水文与水资源工程研究方向精选(九篇)

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第1篇：水文与水资源工程研究方向范文

一、水文预报的作用

水文预报不仅在防洪中是不可缺少的， 对已建成的水利工程管理运用也是不可缺少的， 只有依靠水文预报， 才能做到在各用水部门及地区间合理分配水资源， 取得最大的社会经济效益。水文预报技术和方法发展很快， 特别是近些年计算机技术的应用和其它电子产品的快速更新， 在水情信息的传输预报技术和方法上都较以往有所改变， 从而提高了预报精度， 增长了预见期， 为防汛抗洪赢得了宝贵的时间。为了更有效的防汛抗洪， 发挥现有防洪设施的作用， 减轻洪灾损失， 科学的洪水预报是一项重要的工作。正确及时的预报可以使工程合理调度， 可以有计划采取分洪， 蓄洪措施， 及时进行防洪抢险， 把洪灾损失降到最低程度。因此， 水文预报在其中起着非常重要的作用。

二、传统和现代中长期水文预报方法

中长期水文预报存在的主要问题是预报精度较低。传统的中长期预报方法主要是根据河川径流的变化具有连续性、周期性、地区性和随机性等特点来开展研究， 主要有成因分析和水文统计方法。近年来， 计算机技术的发展和新的数学方法的不断涌现， 为中长期水文预报拓展了新的途径 ， 如模糊数学、人工神经网络、灰色系统分析、小波分析、混沌理论、近邻预报等以及这些方法的相互耦合， 每种方法都有各自的适用条件， 或存在有待深入研究的问题。

三、传统中长期水文预报方法

1.成因分析法。成因分析法有以下几类: （1）应用前期环流进行预报， 也可称为天气学方法， 主要是对大量的历史气候资料(高空环流形势与水文要素) 进行综合分析， 概括出旱涝前期的环流模式， 然后再由前期特征做出后期水文情况的定性预报， 或在前期月平均环流形势图上分析与预报对象关系密切的地区与时段， 从中挑选出物理意义明确、统计贡献显著的预报因子，然后用逐步回归或其他多元分析方法与预报对象建立函数关系， 并据此进行定量预测; （2）应用前期海温特征进行预报， 即分析历史海温资料与预报对象的关系， 概括出旱涝年前期海温分布的定性模式， 或考虑海温在时间上与空间上的连续性， 在关键时段内挑选若干个点的海温作为预报因子， 与预报对象建立回归方程并进行定量预报; （3）根据太阳黑子相对数n 年周期中的相位或分析黑子数与江河水量变化之间的关系， 对后期可能发生的旱涝进行定性预测;（4）分析地球自转速度的变化、行星运动的位置、火山爆发、臭氧的多少等与水文过程的对应关系，对后期可能发生的水文情况做出定性预估;（5）概率统计预报，简称统计预报， 即从大量历史资料中应用数理统计方法去寻找分析水文要素历史变化的统计规律以及与其他因素的关系， 然后运用这些规律来进行预报。

2. 数理统计法。数理统计方法是水文中长期预报中应用比较广泛的一种方法， 它从大量历史资料中寻找已经出现过的预报对象和预报因子之间的统计规律和关系或水文要素自身历史变化的统计规律， 建立预报模式进行预报。按预报时考虑因素的多寡可分为单因素预报和多因素综合预报。单因素预报是利用水文要素自身历史演变规律， 来预报该要素未来可能出现的数值， 又称时间序列分析预报。常用的有历史演变法、周期分析方法等。事实上， 水文气象要素是由多种因素决定的， 要做出未来较长期的水文气象预报， 往往需要挑选多个相关程度比较高的因子， 进行多要素综合预报。常用的有多元线性回归分析法， 主成分分析等。数理统计法是建立在对大量历史资料进行统计分析基础上的一种预报方法， 故其对历史水文资料及相关因子的资料长度与可靠度要求较高， 但数理统计法具有概念清晰、易实现的优点， 因此在实际中获得了广泛的应用。

四、现代中长期水文预报方法

1. 人工神经网络法。人工神经网络技术近些年来进展非常迅速，在很多领域得到了广阔的应用，如预测预报、模式识别、自动控制等领域的智能模拟和信息处理。在水文水资源中的应用也越来越多。大量的研究表明：神经网络技术具有大规模并行处理、分布式存储、自适应性、容错性等显著优点，利用该技术可以有效地解决水文水资源中难以精确建模、具有高度非线性和各种不确定性的问题。

2. 灰色系统理论法。1982年邓聚龙创立了灰色系统理论，认为水资源系统可以当作灰色系统看待。最常用的描述灰色系统模型的数学模型GM（1，1），G代表Grey（灰色），M代表Model（模型），GM（1，1）指1阶、1个变量的线性常微分方程模型。它在径流预报、灾害预测中有不少应用实例。灰色系统理论由于其模型特点，比较适合具有指数增长趋势的问题，对于其他变化趋势，则有时拟合灰度较大，导致精度难以提高。且灰色系统理论体系尚不完善，正处于发展阶段，它在中长期水文预报中的应用是属于尝试和探索性质的。

3.模糊数学理论法。在水文领域应用模糊数学进行预测的方法有两类，一类是模糊模式识别预测法，另一类是模糊逻