利工程生態(tài)與環(huán)境保護(hù)等許多方面,進(jìn)行了大量的研究工作。在缺水的華北與西北地區(qū)的工作如節(jié)水農(nóng)業(yè)[29]等。有些研究突出地理學(xué)的特色,如在華北平原進(jìn)行的古河道調(diào)查[30],為區(qū)域的水量調(diào)蓄工作,提供了重要參考。

3、21世紀(jì)地理水文研究若干問題

展望未來,地理水文的研究,將有廣闊的發(fā)展前景。密切結(jié)合社會(huì)各方面對(duì)水日益增長的需求,適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,考慮國際學(xué)術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),面臨著嚴(yán)竣的挑戰(zhàn)和眾多的機(jī)遇,研究工作任重而道遠(yuǎn)。下面提出的若干方面僅供商榷。

3.1水資源仍為研究主題

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長,今后應(yīng)以地理水文與工程水文相結(jié)合,為水資源評(píng)價(jià)、開發(fā)、利用、管理和保護(hù)提供水資源水文的科學(xué)依據(jù),深入水文規(guī)律的研究,創(chuàng)造新的水文分析方法。由于供水量的不斷增長引起廢棄水的增加,水質(zhì)的研究和地下水及一些新水源利用,將會(huì)更加迅速地發(fā)展,不斷擴(kuò)大規(guī)?;虺叨鹊娜祟惢顒?dòng)對(duì)水資源的影響,包括三峽大壩與南水北調(diào)等超大型水資源工程的影響,將為地理水文研究提出新課題。

3.2全球變化與地理水文

埃里克·巴倫提出的通用循環(huán)模式(GENESIS)進(jìn)一步發(fā)展了全球增暖的認(rèn)識(shí)。對(duì)全球變暖引起的水文水資源變化的研究,是我們責(zé)無旁貸的任務(wù)。中國是世界大國,幅員遼闊,大約跨4°-53°N之間,水資源對(duì)氣候變化的響應(yīng)是非常復(fù)雜的。主要特點(diǎn)是:

①因緯度帶而異;

②水文水資源量的響應(yīng)屬非線性(見圖2);

③水文的變異,包括極值,有隨溫度升高而俱增的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)會(huì)影響到水資源開發(fā)利用的規(guī)劃與管理。因此,必須開展全國不同地理區(qū)或緯度帶的水文水資源對(duì)全球氣候變化響應(yīng)的研究,并為水資源未來情景作出預(yù)測(cè)。

圖2年徑流(R)對(duì)氣溫(T)與降水(P)的響應(yīng)

Fig2AnnualRunoffResponsetoAnnualTemperatureandPrecipitation

3.3全球能量與水循環(huán)實(shí)驗(yàn)(GEWEX)

GEWEX是一個(gè)跨世紀(jì)的國際研究計(jì)劃,它屬于世界氣象計(jì)劃(WCP)的內(nèi)容,橫向與水文學(xué)的研究相結(jié)合。研究計(jì)劃在1990年制定,1995年以前屬準(zhǔn)備階段。我國早在50-60年代已由黃秉維先生提出了與其基本相同的課題,即“熱水平衡”的研究。因此,在我國開展這一工作已具備了一定的基礎(chǔ)。特別是目前正在建立的中國科學(xué)院生態(tài)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò),將為開展GEWEX的研究和國際間的合作提供良好的條件。由于GEWEX的研究需要解決大小尺度空間系統(tǒng)的耦合問題,今后的研究從我國的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)臺(tái)站來看,存在著小尺度能量與水分運(yùn)動(dòng)的計(jì)算,如何在尺度上延伸或升級(jí)(Upscale),當(dāng)然,全球大尺度的模型,也需要考慮尺度的降級(jí)(Downscale)。隨著GEWEX研究向21世紀(jì)的邁進(jìn),水文與氣候?qū)W在大尺度上的結(jié)合,將會(huì)產(chǎn)生出嶄新的成果,發(fā)展新的前沿。

3.4水文循環(huán)的生物圈方面(BAHC)

在國際地圈、生物圈計(jì)劃(IGBP)中,BAHC是核心計(jì)劃之一。這與1966年澳大利亞著名土壤-水文學(xué)家菲利浦提出了土壤-植物-大氣連續(xù)系統(tǒng)的研究一脈相承。1992年已在法國召開了國際學(xué)術(shù)討論會(huì),歐洲與北美及澳洲均在開展研究,加拿大國家氣候中心立項(xiàng)作為專題項(xiàng)目。

BAHC作為IGBP的核心研究項(xiàng)目,將密切配合國際地圈、生物圈計(jì)劃的研究,旨在通過植被對(duì)水循環(huán)實(shí)現(xiàn)調(diào)控。在我國地球與生命科學(xué)的一些研究單位也正從實(shí)驗(yàn)的途徑開始工作。由于水循環(huán)控制關(guān)系到水資源調(diào)蓄利用,這項(xiàng)研究不僅具有重要的應(yīng)用前景,而且結(jié)合IGBP計(jì)劃將促進(jìn)一門新的水文學(xué)科——宏觀生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展。

3.5過度或交錯(cuò)帶(Ecotones)的水文問題

Ecotones原意為群落交錯(cuò)帶。隨著環(huán)境變化的深入研究,提出了生物多樣性的問題,Ecotones是環(huán)境水文問題研究的延伸。根據(jù)人與生物圈(MAB)的活動(dòng)計(jì)劃,1993年7月,在法國里昂召開國際地下水與地表水交錯(cuò)帶的國際學(xué)術(shù)研討會(huì),主要有以下三方面的議題:

①地下水與地表水界面的作用。

②地下水與地表水界面的障礙:原因與評(píng)價(jià)方法。

③地下水與地表水界面的管理與恢復(fù)。在我國Ecotones尚屬一個(gè)新的研究領(lǐng)域,目前國內(nèi)水文地理與化學(xué)地理工作者正在著手開展Ecotones的研究,除了地表水與地下水交錯(cuò)帶外,河湖與陸地過渡帶Ecotones也開始研究,預(yù)計(jì)未來其它交錯(cuò)帶的研究也會(huì)逐漸發(fā)展,這一研究作為水文學(xué)與環(huán)境學(xué)的交叉研究課題需于重視。

3.6雨水資源化

雨水資源化顧名思義是雨水利用的問題,80年代以來熱衷于這一研究的各國學(xué)者已舉行了六屆大會(huì)和多次區(qū)域性會(huì)議,1992年10月在日本東京都召開了國際雨水資源化區(qū)域會(huì)議。1993年8月初在肯尼亞內(nèi)羅畢召開了第六屆會(huì)議,說明雨水利用問題深受各國學(xué)術(shù)界的重視。

1989年8月初在菲律賓召開的第四屆國際大會(huì)上,醞釀成立了“國際雨水收集系統(tǒng)協(xié)會(huì)”(IRCSA)并推選了美國夏威夷大學(xué)水文學(xué)家,美籍華人霍雨時(shí)為該協(xié)會(huì)的第一任主席,該協(xié)會(huì)的成立進(jìn)一步推動(dòng)著雨水利用的研究。

雨水利用的研究應(yīng)用前景廣闊,其內(nèi)容也甚為廣泛,特別是對(duì)我國廣大農(nóng)村農(nóng)戶的供水、對(duì)缺乏河川的漁島、遠(yuǎn)離地表水源的山村等有很重要的意義,拓寬的雨水利用還包括雨云的研究(和人工增雨),屋頂雨水的收集技術(shù)以及水質(zhì)保存的方法、雨洪的調(diào)蓄等等。對(duì)于我國缺水的北方與南方石灰?guī)r山區(qū)。地表水缺乏的地區(qū),雨水利用的研究可望緩解局部地區(qū)的缺水問題。在我國降雨分配不均的情況下,這一研究的意義不言而喻。1985年6月將由中國地理學(xué)會(huì)水文專業(yè)委員會(huì)與組織在我國召開第七屆IRCSA大會(huì),可望推動(dòng)我國的雨水資源化研究。

參考文獻(xiàn)

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25劉慶書等.大邊地下水污染小區(qū)段差異分析.見:沈燦燊主編.中國地理學(xué)會(huì)水文專業(yè)委員會(huì)第五次全國水文學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京:科學(xué)出版社,1992.269-273.

26牟海省.“氣候變化與全球變暖對(duì)山地、寒地和其它地區(qū)水文水資源的影響”1993年拉薩國際學(xué)術(shù)討論會(huì)圓滿結(jié)束.地理學(xué)報(bào),1994,49(1).

27WuRai,LiuChangming.ThreeInstrumentsinRainfall-runoffSimulationlaboratory.HydrologicalProcesses,1988(2).

篇(2)

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)45-0095-03

一、概述

華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)是繼水利水電工程專業(yè)之后興辦的第二個(gè)水利專業(yè),2006年經(jīng)教育部審批,于2007年招收第一屆本科生。2007級(jí)水文與水資源工程專業(yè)按照2006版人才培養(yǎng)方案設(shè)置專業(yè)課程,《水資源評(píng)價(jià)與管理》是這些專業(yè)課程中的一門必修課,這版培養(yǎng)計(jì)劃安排是56學(xué)時(shí)(3.5學(xué)分),沒有課程設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),2006版培養(yǎng)計(jì)劃應(yīng)用一年后,到2008年開始對(duì)2006版培養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行修訂,制訂2008版本科人才培養(yǎng)方案,根據(jù)《水資源評(píng)價(jià)與管理》這門課程的時(shí)代性、實(shí)踐性和知識(shí)更新性都較強(qiáng)的特點(diǎn),將2008版的《水資源評(píng)價(jià)與管理》的課程調(diào)整為48學(xué)時(shí)(3學(xué)分),另外增設(shè)了1周(1學(xué)分)的課程設(shè)計(jì)。依據(jù)新修訂的2008版本科人才培養(yǎng)方案,華北電力大學(xué)2009年開始實(shí)施433核心課程建設(shè)計(jì)劃,433核心課程包括4門公共基礎(chǔ)課、3門專業(yè)基礎(chǔ)課和3門專業(yè)課。其中,《水資源評(píng)價(jià)與管理》成為水文與水資源工程專業(yè)的433核心課程之一,經(jīng)過2年的建設(shè),該課程順利地通過了學(xué)校433核心課程的驗(yàn)收,目前該課程的建設(shè)和教學(xué)改革正逐步進(jìn)入優(yōu)化完善階段。

《水資源評(píng)價(jià)與管理》課程是水文與水資源工程專業(yè)本科學(xué)生完成了基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)后接觸的主要專業(yè)課之一,是水文學(xué)及水資源研究領(lǐng)域中不可或缺的重要組成部分。

二、課程建設(shè)

《水資源評(píng)價(jià)與管理》課程建設(shè)包括教學(xué)大綱、教材、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、教師隊(duì)伍建設(shè)等內(nèi)容。

1.教學(xué)大綱的制定。根據(jù)2008版本科人才培養(yǎng)方案的基本要求,以電力學(xué)科為主的“大電力”特色,水文與水資源工程專業(yè)要為“水電”做基礎(chǔ)性工作的宗旨,在2006版培養(yǎng)方案的基礎(chǔ)上重新編制了水資源評(píng)價(jià)與管理的教學(xué)大綱,對(duì)課程的性質(zhì)、教學(xué)目的和任務(wù)、教學(xué)的基本要求和課程的內(nèi)容進(jìn)行了細(xì)化和規(guī)定。要求掌握水資源評(píng)價(jià)的概念、方法等,其中主要包括地表水資源量的計(jì)算和評(píng)價(jià)、地下水資源量的分析和評(píng)價(jià)、區(qū)域的水資源及水質(zhì)評(píng)價(jià)等,掌握國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、居民生活和生態(tài)環(huán)境的需水預(yù)測(cè),以及水資源供需分析方法,初步了解水資源分配及優(yōu)化配置的模型和方法,掌握現(xiàn)代水資源管理的相關(guān)基本理論、經(jīng)驗(yàn)和制度方法等。

2.教材的選擇。目前,國內(nèi)正式出版的水資源評(píng)價(jià)與管理方面的教材主要有:(1)朱岐武主編,由黃河水利出版社出版的《水資源評(píng)價(jià)與管理》,該教材主要是按照國家對(duì)高職高專人才培養(yǎng)的要求和特點(diǎn)編寫完成的。(2)高桂霞主編,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評(píng)價(jià)與管理》,該教材適合于中等專業(yè)學(xué)校的學(xué)生。(3)李彥彬等編寫,由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評(píng)價(jià)與管理》,該教材涵蓋了水資源評(píng)價(jià)與管理以及水資源利用方面的主要內(nèi)容。

在水資源規(guī)劃與管理方面的教材中也包含水資源評(píng)價(jià)與管理方面的內(nèi)容,這方面的教材主要有:(1)左其亭等編著,由中國水利水電出版社出版的《水資源規(guī)劃與管理》,該教材包含了水資源評(píng)價(jià)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展預(yù)測(cè)、水資源系統(tǒng)分析方法、水資源規(guī)劃以及水資源管理方面的內(nèi)容。(2)董增川主編,由中國水利水電出版社出版的《水資源規(guī)劃與管理》,該教材包含了水資源的概念及分類、特點(diǎn),水資源評(píng)價(jià)的概念及方法,水資源需水預(yù)測(cè)、供需平衡分析,水資源優(yōu)化配置,水資源系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度、綜合規(guī)劃、管理及水資源科持續(xù)利用等內(nèi)容。(3)水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院編制的《全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則》是一本很好的指導(dǎo)水資源評(píng)價(jià)與規(guī)劃工作的工具書[1]。這些教材涉及的面較廣,基本涵蓋了水資源評(píng)價(jià)與管理方面的相關(guān)內(nèi)容,但是作為本科生的教材,內(nèi)容上既要有一定的廣度,而且還要有一定的深度,更關(guān)鍵的是內(nèi)容一定能反映最新的相關(guān)理論或技術(shù)方法,鑒于此,筆者主編了華北電力大學(xué)《水資源評(píng)價(jià)與管理》校內(nèi)教材,該教材突出了《水資源評(píng)價(jià)與管理》這門課程的時(shí)代性和實(shí)用性,強(qiáng)調(diào)了《水資源評(píng)價(jià)與管理》是一門不斷豐富和發(fā)展的課程,內(nèi)容方面包含了水資源的數(shù)量和質(zhì)量評(píng)價(jià)、水資源開發(fā)利用對(duì)環(huán)境的影響、水資源綜合評(píng)價(jià)等,著重介紹評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)資料準(zhǔn)備、評(píng)價(jià)的程序,評(píng)價(jià)的新方法中包括物元分析法、模糊綜合評(píng)判法屬性識(shí)別方法、主成分分析法、改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)分析法和信息熵法等6種方法;水資源管理的內(nèi)容增加了目前我國最新的水資源最嚴(yán)格管理以及“三條紅線”制度等方面,而且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高,尤其是全球氣候變化及人類活動(dòng)對(duì)水資源的影響,新的水資源評(píng)價(jià)方法及水資源管理的理念將不斷出現(xiàn)。

3.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。根據(jù)華北電力大學(xué)強(qiáng)化“重實(shí)踐,強(qiáng)能力”的辦學(xué)特色,依據(jù)一周5天的設(shè)計(jì)周期編制了水資源評(píng)價(jià)與管理的課程設(shè)計(jì)任務(wù)書,其內(nèi)容包含課程設(shè)計(jì)的目的和意義、基本數(shù)據(jù)資料、課程設(shè)計(jì)要求以及時(shí)間安排等設(shè)計(jì)內(nèi)容,具體包括水文數(shù)據(jù)資料的收集、整理及處理、不同保證率下水資源量的計(jì)算、可利用地表(地下)水資源量的計(jì)算、國民經(jīng)濟(jì)各部門的需水量的計(jì)算及預(yù)測(cè)、供水需水平衡分析、水資源管理對(duì)策和措施的制定等內(nèi)容。

4.教師隊(duì)伍建設(shè)。經(jīng)過6年多的發(fā)展,已經(jīng)形成了由3~4名副教授以上的中青年教師組成的水資源評(píng)價(jià)與管理教學(xué)的教師團(tuán)隊(duì),由水文學(xué)及水資源、水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)以及管理科學(xué)與工程等專業(yè)背景的具有博士學(xué)位的年輕老師投入到一線教學(xué)的工作中來,可以充分利用具有不同專業(yè)背景的教師對(duì)該課程的不同的理解方面,使課程教學(xué)能夠集思廣益,使課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)效果更為顯著。

三、教學(xué)過程中存在問題

1.課程學(xué)時(shí)數(shù)較少。我國高等學(xué)校在“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”的培養(yǎng)目標(biāo)要求下,基本都?jí)嚎s了專業(yè)課的學(xué)時(shí)數(shù)[2]。一般3學(xué)分都是48學(xué)時(shí),要想把水資源評(píng)價(jià)的基本理論、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)程序以及水資源管理的基本理論等全面詳細(xì)地教授給學(xué)生,難度比較大,而且學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,還需要補(bǔ)充很多課外的基礎(chǔ)知識(shí),比如補(bǔ)充經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的知識(shí),以滿足水價(jià)理論方面的教學(xué)要求;補(bǔ)充優(yōu)化原理與方法的知識(shí),以滿足水資源優(yōu)化配置方面的學(xué)習(xí)等;補(bǔ)充工程水文及水利計(jì)算方面的知識(shí),以滿足水資源數(shù)量評(píng)價(jià)方面的學(xué)習(xí)等。

2..教學(xué)內(nèi)容相對(duì)滯后。由于水資源規(guī)劃與管理方面不斷涌現(xiàn)出新理論、新方法、新技術(shù)、新規(guī)范等,但高校的專業(yè)課教材一旦選定就要使用幾年,難免出現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)滯后的情況發(fā)生,其教學(xué)內(nèi)容還偏重于傳統(tǒng)的水資源評(píng)價(jià)與管理的基本原理及技術(shù)方法的講解,而對(duì)諸如水安全評(píng)價(jià)、水資源管理信息系統(tǒng)研發(fā)以及制度建設(shè)等新理論、新技術(shù)的介紹較少,造成學(xué)生在校所掌握的知識(shí)滯后于當(dāng)前學(xué)科發(fā)展進(jìn)程[1]。

3.學(xué)科交叉性較強(qiáng)。隨著水資源的緊缺,水資源問題的日益突出,水資源開發(fā)利用程度的不斷提高,使水資源評(píng)價(jià)與管理越來越成為一門理論內(nèi)容交叉性強(qiáng)、應(yīng)用面廣的課程,涉及到水與資源、水與環(huán)境、水與生態(tài)、水與經(jīng)濟(jì)、水與社會(huì)等諸多方面,另外,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用技術(shù)尤其是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等“3S”技術(shù)的發(fā)展,水資源評(píng)價(jià)與管理的任務(wù)越來越復(fù)雜和多樣。

4.學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望較低。從日常教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生在聽課中只是去記一些基本概念、基本原理、基本方程,而不是針對(duì)具體的水資源問題去尋求和思考具有針對(duì)性的對(duì)策或措施,主要是為了期末考試的試題而去聽課,這樣就使得學(xué)生沒有主動(dòng)學(xué)習(xí)的愿望,而是為了考出好的成績而去學(xué)習(xí),缺少對(duì)目前水資源、水環(huán)境、水生態(tài)出現(xiàn)的問題,以及如何將水資源管好、用好提出自己的、具有原創(chuàng)性的想法和建議。

四、教學(xué)改革

針對(duì)課程教學(xué)中出現(xiàn)的以上幾方面問題,筆者逐漸從教材的改革、教學(xué)手段的多樣化、考試方式的改革和鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等幾方面進(jìn)行了嘗試。

1.教材改革。如前所述,筆者編制了一本校內(nèi)教材,將水資源評(píng)價(jià)與管理的新理論和新方法引入到教材中來,比如在需水預(yù)測(cè)中,對(duì)于河道內(nèi)生態(tài)需水量的計(jì)算方法,加入了改進(jìn)的濕周法、Tennan法、以及流量歷時(shí)曲線法等[3];對(duì)于水資源管理中的加入了水權(quán)理論以及我們國家從2011年開始實(shí)施的最嚴(yán)格水資源管理理論的“三條紅線”制度等,以盡量減少教材與實(shí)際工作的滯后性。

2.教學(xué)手段的多樣化。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)以及圖形圖像技術(shù)的發(fā)展,尤其是多媒體技術(shù)的出現(xiàn)使現(xiàn)代教學(xué)逐步擺脫了傳統(tǒng)的“粉筆+黑板”的教學(xué)模式。因此,在教學(xué)過程中積極開發(fā)和利用電子講義、電子課件、水資源水工程方面的錄像、圖片、以及多媒體PPT課件等,盡量將比較抽象的基本概念、基本原理、難以理解的技術(shù)方法等用形象的多媒體形式表達(dá)出來,使學(xué)生更便于理解和明白,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣,并喚起學(xué)生的求知欲,從而使學(xué)生由被動(dòng)的“聽”變?yōu)橹鲃?dòng)的“學(xué)”。多媒體教學(xué)在一定程度上,彌補(bǔ)了現(xiàn)有課時(shí)的不足[2]。

3.考試方式的改革。為了防止學(xué)生只是死記硬背一些概念、原理和公式,以應(yīng)付期末考試的試題,我校改革了傳統(tǒng)的閉卷考試的方式,采取老師統(tǒng)一命題或自命題的方式撰寫課程論文,課程論文要有統(tǒng)一的格式和內(nèi)容,內(nèi)容要包括摘要、英文摘要、正文、參考文獻(xiàn),其中摘要必須在200~300字之內(nèi),而且要有研究意義目的、研究方法、研究結(jié)果和結(jié)論四部分,參考文獻(xiàn)在20~30篇以上,而且英文文獻(xiàn)要占一半左右,通過這樣的訓(xùn)練,可以使學(xué)生掌握撰寫學(xué)術(shù)論文的基本要求,為撰寫畢業(yè)學(xué)位論文打下扎實(shí)的基礎(chǔ),也為本科生參加各種競賽、發(fā)表學(xué)術(shù)論文提供必要的支撐。

4.鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目。由于水資源問題的復(fù)雜性、多樣性和交叉性,在教學(xué)過程中,我們鼓勵(lì)學(xué)生勤于思考,多發(fā)現(xiàn)跟水有關(guān)的問題,先后指導(dǎo)10多名學(xué)生根據(jù)水與環(huán)境、水與生態(tài)等方面的知識(shí),申請(qǐng)了大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,其中2項(xiàng)獲得國家級(jí)優(yōu)秀的好成績,而且以這些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目為依托發(fā)表的SCI或EI收錄學(xué)術(shù)論文3篇,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)水資源評(píng)價(jià)與管理的興趣。

五、結(jié)語

根據(jù)華北電力大學(xué)水文與水資源工程專業(yè)《水資源評(píng)價(jià)與管理》的課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn),本文對(duì)這門433核心課程包括教學(xué)大綱的制定、教材的選擇、教學(xué)手段、考試方式以及如何鼓勵(lì)大學(xué)生申報(bào)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等方面進(jìn)行了一些改革探索。按照《水資源評(píng)價(jià)與管理》課程建設(shè)的基本要求,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了豐富、拓展和必要補(bǔ)充,逐漸培養(yǎng)學(xué)生對(duì)水資源專業(yè)領(lǐng)域的了解和把握,通過撰寫課程論文逐步實(shí)現(xiàn)本科生獨(dú)立完成學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的總結(jié)和綜述、完成研究方法的實(shí)現(xiàn)、研究結(jié)果的闡述以及研究結(jié)論的得出的能力,真正培養(yǎng)本科生的實(shí)際能力。

參考文獻(xiàn):

[1]竇明,左其亭,李桂秋.水資源規(guī)劃與管理課程建設(shè)與教學(xué)研究[J].高等建筑教育,2009,18(6):91-94.

篇(3)

一、煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)存在的問題

(一)課程內(nèi)容多,授課學(xué)時(shí)少

根據(jù)國家高等教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求,近些年來,多數(shù)院校在培養(yǎng)方案的制定上存在著向公共課傾斜的現(xiàn)象,這使得專業(yè)課學(xué)時(shí)被不斷壓縮。主要表現(xiàn)在課程學(xué)時(shí)少,尤其是實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。過去動(dòng)輒幾十學(xué)時(shí)乃至上百學(xué)時(shí)的課程,現(xiàn)在多為32~48學(xué)時(shí)。在多數(shù)煤炭院校中,水文與水資源工程專業(yè)開設(shè)有基礎(chǔ)地質(zhì)學(xué)、礦物巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等課程,具有一定的地學(xué)背景。即便如此,工程地質(zhì)學(xué)課程仍涉及工程巖土學(xué)、工程動(dòng)力地質(zhì)作用、巖土工程勘察等方面的內(nèi)容,這使得該課程教學(xué)內(nèi)容繁雜,教師上課難度增大。在此情況下,如不進(jìn)行課程教學(xué)改革,教師就無法很好地完成相關(guān)內(nèi)容的講授;同時(shí)學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)也將停留在較淺的感性認(rèn)知階段,不能理解機(jī)理性的問題,更不能深刻地認(rèn)識(shí)該課程在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用,這勢(shì)必對(duì)學(xué)生未來就業(yè)產(chǎn)生不利的影響。

(二)教學(xué)方法單調(diào)

工程地質(zhì)學(xué)課程基本概念和基本原理較多,同時(shí)該課程又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,因此,單一的多媒體或板書授課模式很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。加之個(gè)別教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足,存在照本宣科的現(xiàn)象;而個(gè)別教師授課又完全脫離指定教材,這些都容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)心理。此外,課程中涉及的一些教學(xué)內(nèi)容,諸如崩塌、滑坡等災(zāi)害的形成機(jī)理及演化過程等比較抽象,單純?cè)赑PT中以圖片形式展示,不能很好地呈現(xiàn),學(xué)生缺少感性的認(rèn)識(shí),這在一定程度上挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

(三)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱

近些年來,隨著高校的不斷擴(kuò)張,教學(xué)資源的投入問題已經(jīng)成為高校普遍面臨的問題。具體到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)兩個(gè)方面:一方面野外實(shí)踐場(chǎng)地或基地功能缺失,滿足不了野外實(shí)踐教學(xué)的需求;另一方面學(xué)生人數(shù)與設(shè)備臺(tái)套數(shù)不成比例,同時(shí)也存在部分試驗(yàn)儀器無場(chǎng)地安放的尷尬局面,導(dǎo)致部分試驗(yàn)無法開出,學(xué)生動(dòng)手能力得不到培養(yǎng)。此外,還存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和時(shí)間不靈活等問題。目前多數(shù)院校的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是教師準(zhǔn)備好試驗(yàn)后,學(xué)生在制定的條件下按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行,學(xué)生真正思考的較少,部分學(xué)生既不動(dòng)腦也不動(dòng)手,而是依靠同組其他同學(xué)來完成實(shí)驗(yàn),這不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),容易導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不足或喪失。

(四)考核方式單一

考核成績比例分配不合理,多數(shù)院校該課程考核成績都是由期末考試成績(約占70%~80%)和平時(shí)成績(占20%~30%)組成,而平時(shí)成績又多以上課出勤率、課外作業(yè)以及實(shí)踐環(huán)節(jié)表現(xiàn)等形式存在,其中上課出勤率占主導(dǎo)地位。這樣難免會(huì)存在一些學(xué)生到課不聽課,考前突擊且考分很高的現(xiàn)象。此外,考核的內(nèi)容也不夠全面,多側(cè)重于理論知識(shí),往往忽視學(xué)生動(dòng)手能力的考核,最終導(dǎo)致校內(nèi)所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作脫節(jié),不利于綜合人才的培養(yǎng)。

二、課程教學(xué)改革探索

針對(duì)當(dāng)前教學(xué)過程中存在的問題,結(jié)合近年來的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)等幾方面對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行改革。

(一)合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改專業(yè)通識(shí)教學(xué)為行業(yè)特色教學(xué)

在教學(xué)內(nèi)容的選擇上,要突出院校的特色優(yōu)勢(shì)。針對(duì)煤炭院校水文與水資源工程專業(yè)具有地學(xué)背景這一特點(diǎn),工程地質(zhì)學(xué)課程教學(xué)可主要講解三部分的內(nèi)容,即巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究、工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究以及工程地質(zhì)勘察等。巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)研究是該課程的基礎(chǔ),該部分主要講授土的物質(zhì)組成、物理力學(xué)性質(zhì)以及巖土體的工程地質(zhì)特性;工程動(dòng)力地質(zhì)作用研究是該課程的核心內(nèi)容,講授學(xué)時(shí)應(yīng)占總學(xué)時(shí)的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質(zhì)研究;工程地質(zhì)勘察部分主要講授工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、試驗(yàn)以及長期觀測(cè)等幾種工程地質(zhì)勘察方法。課程教學(xué)要確保在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)突出重點(diǎn),同時(shí)也要注意前后所學(xué)課程內(nèi)容上的銜接,避免重復(fù)。

(二)豐富教學(xué)方法和手段,改單一的滿堂灌為交互式教學(xué)

工程地質(zhì)學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,其教學(xué)目標(biāo)是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于工程地質(zhì)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)、判斷能力和工程地質(zhì)問題的分析、處理能力,這需要在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,緊扣學(xué)科的發(fā)展前沿和熱點(diǎn)問題,豐富教學(xué)方法和手段,靈活組織課堂教學(xué)。

傳統(tǒng)課堂教學(xué)方式使學(xué)生獲取的知識(shí)較多地局限在抽象的經(jīng)驗(yàn)上,而現(xiàn)代化的教學(xué)手段不僅可以使學(xué)生獲取抽象的理論知識(shí),還可以提供豐富的觀察經(jīng)驗(yàn),在一定程度上將理論與實(shí)踐相結(jié)合,因此要充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。如在講授滑坡、泥石流等內(nèi)容時(shí)可采用flash動(dòng)畫或影像資料展示災(zāi)害的形成過程、危害以及其防治措施;在講授地震的工程地質(zhì)研究內(nèi)容時(shí)可結(jié)合典型的地震(512汶川大地震),講解地震發(fā)生的機(jī)理及預(yù)警預(yù)防措施;在講解地下硐室位置的工程地質(zhì)論證時(shí),可借助物理模型來分析地形、地質(zhì)構(gòu)造、巖性特征等對(duì)硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、主動(dòng)性,同時(shí)也可節(jié)省一定的時(shí)間,擴(kuò)大課堂教學(xué)的信息量,提高教學(xué)效果。

鑒于該課程內(nèi)容多,課時(shí)少,可采取學(xué)生自學(xué)、教師課堂講解和課外輔導(dǎo)答疑相結(jié)合的教學(xué)方法,以鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力。還可就工程地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題,設(shè)置課堂辯論。通過教師布置論題學(xué)生收集資料學(xué)生課堂辯論教師講解剖析的教學(xué)過程,改過去教學(xué)單行道(教師到學(xué)生)為雙行道(教師到學(xué)生,學(xué)生到教師),引導(dǎo)學(xué)生分析問題和解決問題。例如,針對(duì)近期發(fā)生的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,可設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因?人類活動(dòng)or自然條件的論題,讓學(xué)生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災(zāi)害相關(guān)的資料,展開討論與辯論,從而達(dá)到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關(guān)知識(shí)的目的。此外,還可增加一些工程實(shí)例課,讓學(xué)生嘗試用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問題。例如利用最新發(fā)生的地震、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的工程實(shí)例,探討這些災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理及防治措施,從而鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力。

(三)加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué),改被動(dòng)式接受為主動(dòng)式探索

在實(shí)施實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)時(shí),要強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教師的引導(dǎo)作用。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前,指導(dǎo)教師可提出實(shí)驗(yàn)要求及注意事項(xiàng),并給出參考意見,讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,將原來的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。盡量創(chuàng)造條件讓學(xué)生開拓思維,發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,提高洞察力,培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的工作作風(fēng),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

野外實(shí)踐應(yīng)有效地將理論與實(shí)際相結(jié)合。因此,在進(jìn)行野外實(shí)踐教學(xué)時(shí)地點(diǎn)應(yīng)盡可能選擇工程地質(zhì)現(xiàn)象豐富的地方。對(duì)河南理工大學(xué)而言,可在市區(qū)北部的縫山針公園進(jìn)行為期半天的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。結(jié)合園區(qū)內(nèi)原有采石場(chǎng)開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應(yīng)力分布狀態(tài)及變化特征,邊坡變形破壞類型及穩(wěn)定性的影響因素,同時(shí)還可結(jié)合該園區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外,可結(jié)合水文與水資源工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)意愿和方向,在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)環(huán)節(jié)安排一些與工程地質(zhì)有關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容,例如巖土工程勘察設(shè)計(jì)或巖土工程分析與評(píng)價(jià)、邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)以及煤矸石堆積體穩(wěn)定性分析等。在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)過程中要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,讓學(xué)生多動(dòng)手、多動(dòng)腦,多方位培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力。

(四)完善考核內(nèi)容與方式,改重視理論考核為突出實(shí)踐性考核

篇(4)

中圖分類號(hào):P333文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)

Abstract: With the rapid development of economy, the hydrological business of China as an economic and social development in the process of basic public service has gradually developed. Years of work experience in the hydrology in this paper, a brief summary of the basic position of hydrological possession in water resources management and technical support, and how to further enhance the status and function of Hydrology in water resources management system was introduced in this paper.

Keywords: Hydrology; water resources management; problem; status.

我國水資源面臨的主要問題

由于我國是人口大國,水資源相對(duì)缺乏并且分布不均勻,加上對(duì)水資源的破壞與污染熬制目前的水文無法滿足生產(chǎn)力布局的需要,我國的水資源管理中面臨許多問題。隨著經(jīng)濟(jì)大規(guī)模的開發(fā)以及全球氣候的變化,我國的水資源形勢(shì)更加嚴(yán)峻。數(shù)據(jù)表明,目前我國有勁三分之二的城市出現(xiàn)缺水現(xiàn)象,近2億的農(nóng)村人口存在不安全飲水現(xiàn)象,還有1億多人使用的水資源水量不穩(wěn)定,水質(zhì)不安全,。除此之外,農(nóng)業(yè)灌溉用水也出現(xiàn)不足。總體來講我國每年缺水量達(dá)到400億立方米之多,水資源管理面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。嚴(yán)重影響了我國邁向小康社會(huì)的進(jìn)程,在一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

二、水文在水資源管理中的基礎(chǔ)地位

不同于其他的資源水資源具有循環(huán)可再生利用的特點(diǎn),除此之外,水資源還具有不可替代的使用性以及空間分布不均勻以及對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有兩面性的特點(diǎn)。水資源的循環(huán)可再生特點(diǎn)是由于水資源存在降水—徑流—蒸發(fā)的自然水文循環(huán),為了保證循環(huán)的安全性,人類在對(duì)水資源的利用過程要控制在一定的范圍內(nèi)。

為了加強(qiáng)對(duì)水文在水資源管理中的地位,我國的水文部門已經(jīng)建立了專業(yè)的水文網(wǎng)站來對(duì)水質(zhì)、地表水以及地下水進(jìn)行數(shù)據(jù)的觀測(cè)、收集和整理。各級(jí)水文機(jī)構(gòu)也按照相同的方法進(jìn)行水資源的管理,這樣做有利于實(shí)現(xiàn)水資源的統(tǒng)一管理。由于水文在防治干旱缺水、水土流失、洪澇災(zāi)害以及水污染四大水資源危機(jī)管理中作用是無可替代的,這就為水文在水資源管理中奠定了基礎(chǔ)性的地位。

水文在水資源管理中的作用

在目前的水資源管理過程中應(yīng)該堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀以及科學(xué)發(fā)展觀的戰(zhàn)略思想,本著服務(wù)國家、改善民生、合理配置水資源、節(jié)約用水、保護(hù)水資源的原則進(jìn)行水資源的管理工作。在管理過程中應(yīng)該以建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)為載體,以加強(qiáng)水文資源制度管理為平臺(tái)、以改革創(chuàng)新為方法、以水工程規(guī)劃審批、水資源論證以及水資源費(fèi)征收等為措施,以能力建設(shè)為保障。

在水資源管理過程中,只有做到嚴(yán)格執(zhí)行管理制度、認(rèn)真落實(shí)管理工作,提高管理水平,堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀,并不斷對(duì)管理制度進(jìn)行革新,才能保證水資源管理的有效性。除此之外,還應(yīng)該對(duì)水資源進(jìn)行合理的配置,將水資源的節(jié)約和保護(hù)工作提上日程,嚴(yán)格劃分水資源管理的“三道紅線”,對(duì)用水量、排污量以及水的浪費(fèi)進(jìn)行嚴(yán)格的管理。這有加強(qiáng)管理才能確保水文在水資源管理中的重要作用。

3.1 實(shí)行用水總量控制 水文資料與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,用水總量也在不斷地加大。這就導(dǎo)致我國各地區(qū)逐步出現(xiàn)水量缺失以及水質(zhì)問題,這就導(dǎo)致了水質(zhì)糾紛事件的不斷出現(xiàn)。為了控制用水總量,應(yīng)該對(duì)水資源進(jìn)行合理的配置。在配置過程中,首先應(yīng)該確定分配對(duì)象選擇定量的水資源,然后按行政區(qū)域?qū)λY源進(jìn)行逐級(jí)分配,并對(duì)生產(chǎn)用水以及生活用水進(jìn)行劃分。對(duì)水量進(jìn)行控制和合理配置有利于對(duì)缺水干旱地區(qū)的干禮,并且可以有效的解決生態(tài)環(huán)境以及水量水質(zhì)問題,有利于各行政區(qū)、各流域統(tǒng)籌用水。所以在制定水量的配置方案以及進(jìn)行水資源的管理過程中,必須以水文監(jiān)測(cè)整編成果、水文實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資料為依據(jù)。

3.2 嚴(yán)格控制入河排污總量,水文水質(zhì)水量同步監(jiān)測(cè)作用明顯。

為了有效控制入河排污總量,我國的水文管理部門都制定了水功能區(qū)劃,并對(duì)次提出了水域納污能力及限制排污總量意見。為了有效的控制排污總量必須加強(qiáng)對(duì)水文水質(zhì)水量的同步檢測(cè)工作,尤其是對(duì)飲水安全的同步檢測(cè)至關(guān)重要。在同步檢測(cè)過程中一旦發(fā)現(xiàn)排污總量超過控制指標(biāo),水質(zhì)不達(dá)標(biāo),以及應(yīng)用水水源地的水量水質(zhì)出現(xiàn)問題的現(xiàn)象,要及時(shí)向政府及相關(guān)部門報(bào)告,及時(shí)制定出合理的方案來解決上述問題。

3.3 遏制用水浪費(fèi),水文計(jì)量監(jiān)督和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段可靠。

由于我國的人均水資源占有量較低并且水資源分配不均勻,為了解決這一問題我國必須要加強(qiáng)水資源的節(jié)約管理工作,遏制水資源的浪費(fèi)。這就要求我們加強(qiáng)對(duì)水文計(jì)量監(jiān)督工作和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段,并且制定嚴(yán)格的節(jié)約以及保護(hù)水資源的法律法規(guī),這些手段對(duì)遏制用水浪費(fèi)可以起到明顯的作用。

四、加強(qiáng)水資源管理的措施。

在進(jìn)行水資源管理過程中應(yīng)該堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展觀,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)思想,以水利中心工作以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展要求為中心,以加強(qiáng)水文水資源監(jiān)測(cè)體系建設(shè)為基礎(chǔ),以推進(jìn)體制機(jī)制改革為動(dòng)力,以提供全面優(yōu)質(zhì)服務(wù)為目標(biāo),以提高預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力為重點(diǎn),以強(qiáng)化科技創(chuàng)新和隊(duì)伍建設(shè)為保障。將水文管理工作從局部建設(shè)向整體建設(shè)發(fā)展,從數(shù)據(jù)服務(wù)型向成果服務(wù)型轉(zhuǎn)變,從技術(shù)導(dǎo)向型向服務(wù)導(dǎo)向型轉(zhuǎn)變,從行業(yè)水文向社會(huì)水文轉(zhuǎn)變。以此來提高水文在水資源管理工作中的作用及地位。

4.1 應(yīng)加強(qiáng)水文在水資源狀況基礎(chǔ)資料方面的統(tǒng)計(jì)職能

為了有效的掌握水文資料,掌握各地區(qū)的用水總量,水資源管理部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水資源狀況基礎(chǔ)資料的收集和統(tǒng)計(jì)工作。這就有求水利部門對(duì)各地區(qū)的供水量、用水量、水文質(zhì)量、水資源的相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)。冰晶數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析,并建立數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。

4.2 應(yīng)賦予水文參與水資源規(guī)劃的職能

為了提高水文在是資源管理工程中的地位,各級(jí)政府在城市規(guī)劃以及土地規(guī)劃過程中應(yīng)該對(duì)當(dāng)?shù)氐乃Y源進(jìn)行充分了解,所以應(yīng)該賦予水文參與水資源規(guī)劃的職能,這樣水文部門就可以參與水資源的規(guī)劃以及評(píng)價(jià)工作,為城市規(guī)劃以及土地規(guī)劃工作提供了方便。

4.3 應(yīng)參與當(dāng)?shù)厮Y源合理配置、統(tǒng)一調(diào)度實(shí)施方案的編制。

在對(duì)各地區(qū)進(jìn)行水資源的配置過程中,各地區(qū)的水文部門應(yīng)該充分發(fā)揮其對(duì)當(dāng)?shù)厮牡牧私鈨?yōu)勢(shì),來參與水資源的合理配置。并為是自愿的合理配置制定出實(shí)施方案。

4.4加強(qiáng)入河排污口調(diào)查、監(jiān)測(cè)和管理,入河排污口監(jiān)管是水法賦予水行政管理部門的重要職責(zé),也是實(shí)施水功能區(qū)的納污總量控制的重要手段之一。水文部門已承擔(dān)過入河排污口普查登記工作,具有了一定的基礎(chǔ),應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)重點(diǎn)河段入河排污口的調(diào)查、監(jiān)測(cè)和管理。

4.5加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè),打造一支適應(yīng)最嚴(yán)格水資源管理制度實(shí)施的管理隊(duì)伍和技術(shù)隊(duì)伍,一方面加強(qiáng)學(xué)習(xí)和培訓(xùn),提高人員素質(zhì);另一方面要加大高層次專業(yè)人才的引進(jìn)

結(jié)束語:隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人口的不斷增加,我國的水資源出現(xiàn)了嚴(yán)重的不足,再加上我國的水資源分布不均勻,水質(zhì)出現(xiàn)問題等問題。水文在水資源管理中占有的基礎(chǔ)性地位以及技術(shù)支撐作用。文章中筆者對(duì)目前我國的水資源管理中存在的問題以及水文在水資源管理中的地位以及作用,并提出了加強(qiáng)水資源管理工作的措施。通過這些措施,來提高水文在水資源管理中的基礎(chǔ)性地位和支撐作用。

參考文獻(xiàn):

【1】陳東景;王曉峰;高衛(wèi)東;;哈密市水資源可持續(xù)利用初探[J];新疆師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1998年04期

【2】鄭通漢;論制度績效與水資源可持續(xù)利用[J];中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2004年02期

【3】張平;國外水資源管理實(shí)踐及對(duì)我國的借鑒[J];人民黃河;2005年06期

篇(5)

長江水利委員會(huì)主任蔡其華、中國南京水利科學(xué)研究院院長張建云院士、武漢大學(xué)夏軍教授、挪威科學(xué)院Lars Gottschalk院士、湖北省副省長郭生練教授、香港中文大學(xué)陳永勤教授分別作了題為《三峽水庫科學(xué)調(diào)度的幾個(gè)關(guān)鍵問題》、《關(guān)于我國北方水資源問題的再認(rèn)識(shí)》、《水系統(tǒng)科學(xué)與流域水環(huán)境治理的水質(zhì)—水量聯(lián)合調(diào)控技術(shù)》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯級(jí)水庫影響的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法研究》、《廣東省半個(gè)世紀(jì)以來的洪水、干旱與臺(tái)風(fēng)災(zāi)害演變特征研究》大會(huì)特邀報(bào)告。長江水利委員會(huì)水文局王俊局長、北京師范大學(xué)段青云教授、挪威奧斯陸大學(xué)許崇育教授、成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院王仁坤研究員、北京師范大學(xué)徐宗學(xué)教授、中山大學(xué)陳曉宏教授、長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院陳進(jìn)院長、華中科技大學(xué)周建中教授、河海大學(xué)陳喜教授、武漢大學(xué)楊金忠作了主題報(bào)告。114位專家在分會(huì)場(chǎng)作了學(xué)術(shù)交流。

篇(6)

2001年7月在世界知名海岸水利工程建設(shè)的荷蘭王國連續(xù)舉辦了兩個(gè)直接與水科學(xué)有關(guān)的大型國際科學(xué)大會(huì)。一個(gè)是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹(Amsterdam)由國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)、國際人文計(jì)劃(IHDP)和世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)聯(lián)合舉辦的“全球變化科學(xué)大會(huì)(GlobalChangeOpenScienceConference)”。國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)是國際著名的全球變化科學(xué)研究計(jì)劃,受到國際地球科學(xué)屆廣泛的關(guān)注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國際學(xué)術(shù)活動(dòng)-“全球變化科學(xué)大會(huì)”云集來自國際的100多個(gè)國家的全球變化研究的專家學(xué)者、管理者約1600多人。大會(huì)主題是:一個(gè)變化的地球的挑戰(zhàn)(ChallengesofaChangingEarth)。中國派出以科學(xué)院為主體的約60多人的代表團(tuán),進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和討論,其中除了碳循環(huán)和土地覆被變化是大會(huì)主要議題外,水循環(huán)及水資源是大會(huì)重要內(nèi)容之一。

另一個(gè)是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特(Masstricht)舉行的第6屆國際水文科學(xué)大會(huì)。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。這是一次專門針對(duì)國際水文科學(xué)進(jìn)展的回顧和研討大會(huì),來自國際60多個(gè)國家的500名代表出席了大會(huì)。第6屆國際水文科學(xué)大會(huì)的主題是:一個(gè)干旱地球新的水文學(xué)(ANewHydrologyforaThirstyPlanet)。

受國家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部的部分資助,筆者應(yīng)邀參加這兩個(gè)大會(huì),并擔(dān)任第6屆國際水文科學(xué)大會(huì)第二學(xué)術(shù)研討會(huì)的分會(huì)主席。本文是對(duì)這兩個(gè)國際會(huì)議中關(guān)于水科學(xué)研究進(jìn)展的綜述,希望介紹水科學(xué)方面一些新的進(jìn)展,提出我國對(duì)國際水科學(xué)的貢獻(xiàn)和存在的問題與挑戰(zhàn)。

二.全球變化與水文科學(xué)問題

全球環(huán)境變化(簡稱全球變化)是目前和未來人類和社會(huì)發(fā)展面臨的共同問題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動(dòng)造成環(huán)境變化的影響。了解自然變化和人類活動(dòng)的影響是國際地球科學(xué)發(fā)展最為關(guān)系的問題。

7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學(xué)大會(huì)”,內(nèi)容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題,即:(1)一個(gè)不斷變化的地球的挑戰(zhàn):對(duì)全球變化的科學(xué)理解。(2)展望未來:地球系統(tǒng)科學(xué)與全球可持續(xù)性。大會(huì)邀請(qǐng)若干專家學(xué)者做報(bào)告,在大會(huì)研討中設(shè)立一系列專題研討會(huì)和招貼展示論文。

大會(huì)專題報(bào)告內(nèi)容有:

·一個(gè)不斷變化的地球的挑戰(zhàn):對(duì)全球變化的科學(xué)理解(BerrienMoore)

·土地變化的集中性與復(fù)雜性:虛構(gòu)與現(xiàn)實(shí)(B.L.Turner)

·氣候變化與海洋生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué):可持續(xù)資源利用的內(nèi)涵(MichaelJ.Fogarty)

·21世紀(jì)中的糧食:全球氣候的差異性(MachendraShah)

·人類時(shí)期的大氣化學(xué)(PaulJ.Crutzen)

·火與薄霧:東南亞空氣質(zhì)量的社會(huì)與政治因素上的不均性(SimonS.C.)

·海洋和陸地碳動(dòng)力學(xué)(IanR.Noble)

·碳與科學(xué)政策的聯(lián)系:京都的挑戰(zhàn)(RobertT.Watson)

·對(duì)CO2挑戰(zhàn)的工業(yè)響應(yīng)(CharlesNicholson)

2.水與全球變化的關(guān)聯(lián):世紀(jì)資源的挑戰(zhàn)?(LeenaSrivaatava)。

·我們會(huì)有足夠的高質(zhì)量的水嗎?(HartmutGrassl)

·水會(huì)滿足人們的需要嗎?(PeterD.Tyson)

·大壩對(duì)漁業(yè)的影響:三峽大壩實(shí)例研究。Chen-TungArthurChen教授,臺(tái)灣,國家SunYat-Sen大學(xué),海洋地理和化學(xué)學(xué)院。

·澳大利亞大陸上的水,碳和氮:氣候和土地利用變化的影響(MichaelRaupach)

3.全球生物地球化學(xué):星球新陳代謝系統(tǒng)的理解(PamelaMatson)

·海洋生物地球化學(xué):變化的海洋(DavidM.Karl)

·陸地上碳的過去、現(xiàn)在和未來(RobertJ)

·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析(OranR.Young)

4.陸地—海洋的交互作用:區(qū)域與全球的聯(lián)系。(RogerHarris)

·生物地球化學(xué)的交互作用與反饋(TimJickells)

·沿海地區(qū)的全球變化:東南亞的實(shí)例研究(LianaTalaue-McManus)

5.氣候系統(tǒng):預(yù)報(bào)、變化和可變性

·以前和以后的氣候變化:我們究竟去何處(ThomasF.Pedersen)

·氣候變化的1000年(RaymondS.Bradley)

·正在變化的寒區(qū):高緯區(qū)全球變暖的影響(OlegAnisimov)

·耦合氣候系統(tǒng):可變性和可預(yù)測(cè)性(AntonioJ.Busalacchi)

6.土地利用變化的熱點(diǎn)地區(qū)和地球系統(tǒng):區(qū)域和全球的聯(lián)系

·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎?北非:撒哈拉沙漠;

·東南亞1:理解變化的亞洲季風(fēng)系統(tǒng):大規(guī)模植被和土地利用在水循環(huán)和氣候中的作用

·東南亞2:人類引導(dǎo)的陸地覆蓋的變化能對(duì)亞洲季風(fēng)有多大的改變?

·亞馬遜河流域和土地利用的變化:未來能平衡嗎?

·陸地表面與氣候有聯(lián)系嗎?一種綜合。

7.模擬和觀測(cè)地球系統(tǒng)(DavidCarson)

·處理地球系統(tǒng)的復(fù)雜性和不確定性(H.J.Schellnhuber)

·監(jiān)視地球系統(tǒng)的短期不穩(wěn)定性和長期的趨勢(shì):一個(gè)空間的挑戰(zhàn)(JoseAchache)

·虛擬現(xiàn)實(shí)的過去、現(xiàn)在和未來(JohnMitchell)

8.地球系統(tǒng)需要生物多樣性嗎?(AnneLarigauderie)

·為什么地球系統(tǒng)科學(xué)需要海洋生物多樣性?(KatherineRichardson)

·生物多樣性是如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的過程與功能(SandraDiaz)

9.科技能夠補(bǔ)償星球嗎?(MikeBrklacich)

·自然的回歸:為什么和怎樣進(jìn)行(JesseH.Ausubel)

·工業(yè)變革:生產(chǎn)與消費(fèi)中的探測(cè)系統(tǒng)變化(PierVellinga)

10.面向全球可持續(xù)性(HansOpschoor)

·區(qū)域和全球可持續(xù)性的挑戰(zhàn)和障礙(JuliaCarabias)

·轉(zhuǎn)向可持續(xù)性的研究系統(tǒng)(WilliamC.Clark)

·可持續(xù)性科學(xué)起源討論:什么是可持續(xù)性科學(xué)?為什么要可持續(xù)性科學(xué)?(JaneLubcheno)

·可持續(xù)科學(xué)和氣候變化(BertBolin)

·重新概念化自然-社會(huì)的交互作用:將環(huán)境和發(fā)展結(jié)合起來理解(RobertW.Kates)

·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續(xù)性:環(huán)境與社會(huì)交互作用中不可持續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)(P.A.Matson)

·人與環(huán)境相互作用的脆弱性:尤卡坦南部事例(B.L.Turner)

·各學(xué)科間的可持續(xù)性科學(xué)(RobertW.Corell)

大會(huì)專題討論內(nèi)容十分豐富,有:A1-全球碳循環(huán);A2-大城市與全球變化;A3-南厄爾尼諾的擺動(dòng)同過去、未來氣候變化的聯(lián)系;A4-地球系統(tǒng)的演化;A5-生物多樣性的全球變化;A6-全球變化與火;A7-海岸區(qū)人類活動(dòng);B1-食品生產(chǎn)和環(huán)境間的平衡;B2-理解土地利用的變化,以致重建、描述或預(yù)測(cè)土壤覆蓋度;B3-冰雪層和全球變化:制度和指標(biāo);B4-地球系統(tǒng)分析;B5-陸地生物圈與全球變化;B6-社會(huì)轉(zhuǎn)化過程;B7-海洋與氣候變化;C1-水資源對(duì)環(huán)境變化的脆弱性:一種系統(tǒng)方法;C2-把人放入地球系統(tǒng)中:受害者或是破壞者,擾亂者或是解決者?C3-大氣和全球變化;C4-全球變化非線性變化和驚訝;C5-生態(tài)系統(tǒng)管理可持續(xù)發(fā)展的展望;C6-科學(xué)和政策過程:IPCC;C7-全球變化與山地區(qū)。

大會(huì)報(bào)告集中在水科學(xué)問題的主題有:全球變化中的水問題-21世紀(jì)資源的挑戰(zhàn),尤其值得提到的是7月12日下午,大會(huì)專門針對(duì)水循環(huán)水資源問題,舉行了“環(huán)境變化的水資源脆弱性系統(tǒng)分析”學(xué)術(shù)研討會(huì)。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學(xué)會(huì)水文專業(yè)委員會(huì)主席、亞利桑那大學(xué)水文水資源系的SorooshSorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計(jì)劃中水問題的研究:半干旱區(qū)流域水文循環(huán)與可持續(xù)性”。德國的CharlesVorosmarty教授報(bào)告了“地球系統(tǒng)科學(xué)對(duì)全球水評(píng)估的貢獻(xiàn)”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項(xiàng)目的核心“完整的流域管理”經(jīng)驗(yàn)。JosephAlcamo教授指出全球“水危機(jī)區(qū)與脆弱性”。JimWallace教授強(qiáng)調(diào)“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-Wostl教授研討“面向社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性:水管理部門職能的轉(zhuǎn)變過程挑戰(zhàn)”。

三.水文科學(xué)與水資源安全

7月18-27日第6屆國際水文科學(xué)大會(huì)在荷蘭的馬絲特里特(Masstricht)舉行。大會(huì)對(duì)過去水文水資源研究進(jìn)行總結(jié),對(duì)未來水文科學(xué)的發(fā)展進(jìn)行展望。會(huì)議由4個(gè)專題學(xué)術(shù)大會(huì)(Symposium,簡寫為S)和6個(gè)學(xué)術(shù)研討會(huì)(Workshop,簡寫為W)組成。會(huì)議主要集中在水文科學(xué)基礎(chǔ)研究和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源研究兩個(gè)方面:

1.水文學(xué)基礎(chǔ)研究

S4.土壤-植被-大氣轉(zhuǎn)化方式和大尺度水文模擬

WS4.高山地區(qū)水文過程與冰圈作用

WS2.水文長期變化與氣候影響

S3.人類活動(dòng)對(duì)地下水動(dòng)態(tài)的影響

WS6.海岸濕地水文的演化

2.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源研究

S1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水危機(jī)

S2.區(qū)域水資源管理

WS1.全球變化與洪水預(yù)報(bào)

WS3.信息技術(shù)在可持續(xù)水管理的作用

WS5.GIS&RS在土壤侵蝕和水質(zhì)變化的應(yīng)用

特別需要指出,由于全球變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,水資源問題愈來愈突出,給水文科學(xué)研究提出新的課題,即變化環(huán)境下的水資源形成與演化規(guī)律問題。IAHS會(huì)議的S1-S2,主要研討這些國際國家和區(qū)域尺度急迫的問題。關(guān)于S1和S2的研討內(nèi)容題目摘錄如下:

S1:水脅迫下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展(E.Servat)

水源豐富,資金缺乏,水工業(yè)能否繼續(xù)生存尚未可知。

·健康部門希望從水文學(xué)家那兒得到什么?

·河流生態(tài)系統(tǒng)的研究和管理中對(duì)水文數(shù)據(jù)的需求。

·多學(xué)科綜合研究—對(duì)水危機(jī)的響應(yīng)。

·食物保障中的水資源及管理。

·洪水控制與城市排水系統(tǒng)管理。

·全球水協(xié)作計(jì)劃

S2區(qū)域水資源管理

S2-1過去水管理的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)(A.SchumannM.C.Acreman,M.Marino):

·可持續(xù)發(fā)展的度量及其在實(shí)際水管理計(jì)劃中的實(shí)現(xiàn)。

·可持續(xù)水庫發(fā)展—津巴布韋實(shí)例研究。

·Yamuna河流域的可持續(xù)區(qū)域水管理:Delhi區(qū)域的實(shí)例研究。

·Limpopo河:逐步走向可持續(xù)發(fā)展和一體化的水資源管理。

·中國新疆博斯騰湖流域的水資源可持續(xù)性發(fā)展管理經(jīng)驗(yàn)的啟示。

·印度干旱地區(qū)過去管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

·水壩功能新探——一個(gè)不應(yīng)忽略的問題。

·Dehli區(qū)域水資源管理的一體化進(jìn)程:問題與展望。

·北尼日利亞半干旱區(qū)域的Hadejia河上建壩的影響:對(duì)未來管理的建議。

·可持續(xù)發(fā)展的特征及供水管理模型。

·澳大利亞富營養(yǎng)化進(jìn)程的現(xiàn)階段研究。

·城市水計(jì)劃書——印度班加羅爾的實(shí)例研究。

·水資源系統(tǒng)中相對(duì)可持續(xù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)的框架。

S2-2可持續(xù)發(fā)展與水資源管理(夏軍,D.Rosbjerg,G.Schultz)

·為保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的整合水質(zhì)與水量的數(shù)學(xué)生態(tài)模型的發(fā)展。

·歐洲地下水可持續(xù)發(fā)展管理的指導(dǎo)方針。

·清除河岸異生植被是否為一種有效的水資源管理策略。

·地表水和地下水的聯(lián)合管理。

·河流管理可視化中的變換系統(tǒng)邊界。

·改善環(huán)境中被忽視的因子——監(jiān)控。

·加入風(fēng)險(xiǎn)基金平衡流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境壓力之間的沖突。

·使用風(fēng)險(xiǎn)分析提高水資源系統(tǒng)模型的效率和精度。

·整合水資源管理中的角色分配。

·Volta流域的水資源競爭。

·復(fù)雜水環(huán)境管理中的空間適應(yīng)方法。

S2-3水資源管理的方法(R.Davis,S.Walker)

·流域水平上的水資源管理整合模型。

·提高以決策支持系統(tǒng)為基礎(chǔ)的模型的精度——水管理中的一種好的建模實(shí)踐。

·持續(xù)性水系統(tǒng)的水力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

·人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的河流洪水預(yù)報(bào)。

·氣候變化影響評(píng)估中的不確定因子的概率特征。

·研究城市化對(duì)區(qū)域水資源影響的一種流域水文模型。

·水、氮循環(huán)的一種大尺度評(píng)估模型——在Elbe河流域的基礎(chǔ)研究。

·基于地形學(xué)和土壤水文學(xué)的濕地重建計(jì)劃方法的發(fā)展。

·英格蘭西南部Dartmour地區(qū)放牧對(duì)水文的影響。

四.21世紀(jì)水文科學(xué)的發(fā)展機(jī)遇與展望

傳統(tǒng)的水文學(xué)研究只考慮水量的自然變化,現(xiàn)代水文循環(huán)需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動(dòng)等方面的影響。國際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)代表國際地球?qū)W科發(fā)展前沿,水文循環(huán)的生物圈方面(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle,簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態(tài)-水文過程與空間格局的變化規(guī)律和受人類活動(dòng)影響的關(guān)鍵問題,以科學(xué)地解釋:植被是如何與水文循環(huán)的物理過程相互作用的?改變陸面生態(tài)過程的直接原因是什么?是大尺度人類活動(dòng)改變了陸面覆蓋?還是大氣中二氧化碳濃度增加的緣故?這些影響變化的水文后果如何?通過這些研究,為認(rèn)識(shí)自然變化和人類活動(dòng)影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質(zhì)過程,評(píng)估人類對(duì)生物圈的影響,保護(hù)環(huán)境和資源可持續(xù)利用提供科學(xué)的基礎(chǔ)依據(jù)。

通過7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國際學(xué)術(shù)大會(huì)可以清楚看出,變化環(huán)境(即全球變化與人類活動(dòng)影響)下的水文循環(huán)研究成為21世紀(jì)水科學(xué)研究的熱點(diǎn)。根據(jù)二十一世紀(jì)IGBP發(fā)展方向,國際上的BAHC研究重點(diǎn)也相應(yīng)地進(jìn)行了調(diào)整,主要有以下8個(gè)方面:

·小尺度水、熱、碳通量研究;

·地下過程作用的評(píng)價(jià);

·陸地-大氣相互作用的參數(shù)化;

·區(qū)域尺度土地利用與氣候的相互作用;

·全球尺度植被與氣候的相互作用;

·氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)流域系統(tǒng)穩(wěn)定與傳輸?shù)挠绊懀?/p>

·山區(qū)水文學(xué)與生態(tài)學(xué);

·開發(fā)全球數(shù)據(jù)集;

此外,還有兩個(gè)交叉研究問題:

·設(shè)計(jì)、優(yōu)選和實(shí)施綜合的陸地系統(tǒng)實(shí)驗(yàn);

·情景發(fā)展與風(fēng)險(xiǎn)/脆弱性分析。

變化環(huán)境下的水文循環(huán)及其時(shí)空演化規(guī)律研究,是國際國內(nèi)地學(xué)領(lǐng)域積極鼓勵(lì)的創(chuàng)新研究課題。結(jié)合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環(huán)過程的水循環(huán)研究,是一個(gè)新的交叉方向。研究的熱點(diǎn)問題有:

問題1:全球變化與水文循環(huán)問題

它需要研究回答:全球變化對(duì)區(qū)域水循環(huán)規(guī)律?過去對(duì)氣圈-水圈-生物圈的相互聯(lián)系/作用是如何認(rèn)識(shí)?現(xiàn)在又是如何認(rèn)識(shí)水資源的演變?其規(guī)律是什么?

值得指出的是,過去在氣候系統(tǒng)與陸地水文循環(huán)之間存在一個(gè)誤區(qū),即長期以來,水文學(xué)者把氣候看作是靜態(tài):一個(gè)地區(qū)的氣候是指某種統(tǒng)計(jì)的平衡,WMO規(guī)定系列30年的平均作為準(zhǔn)平均,用極差/標(biāo)準(zhǔn)差描述氣候變異。對(duì)陸地水文過程研究方面,認(rèn)為長序列水文均值是穩(wěn)定不變的,年徑流出現(xiàn)的豐、枯現(xiàn)象,被看作圍繞均值的周期變化。水利(水資源)工程設(shè)計(jì):要求的水文計(jì)算都是以幾十年-幾百年時(shí)間尺度的水文過程穩(wěn)定不變?yōu)榍疤?。未來被看作是過去的重復(fù)或外延。例如,水資源的保證率有W75%,W50%等;設(shè)計(jì)洪水有千年設(shè)計(jì)和萬年校核等。另一方面,在氣候/天氣過程研究中,長期以來氣候?qū)W者把陸地水文看作是靜態(tài),氣候/天氣過程研究僅僅到降水為止,較少研究流域水文循環(huán)動(dòng)力機(jī)制與反饋?zhàn)饔?。例如,天氣模式研究中僅設(shè)置若干參數(shù)代替水文過程變化和空間分布,認(rèn)為陸面水文-生態(tài)的作用也是穩(wěn)定不變的。例如,許多GCMs對(duì)水文循環(huán)作用過程考慮相當(dāng)粗糙,平面無徑流聯(lián)系與循環(huán)過程。但是,現(xiàn)在人們業(yè)已認(rèn)識(shí):一個(gè)地區(qū)的氣候/水文循環(huán)過程并不處在統(tǒng)計(jì)的平衡狀態(tài),而是以不同尺度變化(年際、十年際、百年際-千/萬年際變化)。決定氣候變化因子不僅僅是大氣內(nèi)部的過程,還有大氣上邊界(太陽行星系統(tǒng))和下邊界(陸地水文-生態(tài)、海洋系統(tǒng))的各種物理化學(xué)過程。20世紀(jì)科學(xué)研究與進(jìn)展顯示:陸面生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大尺度水文循環(huán)有十分重要的反饋?zhàn)饔?。因此,全球變化?duì)水文水資源的影響是21世紀(jì)水文科學(xué)研究的前沿問題之一。因此,特別需要大力加強(qiáng)水文學(xué)家與大氣物理學(xué)家的聯(lián)系與合作,積極開展“全球-陸地-區(qū)域-流域尺度水文循環(huán)”科學(xué)基礎(chǔ)的研究。

問題2人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)水資源的影響

人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)及水資源有那些主要影響?人類活動(dòng)如何對(duì)水的變化規(guī)律產(chǎn)生影響?有什么地區(qū)、區(qū)域特征規(guī)律?如何量化人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)水資源的變化及影響?這是近代水科學(xué)面臨的主要科學(xué)問題。在IGBP科學(xué)大會(huì)上,特別強(qiáng)調(diào)土地利用/覆被變化與水循環(huán)、碳循環(huán)的關(guān)系。需要研究從“點(diǎn)”-“典型流域“的水循環(huán)機(jī)理、水文循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用,“大氣-土壤-植被”界面過程中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化規(guī)律;開拓流域水文循環(huán)過程中的非線性機(jī)制研究;創(chuàng)新“分布式流域水文循環(huán)模型”,量化區(qū)域水文循環(huán)演化與土地利用/土地覆被影響關(guān)系,為認(rèn)識(shí)陸地表層生命物質(zhì)過程的提供重要的基礎(chǔ)科學(xué)支撐。

結(jié)合中國的實(shí)際背景,人類活動(dòng)影響是驚人的。例如,在中國南方的長江流域,建國后洞庭湖圍墾1700余平方公里;鄱陽湖圍墾1400余平方公里;荊北所有通江湖泊被堵閉,減少調(diào)蓄長江洪水面積約5700余平方公里。建國后,長江中下游地區(qū)約有1/3以上湖泊面積被墾殖;損失湖泊面積13000余平方公里,相當(dāng)于五大淡水湖泊面積總和的1.3倍;損失湖泊容積500億立方米左右,相當(dāng)于三峽水庫調(diào)蓄庫容的5.8倍,淮河年徑流1.1倍。建國后,中游長江干流河道內(nèi)的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),圍墾面積約1213平方公里;城陵磯至螺山江段河床變遷劇烈,泥沙淤積問題嚴(yán)重。98洪水后,國家提出治理長江32字方針:“封山育林、退耕還林、移民建鎮(zhèn)、以工代賑、退田還湖、平垸行洪、加固干堤、疏浚河道”。但是,如何退田還湖?如何平垸行洪?認(rèn)識(shí)人類活動(dòng)(湖區(qū)開發(fā)、三峽工程)對(duì)水循環(huán)關(guān)系影響水科學(xué)基礎(chǔ)問題,都是十分重要又十分現(xiàn)實(shí)的問題。

在中國北方,人類活動(dòng)劇烈。例如,在華北地區(qū),水文循環(huán)機(jī)理比較復(fù)雜,它不僅與陸地表層系統(tǒng)中各種自然地理要素時(shí)空分布密切相關(guān),而且與農(nóng)業(yè)開發(fā)、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯(lián)。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人類活動(dòng)改變了水循環(huán)自然變化的空間格局和過程,加劇了水資源形成與變化的復(fù)雜性。過去有關(guān)部門在華北水資源方面做了相當(dāng)?shù)墓ぷ?。但是,在華北地區(qū)究竟缺多少水等基礎(chǔ)方面仍分歧較大。有人認(rèn)為在華北通過自身的節(jié)水和提高用水效率可以解決水資源的需求問題;有人認(rèn)為即使南水北調(diào)也不能從根本上解決北方缺水問題。爭論問題的科學(xué)問題焦點(diǎn)是:在自然變化和人類活動(dòng)的綜合影響下華北地區(qū)水循環(huán)演化規(guī)律是什么?如何科學(xué)測(cè)算華北地區(qū)可供水資源量?華北地區(qū)節(jié)水的潛力究竟有多大?如何保障華北地區(qū)的水資源安全?爭論的原因是:自然變化和人類活動(dòng)加劇情況下的華北地區(qū)水循環(huán)演變格局與過程機(jī)理,有待重新認(rèn)識(shí);受人類活動(dòng)影響等變化環(huán)境下的華北地區(qū)水資源可利用量的測(cè)算科學(xué)依據(jù)不很充分;水資源安全與生態(tài)需水、節(jié)水潛力、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的量化關(guān)系需要研究。因此,開展自然變化和人類活動(dòng)影響下的水循環(huán)及水資源安全研究,具有十分重要的科學(xué)意義和研究價(jià)值。

總之,21世紀(jì)水科學(xué)的挑戰(zhàn)問題是:迫切需要回答的科學(xué)問題是陸地水循環(huán)演化格局、過程與機(jī)理,即:

·如何對(duì)水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進(jìn)行認(rèn)識(shí)?

篇(7)

人類進(jìn)入20世紀(jì)末,由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,人與自然的沖突加大,生態(tài)環(huán)境問題愈來愈突出,如濕地的退化、河道斷流、入海水量減少、水體污染加劇等等。近20年來,生態(tài)學(xué)家們愈來愈意識(shí)到水文過程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的重要影響。但是,缺乏了解水文過程與生態(tài)系統(tǒng)植物群落變化與相互制約的內(nèi)在聯(lián)系。同樣,過去水文學(xué)家關(guān)心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用等。但是,隨著生態(tài)與環(huán)境問題的重視與提出,愈來愈多的水文學(xué)家開始關(guān)注與水相關(guān)的生態(tài)問題,例如流速如何影響河道內(nèi)的植物生長?河川徑流的情勢(shì)與濱岸生境生態(tài)過程之間是如何相互作用與聯(lián)系的?由于水文循環(huán)聯(lián)系地球系統(tǒng)地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用,水文循環(huán)過程的變化與其相關(guān)的生態(tài)環(huán)境的變化交叉研究與社會(huì)需求,產(chǎn)生了新的學(xué)科生長點(diǎn),即生態(tài)水文學(xué)(Eco-hydrology)。

生態(tài)水文學(xué)是20世紀(jì)80年代以后逐步發(fā)展的一門新興交叉學(xué)科[1-20]。它重點(diǎn)研究陸地表層系統(tǒng)生態(tài)格局與生態(tài)過程變化的水文學(xué)機(jī)理,揭示陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水的相互作用關(guān)系,回答與水循環(huán)過程相關(guān)的生態(tài)環(huán)境變化的成因與調(diào)控。利用生態(tài)水文學(xué)原理可以積極地用來保護(hù)和改善自然景觀,正確指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源管理。

生態(tài)水文學(xué)的提出與發(fā)展大致在20世紀(jì)70年代以后。早期的生態(tài)水文學(xué)主要定義在生態(tài)濕地系統(tǒng)范疇。例如,1996年Wassen等學(xué)者專門撰文[44],認(rèn)為“生態(tài)水文學(xué)是一門應(yīng)用性的交叉學(xué)科,旨在更好地了解水文因素如何決定濕地生態(tài)系統(tǒng)的自然發(fā)育,特別在自然保護(hù)和更新方面有重要價(jià)值”。

1971年,聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)正式啟動(dòng)人類生物圈(MAB)計(jì)劃,水生生態(tài)系統(tǒng)研究成為該計(jì)劃中的一個(gè)重要項(xiàng)目。第一階段的會(huì)議于1986年在法國圖盧茲召開,主要討論了土地利用對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的影響。會(huì)議期間,確定了一個(gè)具有決定性意義的主題:陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡帶,對(duì)生物化學(xué)循環(huán)和景觀鑲嵌體具有重要的調(diào)控作用。因此,過渡帶的研究被推薦為UNESCO未來生態(tài)系統(tǒng)工作的重點(diǎn)。它是生態(tài)水文學(xué)發(fā)展的雛形階段。

1988年,UNESCO組織了過渡帶研究的國際專題研討會(huì)。期間,國際應(yīng)用系統(tǒng)分析協(xié)會(huì)和匈牙利科學(xué)研究院籌劃了水陸過渡帶功能方面的合作研究項(xiàng)目,試圖通過對(duì)生態(tài)過程的充分理解,確定過渡帶恢復(fù)或重建的管理思想。

1996年9月在法國召開了“小流域生態(tài)水文學(xué)過程”研討會(huì)。會(huì)議共收到30篇論文,研究集中在小尺度上,內(nèi)容主要包括土壤和大氣相互作用的模擬,徑流產(chǎn)生過程和水流路徑、水量和水文生物地球化學(xué)行為等。在這次會(huì)議中,還討論了分區(qū)和尺度的影響問題,分析了氣候變化對(duì)水文行為和數(shù)量的影響。1997聯(lián)合國教科文組織出版了“小流域生態(tài)水文學(xué)過程”會(huì)議文集。

聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)國際水文計(jì)劃(IHP)是由世界各個(gè)國家政府組織參加、在國際上有重要影響的水科學(xué)及其相關(guān)的水資源和環(huán)境科學(xué)的大型國際研究計(jì)劃。從1965-1974聯(lián)合國科教文組織實(shí)施國際水文十年(IHD)計(jì)劃后,IHP已經(jīng)執(zhí)行了五個(gè)階段,其中:第一階段(IHP-I,1976-1980)著重人類活動(dòng)影響,水資源與自然環(huán)境之間關(guān)系的研究;第二階段(IHP-II,1981-1985)著重于把研究領(lǐng)域擴(kuò)大到各個(gè)特定的地理、氣候區(qū)域,并向著綜合利用水資源的水問題方向發(fā)展;第三階段(IHP-III,1986-1990)定名為“為經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展合理管理水資源的水文學(xué)和科學(xué)基礎(chǔ)”,除繼續(xù)把水文科學(xué)作為重點(diǎn)外,把計(jì)劃內(nèi)容擴(kuò)大到合理管理水資源;第四階段(IHP-IV,1991-1995)研究計(jì)劃重點(diǎn)是“大氣-土壤-植被”之間的水循環(huán)關(guān)系,全球氣候變化對(duì)陸地水文過程的影響。

IHP第五階段(IHP-V,1996-2001)方向是“脆弱環(huán)境中的水文水資源開發(fā)”,由三個(gè)模塊、八個(gè)主題和31個(gè)計(jì)劃項(xiàng)目組成。模塊1的資源過程與管理研究中主題2是“地表生態(tài)過程”。生態(tài)水文學(xué)是IHP計(jì)劃的核心內(nèi)容[14-19]。之后,生態(tài)水文學(xué)得到了迅速發(fā)展。從1996年到2002年,聯(lián)合國教科文組織國際水文計(jì)劃召開了一系列生態(tài)水文學(xué)研討會(huì)。

1997年國際水文計(jì)劃出版了專集:生態(tài)水文學(xué)—水生資源可持續(xù)利用的新范例。文集指出生態(tài)水文學(xué)主要是為了研究水循環(huán)過程、機(jī)制與生物、非生物之間的相互關(guān)系。水生環(huán)境的水量、水質(zhì)和某些過程,不僅受氣候因素的控制,而且在很大程度上受生物因素的影響。因此,生態(tài)學(xué)和水文學(xué)知識(shí)的綜合,被認(rèn)為是一個(gè)研究水和生物關(guān)系的合適的新工具。這本書首次提出了新的、具有挑戰(zhàn)性的概念——生態(tài)水文學(xué),建立淡水資源可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。圖1表明了生態(tài)水文學(xué)與以往生態(tài)學(xué)和水文學(xué)思維的不同方式:

1998年5月在波蘭召開了UNESCOIHP-V2.3-2.4工作組會(huì)議。同年,出版了會(huì)議文集,主要包括以下4個(gè)方面的內(nèi)容:1)介紹了生態(tài)水文學(xué)的框架和研究領(lǐng)域;2)提出了當(dāng)前存在的缺點(diǎn)和未來發(fā)展路線;3)宣傳生態(tài)水文學(xué)的概念,認(rèn)為河流生態(tài)系統(tǒng)是受水文過程控制的“超有機(jī)體”。確定生態(tài)水文學(xué)研究的目標(biāo)為:(a)比較和評(píng)價(jià)現(xiàn)有的水文和生態(tài)過程相互關(guān)系的信息;(b)評(píng)論預(yù)測(cè)的潛力、確定未來研究最重要的方向;(c)識(shí)別與水文過程相關(guān)聯(lián)的環(huán)境問題層次;(d)定量生物因素、非生物因素之間的聯(lián)系以及它們?cè)谒械某练e物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)和污染物質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化中的作用,以確定從區(qū)域到流域尺度上的轉(zhuǎn)移路徑;(e)以可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo),建立可操作性的程序交互平臺(tái)以及科學(xué)家、政策制定者和決策者之間新的思維方式。這一出版物為生態(tài)水文學(xué)的研究提供了指導(dǎo)作用。

1999年9月8日至22日,IHP-V組織了生態(tài)水文學(xué)研究進(jìn)展方面的會(huì)議,在不同科學(xué)團(tuán)體之間交流了生態(tài)水文學(xué)的研究成果。會(huì)議為來自24國家的不同領(lǐng)域的年輕科學(xué)家提供了辯論的機(jī)會(huì)。在生態(tài)水文學(xué)和水資源管理方面,科學(xué)家交換了基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用研究的最新觀點(diǎn)?;谘芯窟^程中得到的數(shù)據(jù)和知識(shí),科學(xué)家討論和提議了生態(tài)水文解決環(huán)境問題的潛在辦法。2000年出版了生態(tài)水文學(xué)研究進(jìn)展文集。

需要指出,IHP-V中生態(tài)水文計(jì)劃的核心目標(biāo)旨在從流域觀點(diǎn)、從河流系統(tǒng)與自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系中,理解生物和物理過程的整體性,以提高水資源的管理水平。專家們認(rèn)為,當(dāng)今世界范圍的水資源問題已經(jīng)受到來自全球氣候變化和人類自身經(jīng)濟(jì)開發(fā)活動(dòng)的巨大影響與挑戰(zhàn)。在面對(duì)不斷變化環(huán)境的水資源管理中,生態(tài)水文學(xué)的研究方法和思想將是最好的、可持續(xù)的方法。這一范例認(rèn)為,流域就好像一個(gè)超有機(jī)體,它具有反抗壓力的抗性和彈性特征,是面對(duì)變化環(huán)境下水資源可持續(xù)管理的最有效的一個(gè)工具。

1999年,為倡導(dǎo)生態(tài)水文學(xué)方面的科學(xué)研究,國際知名的英國水文研究所正式改名為“生態(tài)水文學(xué)研究中心”。

同年,英國謝菲爾德大學(xué)(SheffieldUniversity)自然地理系A(chǔ)ndrewJ.Baird博士和德比大學(xué)(DerbyUniversity)自然地理系高級(jí)講師、美國國家大氣研究中心項(xiàng)目科學(xué)家RobertL.Wilby博士共同編著出版了《生態(tài)水文學(xué)》。它是綜述有關(guān)陸生環(huán)境和水生環(huán)境植物與水分關(guān)系問題方面的第一本書,闡述和探討了各種環(huán)境植物與水分相互作用問題。該書對(duì)于水文學(xué)家、生態(tài)學(xué)家、自然保護(hù)學(xué)家以及研究生態(tài)系統(tǒng)、植物生活和水文過程的其他學(xué)者有很大的參考價(jià)值。中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境工程研究所趙文智和王根緒博士翻譯出版了該書的中文全文[44]。

目前,在生態(tài)水文學(xué)或水文生態(tài)學(xué)的研究領(lǐng)域,活躍著一大批科學(xué)團(tuán)體,使得這一領(lǐng)域的研究有了很大的發(fā)展。在聯(lián)合國教科文組織國際水文計(jì)劃(UNESCOIHP)-V(2.3/2.4)的支持下,由MaciejZalewski組織出版了一系列“生態(tài)水文學(xué)”專集,是一個(gè)里程碑。以后“生態(tài)工程雜志(EEJ)”雜志、“水文科學(xué)雜志(HSJ)”都出版了“生態(tài)水文學(xué)”專刊。以Zalewski為特約主編致力于生態(tài)水文學(xué)研究的新期刊。國際水文科學(xué)協(xié)會(huì)(IAHS)也專門由Acreman博士主編了“水文生態(tài)學(xué)”有關(guān)專集。

進(jìn)入21世紀(jì)后,國際水文計(jì)劃(IHP)實(shí)施2002-2007年新的第六階段計(jì)劃,方向確定為“水的相互作用:來自風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)挑戰(zhàn)的體系”。主要的不同點(diǎn)是需要考慮下面若干方面新的研究與挑戰(zhàn)的問題,即:地表水與地下水、水文循環(huán)的大氣與陸地部分、淡水與咸水、全球化的流域與河流尺度、質(zhì)與量、水體和生態(tài)系統(tǒng)、科學(xué)與政治、水與文化。它由五個(gè)主題組成:主題1、全球變化與水資源;主題2、流域地表水與地下水動(dòng)力學(xué)集成;主題3、陸地生境水文學(xué);主題4、水與社會(huì);主題5、水教育與培訓(xùn)。其中主題3的陸地生境水文學(xué)仍然是生態(tài)水文學(xué)核心內(nèi)容。

總之,生態(tài)水文學(xué)是現(xiàn)代水文科學(xué)與生態(tài)科學(xué)交叉中發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn),它以生態(tài)過程和生態(tài)格局的水文學(xué)機(jī)制為研究核心,以植物與水分關(guān)系為基礎(chǔ)理論,將尺度問題貫穿于整個(gè)研究之中,研究對(duì)象涉及旱地、濕地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此,生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展對(duì)我國生態(tài)環(huán)境建設(shè),將會(huì)有重要的促進(jìn)和推動(dòng)作用。

2.國內(nèi)外生態(tài)需水研究的問題

生態(tài)需水(Ecologicalwaterrequirements)是生態(tài)水文學(xué)中的一個(gè)重要的研究課題。凡是聯(lián)系到與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)自然發(fā)育、氣候變化和人類活動(dòng)干預(yù)下的生態(tài)系統(tǒng)退化等問題,都需要回答維系生態(tài)系統(tǒng)所需求的水或者河川徑流等問題。在國際上提出生態(tài)需水的概念與研究生態(tài)需水的理論與方法,已經(jīng)有了一段歷史。在我國,生態(tài)水文學(xué)的研究剛剛起步,生態(tài)需水理論與方法還有待于發(fā)展與完善。

早在20世紀(jì)四十年代,隨著水庫的建設(shè)和水資源開發(fā)利用程度的提高,美國的資源管理部門開始注意和關(guān)心漁場(chǎng)的減少問題。美國魚類和野生動(dòng)物保護(hù)協(xié)會(huì)對(duì)河道內(nèi)流量與魚類生長繁殖、產(chǎn)量的進(jìn)行了許多研究,提出了河流最小環(huán)境(或生物)流量的概念,已有學(xué)者撰文強(qiáng)調(diào)了河川徑流作為生態(tài)因子的重要性。

在20世紀(jì)70年代后,澳大利亞、南非、法國和加拿大等國家針對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng),比較系統(tǒng)都開展了關(guān)于魚類生長繁殖、產(chǎn)量與河流流量關(guān)系的研究。以大馬哈魚的河流生境(habitat)需水為例,加拿大哥倫比亞大學(xué)(UBC)有關(guān)學(xué)者通過大量的實(shí)地調(diào)查,分別獲得了維系大馬哈魚到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生態(tài)需水基本數(shù)據(jù),其中包括適宜的流速和水深等。進(jìn)一步,他們繪制了大馬哈魚繁衍所必需的河流生境質(zhì)量的高低與基本生態(tài)需水(流速和水深)之間的曲線關(guān)系。

為了保護(hù)水生生物或生境,通常是基于河流物理形態(tài)、魚類和無脊椎動(dòng)物確定最小或最佳的生態(tài)需水流量。但是,這一流量僅僅考慮了漁業(yè)的流量需求或者濕地對(duì)水的需求,并沒有體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。國外學(xué)者G.E.,Petts認(rèn)為,在河流管理中生態(tài)的需要與河流流量變化特征相聯(lián)系應(yīng)該至少考慮3個(gè)方面,即:(1)縱向的連接;(2)洪泛平原的流量;(3)維持河道的流量,包括最小的和最適宜的流量。基流流量的自然頻率和持續(xù)時(shí)間也應(yīng)加以考慮,無論何時(shí),都要盡可能地保持生態(tài)可接受的流量變化。

Gleick提出了基本生態(tài)需水量的概念(basicecologicalwaterrequirement),其概念實(shí)質(zhì)是生態(tài)建設(shè)(恢復(fù))用水[10]。Falkenmark區(qū)分了綠色水(greenwater)和藍(lán)色水的概念,指出從“藍(lán)色”水的社會(huì)利用部門轉(zhuǎn)向利用“綠色”水的生態(tài)系統(tǒng)中來,這種“綠色”水儲(chǔ)存在土壤中用于蒸發(fā)或合成植物有機(jī)體。事實(shí)上,“綠色”水就是生態(tài)需水的概念,這種“綠色”水的概念適用于水生生態(tài)系統(tǒng)和陸地生態(tài)系統(tǒng)。

直到20世紀(jì)90年代,隨著國際水文計(jì)劃等大的項(xiàng)目推進(jìn),研究的對(duì)象開始打破過去局限于所關(guān)心的物種(如魚類)或某一單一目標(biāo)的情景,人們才開始考慮維持河流系統(tǒng)完整性的生態(tài)流量需求,提高對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的有效性。但是,由于在西方發(fā)達(dá)國家,并沒有中國西部如此生態(tài)問題的多樣性和復(fù)雜性,因此,他們對(duì)生態(tài)需水的研究主要集中在維系自然生態(tài)系統(tǒng)平衡的方面,比較少考慮高強(qiáng)度人類活動(dòng)大量擠占生態(tài)需水的現(xiàn)實(shí)問題。

中國是一個(gè)降水時(shí)間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。就中國西部地區(qū)而論,20世紀(jì)90年代以前的水資源規(guī)劃與配置管理中,很少涉及生態(tài)環(huán)境建設(shè)與生態(tài)需水問題。水資源可持續(xù)利用與合理配置是從國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目開始,提出的“生態(tài)需水”是一個(gè)新生事物。在中國,由于生態(tài)水文學(xué)基礎(chǔ)研究起步比較晚,大家對(duì)于“生態(tài)需水”概念的理解也不盡相同。許多國內(nèi)文獻(xiàn)書籍、研究報(bào)告出現(xiàn)有“生態(tài)需水”、“生態(tài)用水”和“生態(tài)耗水”多個(gè)名詞。有人認(rèn)為它們的概念與涵義是不同的,但是有人認(rèn)為它們都是指一回事(見文獻(xiàn)[22]、[26-46])。

1989年,中國科學(xué)院地理研究所湯奇成較早提出生態(tài)用水問題[45]。他認(rèn)為“為了保證塔里木盆地各綠洲的存在和發(fā)展,必須要保護(hù)各綠洲的生態(tài)環(huán)境,而生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也離不開水,這部分水可統(tǒng)稱為生態(tài)用水”。1995年[46],他認(rèn)為“對(duì)生態(tài)環(huán)境用水很少或根本沒有安排,這種情況必須徹底加以改變,否則干旱區(qū)綠洲外的環(huán)境將日益惡化;應(yīng)該在水資源總量中專門劃出一部分作為生態(tài)環(huán)境用水,另一部分為國民經(jīng)濟(jì)各部門的用水,包括工、農(nóng)業(yè)及城市生活用水等”。以后許多專家學(xué)者對(duì)生態(tài)需水、生態(tài)用水和生態(tài)耗水等,提出不同的觀點(diǎn)、定義和研討,豐富了生態(tài)需水的理論與學(xué)術(shù)研究。

2001年,由錢正英、張光斗主編正式出版了的中國工程院重大咨詢項(xiàng)目研究成果“中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”[27]。提出我國水資源的總戰(zhàn)略必須以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展;建議從防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)用水、城市和工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等8個(gè)方面實(shí)行戰(zhàn)略性改變,在中國大地上真正展開一場(chǎng)提高用水效率的革命。在該報(bào)告中,對(duì)生態(tài)用水做的定義是:“從廣義上說,維持全球生物地理生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需用的水,包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等,都是生態(tài)環(huán)境用水;狹義的生態(tài)環(huán)境用水是指為維護(hù)生態(tài)環(huán)境不再惡化并逐步改善所需要消耗的水資源總量?!?。

在學(xué)術(shù)研討方面,潘啟民等把生態(tài)用水理解為生態(tài)需水量(狀態(tài)值)和生態(tài)耗水量(動(dòng)態(tài)概念)兩個(gè)概念[47]。嚴(yán)登華等把河流水可劃分為生態(tài)水、資源水和災(zāi)害水[30]。王芳等通過她的博士論文研究探討了生態(tài)需水理論問題[38-39],將生態(tài)需水概念界定為:為維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定,天然生態(tài)保護(hù)與人工生態(tài)建設(shè)所消耗的水量。將生態(tài)需水劃分為可控(非地帶性)與不可控(地帶性)生態(tài)需水和天然與人工生態(tài)需水。劉昌明強(qiáng)調(diào)要在研究水循環(huán)和水量轉(zhuǎn)化規(guī)律的基礎(chǔ)上確定生態(tài)需水的理論內(nèi)涵,提出陸地系統(tǒng)中的水可分解為資源水、災(zāi)害水、生態(tài)水和環(huán)境水。生態(tài)需水研究面臨許多新的挑戰(zhàn)。

筆者們參加了中國工程院重大咨詢項(xiàng)目“西北地區(qū)水資源配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究”。有幾個(gè)不同的觀點(diǎn):(1)我們理解的國際水文計(jì)劃(IHP)研究意義上的生態(tài)需水,是指以水文循環(huán)為紐帶、從維系生態(tài)系統(tǒng)自身生存和生態(tài)功能角度,相對(duì)一定生態(tài)環(huán)境品質(zhì)目標(biāo)下客觀需求的水。例如,為了維系河流某魚類的生境,需要必須的基本水文特征值保證(如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等),生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水資源需求的大小需要通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)與觀察獲得,并不是人們主觀要給出什么樣的水資源配置。水的配置是針對(duì)水資源管理、不同水的用戶即用水而言。因此,就應(yīng)該有生態(tài)耗水和用水的概念,它們與生態(tài)需水有區(qū)別也有聯(lián)系。(2)中國工程院重大咨詢項(xiàng)目中所指的“生態(tài)需水”不同之處,在于為水資源的合理配置服務(wù)、為生態(tài)建設(shè)(林草,河道生態(tài)功能要求)服務(wù)的生態(tài)需水。所以,國際上提出的生態(tài)需水概念需要討論與擴(kuò)展。通過討論,有比較一致的看法是:

生態(tài)需水是指維系一定環(huán)境功能狀況或目標(biāo)(現(xiàn)狀、恢復(fù)或發(fā)展)下客觀需求的水資源量。進(jìn)一步,對(duì)中國西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)研究工作的目標(biāo),生態(tài)需水可以理解為維系一定生態(tài)功能的環(huán)境目標(biāo)(例如維系現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化、恢復(fù)某個(gè)時(shí)期的生態(tài)景觀、或者具體目標(biāo)如黑河水必須要到東居延海等)下科學(xué)意義下生態(tài)系統(tǒng)需求的水資源。它是生態(tài)環(huán)境建設(shè)重要的科學(xué)依據(jù)。

生態(tài)耗水是指現(xiàn)狀多個(gè)水資源用戶(生產(chǎn)、生活和生態(tài))或者未來水資源配置(生產(chǎn)、生活和生態(tài))后,生態(tài)系統(tǒng)實(shí)際消耗的水量。它需要通過該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)耗水的平衡計(jì)算確定。生產(chǎn)、生活耗水過大,必然擠占生態(tài)耗水。

因此,生態(tài)需水與生態(tài)耗水是有不同的含義,既有聯(lián)系又有區(qū)別。例如,在黃河上游地區(qū),自然降水條件下一般能夠滿足天然植被蒸散發(fā)對(duì)水的需求(降水P大于蒸散發(fā)E),因此,生態(tài)需水估計(jì)的數(shù)量比較小。但是,由于人的行為通過水土保持等措施建設(shè)林地,耗用(減少)了輸送到河流下游的水資源量。人們往往稱這部分耗用(減少)的實(shí)際水量為生態(tài)耗水量。所以,在黃河上游地區(qū)生態(tài)需水量與生態(tài)耗水量是有不同的。

相比之下,在西北內(nèi)陸地區(qū)河流的下游,由于內(nèi)陸地區(qū)河流的下游降水非常少,為維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)生存,估計(jì)的生態(tài)需水將完全占用河川徑流量。維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境用水也完全取決與能夠提供給下游的河川徑流量。在某種意義下,維系胡楊林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)需水量也就是生態(tài)耗水量。

因此,生態(tài)需水與生態(tài)耗水的概念在西部地區(qū)既有聯(lián)系又有區(qū)別。通過生態(tài)需水的估算,能夠提供維系一定的生態(tài)系統(tǒng)與環(huán)境功能所不應(yīng)該被人所擠占的水資源量基本的信息,它是西部地區(qū)水資源可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ),它也是估計(jì)在一定的目的、生態(tài)環(huán)境建設(shè)目標(biāo)或配置條件下,生態(tài)環(huán)境耗水大小的基礎(chǔ)。通過對(duì)生態(tài)需水和生態(tài)耗水的估計(jì),能夠分析人對(duì)生態(tài)需水?dāng)D占的程度,決策生態(tài)環(huán)境建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境用水的合理配置。

3.中國西部地區(qū)生態(tài)需水研究的挑戰(zhàn)

水是干旱區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)因子,植被的組成和結(jié)構(gòu)由水密切控制,同時(shí)在各種尺度上對(duì)水產(chǎn)生重要的反饋?zhàn)饔?。因此,在干旱區(qū),研究生態(tài)學(xué)和水文學(xué)的相互關(guān)系,研究生態(tài)需水問題,對(duì)干旱區(qū)生態(tài)建設(shè)的模式和生態(tài)恢復(fù)至關(guān)重要。一方面,干旱區(qū)水文過程對(duì)植被生理特征和格局成因產(chǎn)生影響,同時(shí)植被對(duì)水土流失具有控制作用。

生態(tài)需水的實(shí)質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和水分之間相互關(guān)系問題。生態(tài)需水是生態(tài)水文學(xué)研究的重要內(nèi)容之一,只有建立在流域水循環(huán)基礎(chǔ)上通過生態(tài)水文學(xué)理論的指導(dǎo),生態(tài)需水量的確定才會(huì)更合理。目前在生態(tài)需水估算方面,面臨許多挑戰(zhàn)的問題。主要有:

3.1干旱區(qū)植被對(duì)缺水的適應(yīng)機(jī)制研究

研究表明,干旱區(qū)的某些植物具有水分補(bǔ)償能力,即利用冬季(低強(qiáng)度)降水補(bǔ)償夏季干旱用水,冬季干旱就以夏季降水來補(bǔ)償,這大概是灌木在這種環(huán)境中得以與一年生植物競爭的一種手段。另外,在干旱區(qū),植物為了適應(yīng)荒漠環(huán)境,具有許多生理結(jié)構(gòu)上的變化。國外學(xué)者Ewenari把荒漠植物分為兩類:一類是隨水變植物,這類植物對(duì)極端干旱具有許多生理上的適應(yīng)性;但大多數(shù)植物屬于恒水植物,這些植物對(duì)干旱有許多適應(yīng)機(jī)制。不同植物的水分利用效率的、對(duì)水分虧缺的生理響應(yīng)機(jī)制等研究,將為植被建設(shè)和恢復(fù)提供理論支持。

3.2植被格局成因的控制性因素研究

干旱區(qū)植被最顯著的特點(diǎn)就是低覆蓋度。研究表明,如果干燥度系列從P/Etp>1(降水量與潛在蒸發(fā)量的比值)降到<0.3,就會(huì)發(fā)現(xiàn)潛在植被從全面覆蓋而經(jīng)一系列破碎的植被冠層到植被處于斑塊狀分布狀態(tài)。近期研究表明,在黑河下游,隨著上游來水的減少,不同景觀類型的面積、數(shù)目和優(yōu)勢(shì)植被發(fā)生了很大的變化。在干旱區(qū),胡楊、檉柳的空間分布普遍呈緊縮分布現(xiàn)象,當(dāng)干旱程度有所減緩時(shí),植被在空間上的分布相對(duì)較為分散。在防止土壤侵蝕的人工植被建設(shè)方面,由于只考慮植被蓋度和高度,忽視了斑塊格局及其配置方式。所以出現(xiàn)了北方人工植被土壤旱化、穩(wěn)定性低的問題。以上說明了水分動(dòng)態(tài)影響植被的分布格局,但這種分布格局如何響應(yīng)水文過程的變化,它的生態(tài)學(xué)意義何在?植被的這種自然分布格局能否指導(dǎo)干旱區(qū)植被恢復(fù)等均有待研究。在今后的研究中,應(yīng)加強(qiáng)植被類型、格局的生態(tài)水文學(xué)和生態(tài)需水研究。

3.3植被格局對(duì)水土流失、土壤侵蝕的定量化研究

在干旱地區(qū),植被多呈斑塊狀分布,這種分布對(duì)改變水分徑流的路徑、減緩水蝕,提高斑塊內(nèi)的土壤水分含量等都具有重要意義。盡管對(duì)植被斑塊的叢生狀況有所認(rèn)識(shí),近來理論方面的研究和模擬方面的研究也有助于了解這一過程,但對(duì)這種現(xiàn)象的生態(tài)機(jī)制卻知之甚少。這種綴塊分布格局如何影響徑流?這種格局的生態(tài)學(xué)意義何在,都是值得探討的問題。另外,應(yīng)加強(qiáng)大時(shí)空尺度上的植被格局和水文過程的關(guān)系研究。

分析干旱植物在水分脅迫下的群落組成結(jié)構(gòu)、分布格局與演變過程,始終是干旱區(qū)生態(tài)水文科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,迄今為止,關(guān)于這方面的研究未能取得突破性進(jìn)展,尤其是群落演變的生態(tài)機(jī)理仍然處于未知階段。近年來,關(guān)于干旱區(qū)植物分布如何影響徑流和水分分布,以及如何調(diào)節(jié)干旱區(qū)侵蝕等問題的研究受到廣泛重視,同時(shí),大尺度“土壤—植被—大氣”傳輸相互作用以及干旱區(qū)植被隨氣候變化的演化也是目前生態(tài)學(xué)家和水文學(xué)家共同感興趣的話題。

3.14區(qū)域生態(tài)需水估算方法研究

我國的生態(tài)水文學(xué)基礎(chǔ)研究剛剛起步。盡管在一些方面已經(jīng)取得令人鼓舞的成果,如陳亞寧在新疆塔里木下游生態(tài)需水方面新的研究等,但總的看,目前處在初期發(fā)展階段,沒有比較成熟的估算方法,還存在這樣或那樣的問題,需要多途徑比較與發(fā)展。

現(xiàn)行的區(qū)域生態(tài)需水估算方法主要思路是:依據(jù)不同氣候帶與降水等條件,開展自然生態(tài)系統(tǒng)分區(qū),確定生態(tài)需水計(jì)算的不同類別的生態(tài)-水文參數(shù);利用遙感提供中國西部區(qū)域土地利用信息,確定生態(tài)需水計(jì)算的不同類別的范圍;通過不同植被類型的蒸散發(fā)計(jì)算、流域降水-徑流計(jì)算確定河道外生態(tài)需水(地帶性和非地帶性的生態(tài)需水)以及河道內(nèi)生態(tài)需水;最后利用水資源分區(qū)的水量收支平衡控制,估算生態(tài)需水或生態(tài)耗水總量。

由于對(duì)于生態(tài)需水概念理解的不同,實(shí)際中生態(tài)需水估算的方法就有不同或者差異。例如,按維護(hù)現(xiàn)狀生態(tài)系統(tǒng)不再退化的理解,就會(huì)有一套基于2000年的遙感圖,依生態(tài)分區(qū),分類以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態(tài)建設(shè)目標(biāo)(過去,現(xiàn)狀和未來),又有不同數(shù)量的估算方法。

客觀說,基于生態(tài)水文學(xué)的研究思路是估算生態(tài)需水的基本途徑,它從成因觀點(diǎn)估算流域的生態(tài)需水,有比較好的理論依據(jù)。但是,由于西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的復(fù)雜性,特別是缺乏必要的生態(tài)水文過程與空間變化的資料,由點(diǎn)的植被蒸發(fā)擴(kuò)展到面的植被耗水機(jī)理的尺度問題等,導(dǎo)致目前估算有一定困難與結(jié)果的差異?,F(xiàn)行的水量平衡方法估算生態(tài)耗水,能夠從宏觀總量上給予控制,但是生態(tài)需水的精度取決于水資源平衡中其它耗水部門估算的正確與否。因此,在區(qū)域生態(tài)需水估算方法不成熟的情況下,鼓勵(lì)多種途徑方法的相互比較和佐證,可能比一種方法為好,這也是新生事物學(xué)科發(fā)展所需要的。如何在有限水文水資源資料和生態(tài)監(jiān)測(cè)資料條件下,獲得更為客觀與科學(xué)的生態(tài)需水估計(jì),的確是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)性任務(wù)與課題。

4.結(jié)語

生態(tài)水文學(xué)是一種對(duì)環(huán)境有利、經(jīng)濟(jì)可行和社會(huì)可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問題的出現(xiàn),生態(tài)水文學(xué)成為國際研究的熱點(diǎn)問題之一。本文回顧了生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展歷程,討論了生態(tài)需水研究明亮的問題與挑戰(zhàn)。它們作為生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ)與學(xué)科發(fā)展,有如下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)與建議:

(1)優(yōu)先、重點(diǎn)保護(hù)原則:在西北地區(qū),由于水資源匱乏,不可能保護(hù)所有的生態(tài)系統(tǒng),只能優(yōu)先保護(hù)控制性生態(tài)系統(tǒng),滿足控制性生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水分的需求。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步形成保護(hù)干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。干旱區(qū)流域下游荒漠綠洲是外來徑流作用的產(chǎn)物,綠洲景觀結(jié)構(gòu)及組成類型的空間分布嚴(yán)格受河流廊道影響。因此,若把河流兩岸喬灌木林和河岸灌叢草甸視作河流廊道的構(gòu)成要素,則荒漠綠洲的高級(jí)生物組成實(shí)質(zhì)就是河流廊道。在干旱區(qū)河流廊道不僅具有傳輸能量與養(yǎng)分的功能,而且是綠洲生物流的載體和傳導(dǎo)源,為維持整個(gè)流域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。所以干旱區(qū)河流廊道就是控制性的生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)需水應(yīng)該優(yōu)先得到滿足。

篇(8)

中圖分類號(hào):S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

一、前言

所謂水文測(cè)驗(yàn)其實(shí)就是系統(tǒng)收集以及整理各種水文資料技術(shù)工作的一個(gè)總稱,在水文測(cè)測(cè)驗(yàn)過程中,首先必須要獲得相應(yīng)的各種水文方面要素的數(shù)據(jù),再研究、分析及計(jì)算后,將其進(jìn)行整理綜合,以此用于評(píng)價(jià)與合理開發(fā)應(yīng)用水資源的一個(gè)主要參考資料,從而為工程項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)劃、管理、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、使用、抗旱以及防汛等提供相應(yīng)的參考依據(jù)。從目前我國水文測(cè)驗(yàn)工作的情況來看,整體所獲得的成效較為良好,但仍舊存在著相應(yīng)的問題,下面文章就基于目前我國水文測(cè)驗(yàn)工作所面臨的新問題進(jìn)行研究和分析,并提出相關(guān)對(duì)策。

二、水文測(cè)驗(yàn)概述

水文測(cè)驗(yàn)的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:第一,為了取得各種水文要素資料在,在實(shí)施測(cè)驗(yàn)之前,應(yīng)構(gòu)建相應(yīng)的水文站網(wǎng),或者對(duì)原有水文站網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整,為了能夠經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確、完整且及時(shí)地觀測(cè)各種水文要素,確保所獲得的這些資料可在同一基礎(chǔ)上實(shí)施比較與分析,應(yīng)該加強(qiáng)各種水文測(cè)驗(yàn)法的研究,并在此基礎(chǔ)上制定系統(tǒng)、統(tǒng)一且合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。第二,為了更加精確且全面的對(duì)水文要素變化規(guī)律實(shí)施觀測(cè),應(yīng)研制相應(yīng)的水文測(cè)驗(yàn)設(shè)備以及儀器,按照所制定的這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在各水文觀測(cè)站上實(shí)施水位觀測(cè),實(shí)施泥沙測(cè)驗(yàn)與流量測(cè)驗(yàn),觀測(cè)水質(zhì)、土壤含水量、水溫、蒸發(fā)量、冰清、地下水位以及降水量等,以便獲得更為合理的實(shí)測(cè)資料,同時(shí)還應(yīng)定期進(jìn)行巡回測(cè)驗(yàn)。第三,水文調(diào)查。其主要包括測(cè)站周圍河段與以上流域范圍內(nèi)的實(shí)際水情狀況,基于統(tǒng)一格式與方法來在審核與整理所獲得的這些水文資料,使其形成為系統(tǒng)成果,以便于后期的應(yīng)用。

在水文測(cè)驗(yàn)中,流量測(cè)量的方式主要包含以下三種:第一,流速面積方法,其主要是進(jìn)行流速與斷面面積的測(cè)量,接著將二者相乘,得到的總和就是總流量值,在測(cè)量過程中,通常利用流速儀來進(jìn)行測(cè)速,利用回聲測(cè)深儀、測(cè)探桿或者測(cè)深錘來進(jìn)行各垂線水深的測(cè)量;第二,稀釋法,即在河段的上游進(jìn)行示蹤劑的投放,通過了一定距離以后,可得到相應(yīng)的混勻與稀釋,其總量保持不變,根據(jù)稀釋倍數(shù)與流量之間的比例,來進(jìn)行流量的計(jì)算;第三,量水建筑方法,由于跨河流的建筑物自身的流量和上下游水位、上游水頭差之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系,因此,可在斷面上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)形式量水堰以及量水槽的設(shè)置,通過相關(guān)的水力學(xué)公式來進(jìn)行流量的計(jì)算。

三、新時(shí)期下水文測(cè)驗(yàn)工作服務(wù)的主要內(nèi)容

第一,水資源的配置服務(wù)?;谀硞€(gè)區(qū)域、流域與跨流區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、水資源發(fā)展情況、承載能力、水資源發(fā)展變化的趨勢(shì)等的研究和分析,為社會(huì)的持續(xù)發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定建設(shè)戰(zhàn)略性布局提供相應(yīng)的服務(wù),并為調(diào)整社會(huì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供相應(yīng)的服務(wù),分別從宏觀上以及戰(zhàn)略上提供相應(yīng)的咨詢服務(wù)、決策服務(wù)。

第二,水生態(tài)環(huán)境的管理與保護(hù)服務(wù)。為了推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展提供相應(yīng)的預(yù)報(bào)服務(wù)以及監(jiān)控服務(wù)。

第三,水資源的管理服務(wù)。即為水權(quán)的轉(zhuǎn)讓、水資源的分配以及取水的許可等內(nèi)容,在制定相關(guān)政策法規(guī)上提供更為全面、合理的決策信息。

第四,水資源的調(diào)度服務(wù)。即為洪水資源的合理、科學(xué)利用調(diào)度、水量與水質(zhì)之間聯(lián)合調(diào)度、年際間或者實(shí)時(shí)水資源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之間的聯(lián)合、在同區(qū)域內(nèi)不同水體間水資源等各種調(diào)度提供相應(yīng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、檢測(cè)及評(píng)價(jià)服務(wù)。

在當(dāng)前新時(shí)期下,水文測(cè)驗(yàn)工作的實(shí)施,應(yīng)根據(jù)具體服務(wù)對(duì)象自身的特點(diǎn)以及實(shí)際要求,為其提供優(yōu)質(zhì)、全面且合理的各種服務(wù),從而促使其測(cè)驗(yàn)工作得以有效且有序地進(jìn)行,更好地將自身所存的價(jià)值體現(xiàn)出來。

四、新時(shí)期水測(cè)驗(yàn)所面臨的新問題及其對(duì)策

(一)信息技術(shù)水平的提高,新技術(shù)的出現(xiàn)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,信息技術(shù)水平的提高,出現(xiàn)了很多的新技術(shù),水文測(cè)驗(yàn)工作也開始向數(shù)字化與智能化方向發(fā)展,超聲波水位計(jì)、遙測(cè)系統(tǒng)、固態(tài)存儲(chǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及微機(jī)遙測(cè)系統(tǒng)等一系列高新技術(shù)也得到了廣泛地應(yīng)用,而這對(duì)于水文測(cè)驗(yàn)工作人員也提出更高的要求,對(duì)其專業(yè)技能與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)水平的要求隨之提高。針對(duì)這種情況,在新時(shí)期下如何提高水文測(cè)驗(yàn)工作人員的綜合素質(zhì),也逐漸成為了水文行業(yè)關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)問題。基于筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)來看,要想有效解決這一問題,其重點(diǎn)就在于應(yīng)加強(qiáng)水文測(cè)驗(yàn)工作人員專業(yè)技術(shù)的培訓(xùn)與教育,尤其是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的培訓(xùn),切實(shí)提高測(cè)驗(yàn)工作人員自身的綜合素質(zhì)。若有條件,還可構(gòu)建一個(gè)專業(yè)型水文測(cè)驗(yàn)教育基地,以此來重點(diǎn)實(shí)施培訓(xùn)。此外,水文測(cè)驗(yàn)工作人員自身還要轉(zhuǎn)變其傳統(tǒng)的觀念,提高水文測(cè)驗(yàn)工作重要性的認(rèn)識(shí),不斷充實(shí)自己,這樣才可社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同步,適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的各種發(fā)展變化需求。

(二)水文測(cè)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)較為落后

據(jù)調(diào)查資料顯示,目前我國在水文測(cè)驗(yàn)工作上,不管是在水質(zhì)的測(cè)驗(yàn),還是在水量的測(cè)驗(yàn)上,均存在著一個(gè)普遍的現(xiàn)象,即基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)程度較低,在測(cè)驗(yàn)過程中所用的設(shè)備均比較落后和單一,而這也在不同程度影響水文測(cè)驗(yàn)精度以及時(shí)效。鑒于此,筆者建議,在新時(shí)期的水文測(cè)驗(yàn)工作中,除了要加強(qiáng)水文測(cè)驗(yàn)工作人員綜合素質(zhì)的教育與培訓(xùn),同時(shí)還應(yīng)加大水文測(cè)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度,提高基礎(chǔ)設(shè)施自身的能力,從而提高其測(cè)驗(yàn)的精度。同時(shí)還應(yīng)構(gòu)建相應(yīng)的應(yīng)急保障體系,加大各種備用設(shè)備的建設(shè),從而切實(shí)提高水文測(cè)樣工作的整體成效,使其能夠更好地適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求,滿足水資源管理的各種需求。

(三)在綜合治理防洪工程上,水文要素產(chǎn)生了一些新的變化

在綜合治理防洪工程中,超采地下水與地表徑流的逐漸減少,使得水文區(qū)域原有的要素規(guī)律均發(fā)生了相應(yīng)的變化,同時(shí)在治理過程中,不管是同級(jí)水位的流量流速的變化,還是加大或者減小閘門的流量,均會(huì)使水文要素發(fā)生一定的改變,繼而為水文資料的研究分析以及相關(guān)服務(wù)的提供帶來各種各樣的問題。針對(duì)這些問題,筆者建議在進(jìn)行綜合治理的過程中,水文測(cè)驗(yàn)站首先應(yīng)該了解并掌握該區(qū)域范圍內(nèi),防洪工程的實(shí)際情況以及其可能所發(fā)生的變化,及時(shí)掌握河道發(fā)生洪災(zāi)的規(guī)律,基于相關(guān)信息的綜合分析,如測(cè)流方式、水位流量所發(fā)生的變化、不同測(cè)流系數(shù)的具體試驗(yàn)以及水位力量的單值化等,通過分析后,采取相對(duì)應(yīng)的各種測(cè)驗(yàn)措施。

(四)服務(wù)意識(shí)較為薄弱,水文測(cè)驗(yàn)工作未得到社會(huì)的重視

盡管我國水文工程得到了快速發(fā)展,但是對(duì)于水文測(cè)驗(yàn)工作仍舊不是很重視,尤其是水文測(cè)報(bào)工作還未得到社會(huì)的支持以及認(rèn)可。基于這種情況,筆者認(rèn)為在新時(shí)期下,在實(shí)施水文測(cè)驗(yàn)工作時(shí),在社會(huì)發(fā)展過程中,應(yīng)把水文資料看作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需的基礎(chǔ)信息資源,充分發(fā)揮水文資料作為一種社會(huì)公益產(chǎn)品所具備的功能,將水文測(cè)驗(yàn)工作公開化以及社會(huì)化,促使各水文機(jī)構(gòu)可主動(dòng)且積極為社會(huì)發(fā)展提供系統(tǒng)且全面的服務(wù)。此外,還應(yīng)加大該項(xiàng)工作的宣傳力度,使人們對(duì)于水文測(cè)驗(yàn)工作有一個(gè)正確地認(rèn)識(shí)。

(五)資料的整編工作和測(cè)驗(yàn)工作處于脫節(jié)狀態(tài)

隨著信息技術(shù)發(fā)展,在水文資料的整編上,已從以往人工操作、計(jì)算轉(zhuǎn)變成為了信息化、自動(dòng)化操作自動(dòng)。在以前的整編工作中,其重點(diǎn)通常放于資料三次校對(duì)上,對(duì)于流域范圍各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)一致性與原始資料合理性缺乏相應(yīng)的審查,使得整編成果滿足不了當(dāng)前水文測(cè)驗(yàn)工作的需求。鑒于這種情況,在新時(shí)期水文資料的整編工作中,應(yīng)增強(qiáng)資料整編前后的審查,加大觀測(cè)資料準(zhǔn)確性、合理性、系統(tǒng)性的審查力度,利用降雨徑流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比較分析法等來實(shí)施審查,以此提升資料整編質(zhì)量的可靠性。

(六)人類活動(dòng)的變化,使得水文測(cè)驗(yàn)工作模式也發(fā)生了相應(yīng)的變化

隨著灘地的大力開發(fā)、跨地域的調(diào)水、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整以及水文斷面較長時(shí)間內(nèi)的干涸等,這些均為水文測(cè)樣工作的研究和實(shí)施帶來了新課題,而在這種情勢(shì)下,要想提高水文測(cè)驗(yàn)質(zhì)量與水平,就必須要突破以往所固定的這些工作模式,增強(qiáng)水文的巡測(cè)以及水文的調(diào)查,特別是水量的巡測(cè)等,及時(shí)了解和掌握準(zhǔn)確且新的各種水文資料。

參考文獻(xiàn):

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篇(9)

中圖分類號(hào):G643 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)17-0196-02

隨著社會(huì)的發(fā)展,水資源的自然資源基礎(chǔ)作用已越來越明顯,我國已確立了水資源為三大戰(zhàn)略資源之一的地位。水文與水資源工程正是水資源開發(fā)利用和管理中的重要的工程技術(shù)學(xué)科。大連理工大學(xué)水土保持專業(yè)研究方向依托于水環(huán)境研究所、隸屬于水文水資源學(xué)科。大連理工大學(xué)的水文水資源學(xué)科偏重于軟科學(xué),在模糊水文學(xué)和水資源模糊集分析理論、水庫洪水調(diào)度自動(dòng)化、防汛決策支持系統(tǒng)科學(xué)等方面的研究居國內(nèi)領(lǐng)先地位,但在原始數(shù)據(jù)的獲取如現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和模型試驗(yàn)等方面相對(duì)較弱。試驗(yàn)侵蝕學(xué)是運(yùn)用模擬試驗(yàn)裝置在精密監(jiān)測(cè)和一定的控制條件下,對(duì)被選擇的侵蝕對(duì)象或地貌特征進(jìn)行野外試驗(yàn)或模型試驗(yàn)研究的侵蝕學(xué)分支。建立基于試驗(yàn)侵蝕學(xué)的水土保持專業(yè)研究體系,加強(qiáng)試驗(yàn)基地建設(shè),培養(yǎng)一批擅長流域水土保持原型觀測(cè)和模型試驗(yàn)的創(chuàng)新型人才,對(duì)于進(jìn)一步提高該學(xué)科的綜合實(shí)力有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、創(chuàng)建良好的試驗(yàn)條件

良好的試驗(yàn)條件是培養(yǎng)水土保持人才必要的物質(zhì)保證。

(一)與科研項(xiàng)目結(jié)合,為研究生學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好的物質(zhì)條件

讓研究生參與具體的科研項(xiàng)目是鍛煉學(xué)生科研能力的有效方法,同時(shí),項(xiàng)目的研究資源也是支持專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)條件。目前,水環(huán)境研究所正在承擔(dān)多項(xiàng)水土保持方向的國家自然科學(xué)基金和省部級(jí)基金項(xiàng)目,為該專業(yè)方向的研究和學(xué)習(xí)奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。碩士研究生的論文選題面向科學(xué)研究、面向生產(chǎn)實(shí)踐,以提高碩士論文的研究水平。由于碩士論文成果要運(yùn)用到實(shí)際的工程中,促使導(dǎo)師和學(xué)生都對(duì)論文工作更加認(rèn)真和重視。實(shí)際項(xiàng)目背景也為碩士論文工作的順利開展提供了有力的物質(zhì)保障。論文選題時(shí)既要有一定的難度和深度,能夠比較全面地培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,又要考慮到受碩士論文研究時(shí)間、研究深度的限制,難度不能太大,學(xué)生經(jīng)過努力以后能夠按時(shí)、獨(dú)立完成。從水土保持研究方向的特點(diǎn)來看,鼓勵(lì)碩士生獨(dú)立設(shè)計(jì)、完成一些基礎(chǔ)試驗(yàn)效果比較好。碩士研究生學(xué)習(xí)期間,通過學(xué)習(xí),應(yīng)該能夠獨(dú)立查閱文獻(xiàn)、獨(dú)立設(shè)計(jì)和完成較基礎(chǔ)的水土保持試驗(yàn)、并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步的分析。從水環(huán)境研究所往年培養(yǎng)的歷屆水土保持方向碩士生來看,凡是重視論文試驗(yàn)的學(xué)生,學(xué)位論文質(zhì)量都比較高,也比較容易在核心期刊。

(二)探索試驗(yàn)基地的建設(shè)方法

水土保持研究的原始數(shù)據(jù)可以通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、模型試驗(yàn)等方法獲得。水土保持室內(nèi)模型試驗(yàn)不可能完成所有研究任務(wù),因此,開展校外試驗(yàn)基地建設(shè),廣泛進(jìn)行水土保持現(xiàn)象的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)、調(diào)查是很必要的。大連理工大學(xué)水環(huán)境研究所一直與清華大學(xué)黃河研究中心保持密切的合作關(guān)系。已與該中心聯(lián)合建成了模擬和觀測(cè)設(shè)施較為先進(jìn)的“大連理工大學(xué)―清華大學(xué)土壤侵蝕試驗(yàn)室”,近年來,每年都分派1~2名研究生,到清華大學(xué)黃河研究中心的李各莊基地進(jìn)行為期3~4個(gè)月的水土保持試驗(yàn)。大連理工大學(xué)水環(huán)境研究所還與中國科學(xué)院水土保持研究所經(jīng)常進(jìn)行研究人員互訪、項(xiàng)目合作等學(xué)術(shù)活動(dòng)。多年的校外合作經(jīng)歷證實(shí),嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的學(xué)術(shù)作風(fēng)是獲得同行認(rèn)可的基本條件。在校外做試驗(yàn),試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、組織水平,工作人員的勞動(dòng)態(tài)度,都不僅僅代表課題組,更代表大連理工大學(xué)的形象。嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮的工作態(tài)度,才能獲得同行的認(rèn)可和尊重。同時(shí),精心設(shè)計(jì)、精心組織,才能順利把試驗(yàn)做好。在校外基地工作,時(shí)間非常緊張,因此,應(yīng)提前準(zhǔn)備認(rèn)真、詳細(xì)的試驗(yàn)方案;試驗(yàn)基地一般都設(shè)在郊區(qū)或者鄉(xiāng)下比較偏僻的地方,許多試驗(yàn)器材、試驗(yàn)儀器無法在當(dāng)?shù)刭徺I,所以應(yīng)提前購買、落實(shí)。另外,應(yīng)與合作單位以及試驗(yàn)工人互相尊重、互相體諒,才能把試驗(yàn)工作做好。最重要的是,只有認(rèn)真做實(shí)驗(yàn),并做出較好的科研成果,才能證實(shí)所做的工作是有意義的,才能獲得合作單位長久、持續(xù)的支持。與校園內(nèi)相比,校外基地的生活、工作條件一般比較艱苦、單調(diào),因此,如何引導(dǎo)學(xué)生保持積極、樂觀的生活態(tài)度尤為重要。多出高水平的科研成果是激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、努力工作的最好動(dòng)力,同時(shí),多方面發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘試驗(yàn)基地的優(yōu)勢(shì),也是提高同學(xué)們士氣的好辦法。

(三)探索試驗(yàn)儀器的有效管理方法

大連理工大學(xué)水環(huán)境研究所的試驗(yàn)儀器購置經(jīng)費(fèi)主要有兩個(gè)來源:一是學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi);二是研究所承擔(dān)的科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)。近年來,水環(huán)境研究所在黃土高原水土保持、城市透水面集水效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、砂基透水磚研制和物理性能試驗(yàn)研究等方面做了大量工作,已擁有多套可用于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的移動(dòng)式降雨模擬設(shè)施,并已建成擁有MX-2010地貌儀、坡面徑流量含沙量動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、RR1008土壤水分自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng)、TYE-2000B壓力機(jī)等先進(jìn)設(shè)備的水土保持試驗(yàn)室?!八h(huán)境研究所水土保持試驗(yàn)儀器設(shè)備登記表”根據(jù)已有儀器分類登記,定期更新,發(fā)到研究所每位學(xué)生手中。這樣,學(xué)生在設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí),可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備;另外,由于儀器的詳細(xì)參數(shù)、入庫時(shí)間、點(diǎn)驗(yàn)狀態(tài)等項(xiàng)在登記表中都有詳細(xì)說明,可以促進(jìn)儀器的妥善保管,防止公共資產(chǎn)流失。水環(huán)境研究所一直鼓勵(lì)和支持自主研制專業(yè)試驗(yàn)儀器,2006年以來在水土保持方向上已獲授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)。試驗(yàn)室日常工作由專人負(fù)責(zé),借用儀器須履行登記手續(xù),新購儀器及歸還的儀器須及時(shí)登記入庫,以使現(xiàn)有設(shè)備發(fā)揮最大效益。

二、改進(jìn)研究生指導(dǎo)辦法

掌握合理的指導(dǎo)方法才能順利地培養(yǎng)出多層次、合格的研究生人才。

(一)研究生課程的教學(xué)質(zhì)量

課程建設(shè)是研究生培養(yǎng)方案的重要內(nèi)容。目前,作者承擔(dān)“流域環(huán)境保護(hù)與管理”、“水文水資源水環(huán)境領(lǐng)域研究進(jìn)展”中“水土保持研究進(jìn)展”兩部分內(nèi)容。教學(xué)實(shí)踐中,將基礎(chǔ)知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合,理論聯(lián)系實(shí)際,不斷吸收本領(lǐng)域內(nèi)國內(nèi)外研究前沿成果,凝練和提高多媒體課件,形成內(nèi)容完善、知識(shí)新穎的講義,以發(fā)展和完善課程內(nèi)容;同時(shí)通過討論式教學(xué)、報(bào)告式教學(xué)、體驗(yàn)式教學(xué)等多種教學(xué)方式,將學(xué)生吸引到教學(xué)活動(dòng)中,使學(xué)生學(xué)習(xí)能力得以充分體現(xiàn),培養(yǎng)學(xué)生的自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性,構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)模式。啟發(fā)式、互動(dòng)的授課方法,是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的一個(gè)重要途徑。作者主講的“流域環(huán)境保護(hù)與管理”是面向水利工程學(xué)院的專業(yè)選修課。2013年有30名碩士研究生選修該課程。課程內(nèi)容以教師講授為主,每次課均由主講教師課堂授課;期間也通過上課提問、優(yōu)秀論文演講等措施,與學(xué)生互動(dòng),激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,另外,還通過課間5分鐘歡樂視頻,營造輕松、愉快的學(xué)習(xí)氣氛。通過課程論文寫作,確保絕大部分同學(xué)掌握課程的基本知識(shí),并使有興趣、學(xué)有余力的同學(xué)有所創(chuàng)新?!傲饔颦h(huán)境保護(hù)與管理”共7章19節(jié),學(xué)生在第一節(jié)課就布置課程論文題目,每位學(xué)生可選其中一節(jié)為題。選題時(shí)可2人選同一題、分別寫;多人選同一題者,以主講教師最早收到的前兩人的郵件為準(zhǔn)。要求學(xué)生寫作時(shí),廣泛閱讀文獻(xiàn),緊密結(jié)合課件,采用綜述的寫作方法,對(duì)課堂講課內(nèi)容進(jìn)行豐富和完善,其目的在于鞏固和擴(kuò)展課堂上老師講授的基礎(chǔ)知識(shí)。如果撰寫的課程論文與已有教材或者已發(fā)表期刊論文的重復(fù)率達(dá)20%以上的話,該論文以0分計(jì)。課程快結(jié)束時(shí),評(píng)選出5篇優(yōu)秀論文,并讓這些優(yōu)秀論文的作者上臺(tái),每人作8分鐘演講。由于一直嚴(yán)格貫徹以上的課堂紀(jì)律,嚴(yán)格中彰顯公平,加上任課老師認(rèn)真?zhèn)湔n,該門課程的講課效果較好,受到同學(xué)們的好評(píng)。

篇(10)

在水資源開發(fā)利用和管理過程中,需要大量的水文及相關(guān)數(shù)據(jù)資料,而獲取全面的水文信息對(duì)水資源系統(tǒng)特征進(jìn)行科學(xué)分析,是合理制訂水資源管理方案的依據(jù)。開都河水系是我們巴州水系的源頭,為了進(jìn)一步了解它的來龍去脈,探索水文科學(xué)的奧秘,我校水文科技興趣組開展了“探索水文奧秘,研究水文特征”的科技實(shí)踐活動(dòng)。

活動(dòng)目標(biāo)

通過學(xué)習(xí)水文知識(shí),使學(xué)生認(rèn)識(shí)到水文與水源、人類生產(chǎn)、生活的關(guān)系,了解水文的作用。學(xué)習(xí)水文科學(xué),了解當(dāng)?shù)厮Y源的來龍去脈,學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)水文觀測(cè)的內(nèi)容與方法。

通過自主探究當(dāng)?shù)厮Y源的水文特征,提高學(xué)生自主探究、創(chuàng)新能力和搜集處理水文數(shù)據(jù)的能力。通過活動(dòng),分析水文要素,得出結(jié)論,為當(dāng)?shù)卣坝嘘P(guān)部門提供準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。

以興趣小組為龍頭,用實(shí)際行動(dòng)帶動(dòng)全校行動(dòng)起來,參與到保護(hù)水資源、節(jié)約用水的行動(dòng)中,引導(dǎo)大家強(qiáng)化節(jié)水意識(shí),養(yǎng)成節(jié)水習(xí)慣。

試圖通過研究活動(dòng)和節(jié)水護(hù)水實(shí)際行動(dòng),促使有關(guān)部門科學(xué)地安排生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水,努力恢復(fù)和維系流域的生態(tài)系統(tǒng),更加科學(xué)地實(shí)施水資源的可持續(xù)利用和管理,逐步實(shí)現(xiàn)水資源的開發(fā)利用與生態(tài)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展。

培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、吃苦耐勞的科學(xué)精神,讓他們感受科學(xué)研究的艱辛,提高與他人合作的能力。

活動(dòng)對(duì)象及學(xué)生背景分析

在全校召集對(duì)水文感興趣的同學(xué)組成水文科技興趣組,經(jīng)過篩選組成40人的水文興趣小組,其中初中學(xué)生20人,高中學(xué)生20人。這些學(xué)生都是在有興趣的基礎(chǔ)上自愿參加活動(dòng)的,他們中的大多數(shù)是初一、初二、高一、高二的學(xué)生,考試壓力不是很大,能抽出較多的時(shí)間參加課外活動(dòng)。活動(dòng)充分利用同學(xué)們?cè)趯W(xué)校里已經(jīng)掌握的各學(xué)科知識(shí)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能,引導(dǎo)學(xué)生通過水文調(diào)查與分析,學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)和鉆研科學(xué)的精神,激發(fā)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的熱情和對(duì)科學(xué)探索的興趣。

活動(dòng)計(jì)劃

活動(dòng)時(shí)間、地點(diǎn)

活動(dòng)時(shí)間為2011年4月—2012年5月,地點(diǎn)包括學(xué)校實(shí)驗(yàn)室、圖書館及計(jì)算機(jī)房、巴州水文局及實(shí)驗(yàn)室、巴州水利局、巴州水管處等市內(nèi)地點(diǎn)和開都河上游所有的水文站。

活動(dòng)組織機(jī)構(gòu)

我校設(shè)立了固定活動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組,由校長吳立龍任組長,組員分工負(fù)責(zé)學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的管理等事務(wù),班主任及各科教師積極配合;巴州水文局專家、工程師給予指導(dǎo),巴州水文局提供實(shí)驗(yàn)室。

活動(dòng)過程與方法

查閱資料

在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料,在圖書館查找相關(guān)書籍資料,請(qǐng)教專家、老師和家長,收集相關(guān)研究內(nèi)容的基本資料。

考察研究內(nèi)容的確定

經(jīng)過對(duì)水文資料的搜集、整理分析,從水文不同層面、不同角度另辟蹊徑,提出具有創(chuàng)新性的新問題,對(duì)提出的問題進(jìn)行分析,確定具有可行性的研究內(nèi)容。

按由近到遠(yuǎn)的順序考察開都河(開都河是巴州地表水的源頭)流域水文站。

對(duì)開都河流域的水文特征進(jìn)行研究分析。

制訂活動(dòng)計(jì)劃

在活動(dòng)前,要定出具體行動(dòng)計(jì)劃,讓活動(dòng)按計(jì)劃實(shí)施,數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確,記錄要細(xì)致,確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確無誤。對(duì)可能產(chǎn)生的問題應(yīng)及時(shí)預(yù)測(cè),積極作好應(yīng)對(duì)措施,使活動(dòng)順利實(shí)施。

研究準(zhǔn)備

活動(dòng)前,應(yīng)對(duì)活動(dòng)地點(diǎn)、時(shí)間、參加人員、設(shè)備、記錄表格的設(shè)計(jì)與制作、個(gè)人生活和防護(hù)用品、安全措施等方面作好充分準(zhǔn)備。保證活動(dòng)安全有效地進(jìn)行。

活動(dòng)具體實(shí)施過程

活動(dòng)準(zhǔn)備(2011年4月)

過程包括:搜集整理有關(guān)水文資料,訪問相關(guān)專家學(xué)習(xí)水文科學(xué)知識(shí)及研究方法,學(xué)習(xí)了解水文的概念及特征,了解研究水文的方法,聯(lián)系水文局組織學(xué)生開展去水文站實(shí)踐活動(dòng),實(shí)地考察重點(diǎn)活動(dòng)區(qū)域的情況,與學(xué)校溝通確保學(xué)生安全等。

他什店水文站學(xué)習(xí)考察活動(dòng)(2011年5月)

在專家的引導(dǎo)解說下,學(xué)習(xí)了數(shù)字化水文站的概況、工作原理、特點(diǎn)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、查詢系統(tǒng)等。認(rèn)識(shí)對(duì)比水文觀測(cè)設(shè)施及超聲波水位計(jì)工作原理,對(duì)比測(cè)流設(shè)施及ADCP測(cè)流儀工作原理,進(jìn)行測(cè)流操作,小組整理歸納數(shù)據(jù)。認(rèn)識(shí)氣象觀測(cè)原理并進(jìn)行操作,整理數(shù)據(jù)。

宣傳水文科學(xué)知識(shí),開展節(jié)水護(hù)水活動(dòng)。(2011年6—8月)

首先在全校范圍內(nèi),利用廣播、展板、班會(huì)等形式進(jìn)行水文知識(shí)的宣傳學(xué)習(xí)。全校召開了“保護(hù)水資源節(jié)約用水”的動(dòng)員大會(huì),在全校發(fā)起“保護(hù)水資源,節(jié)約用水從我做起、從家庭做起”的倡議書。在暑假組織了專題學(xué)習(xí)水文知識(shí)的活動(dòng)。在全校收集短文“我的節(jié)水習(xí)慣”。

開都河流域水文特征的研究(2011年7—10月)

興趣組成員分成4個(gè)小組進(jìn)行“開都河流域水文特征的探究”活動(dòng),分別去野外開都河流域水文站考察、觀測(cè)和去實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),查閱有關(guān)水文資料,進(jìn)行分析,得出研究結(jié)論。

進(jìn)行水文站考察活動(dòng):在此期間小組先就近對(duì)6個(gè)水文站進(jìn)行了考察,觀察了地理位置,進(jìn)行了泥沙含量測(cè)試,了解了測(cè)流過程,觀測(cè)了水位等。

了解了水文站代表站基本情況。

確定了開都河流域水文特征的探究課題。

研究方法有文獻(xiàn)法、調(diào)查法、統(tǒng)計(jì)法等。

活動(dòng)成果及呈現(xiàn)方式

科研成果

每個(gè)小課題精選考察研究報(bào)告,依據(jù)4個(gè)子課題報(bào)告匯總成本課題的研究報(bào)告。

提供開都河水系分布圖各一份。

提供水文觀測(cè)數(shù)據(jù)。

提供開都河水文特征分析結(jié)論。

成果展示

開都河流域水系圖,水文站分布圖、各種觀測(cè)圖片各1份。

收集和整理學(xué)生活動(dòng)資料,進(jìn)行專題講座,展示影像資料和活動(dòng)圖片。

編輯出版本科技實(shí)踐活動(dòng)優(yōu)秀論文集,包括優(yōu)秀論文,本項(xiàng)目的活動(dòng)設(shè)計(jì)方案、活動(dòng)目的和意義、考察研究內(nèi)容與方法和活動(dòng)日志等。

學(xué)生提供相關(guān)的項(xiàng)目論文,選出優(yōu)秀作品參加市、自治區(qū)和全國青少年科技創(chuàng)新大賽活動(dòng)。

根據(jù)活動(dòng)內(nèi)容編寫一套適合本校通用的校本教材。

活動(dòng)中可能出現(xiàn)的問題及解決預(yù)案

可能出現(xiàn)的問題包括:調(diào)查過程中的安全問題;本方案活動(dòng)周期較長,涉及的專業(yè)知識(shí)面廣,學(xué)生能否長期堅(jiān)持;同學(xué)們?cè)诨顒?dòng)過程中會(huì)遇到不懂的問題,該怎樣解決;怎樣處理好課題研究與課堂學(xué)習(xí)的關(guān)系;如何解決試驗(yàn)項(xiàng)目中儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)計(jì)算問題。

對(duì)此,我們制訂了對(duì)應(yīng)的解決方案。對(duì)每項(xiàng)活動(dòng)均制訂安全預(yù)案,每次外出必須有向?qū)Ш蛶ш?duì)領(lǐng)導(dǎo),教師全程參與;每次出發(fā)前都要對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育,準(zhǔn)備好各類必備品,同時(shí)請(qǐng)專家和工作人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。定期集中學(xué)習(xí),了解解決活動(dòng)中出現(xiàn)的問題,提高活動(dòng)效率,不斷培養(yǎng)學(xué)生對(duì)探索科學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)忍的毅力,不致半途而廢。在校長和書記的領(lǐng)導(dǎo)下,教師的輔導(dǎo)工作層層落實(shí),保障活動(dòng)順利進(jìn)行。盡可能地將活動(dòng)內(nèi)容、研究與實(shí)驗(yàn)分析方法等與課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合。與相關(guān)科研單位合作,聘請(qǐng)專業(yè)專家,解決專業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)計(jì)算問題。

活動(dòng)的教育作用

學(xué)生們把在課堂上掌握的信息技術(shù)應(yīng)用到活動(dòng)中,能夠有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行探究工作。

培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。通過活動(dòng)計(jì)劃的實(shí)踐,同學(xué)們能夠從開都河水文考察中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

學(xué)生的合作能力大大提高。通過活動(dòng)計(jì)劃的實(shí)踐,同學(xué)們了解到合作的重要性和必要性,掌握了合作的方法和技巧。

全校學(xué)生保護(hù)水資源意識(shí)均有很大提高。經(jīng)過本次活動(dòng),全體學(xué)生表示能在平時(shí)的生活中做到保護(hù)水資源,養(yǎng)成良好的節(jié)水習(xí)慣,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。

學(xué)生各方面能力都得到了鍛煉和提高。通過各種活動(dòng)的積極展開,為學(xué)生提供了野外實(shí)踐機(jī)會(huì),鍛煉了他們動(dòng)手、動(dòng)腦的能力,學(xué)會(huì)了野外考察的科學(xué)方法。

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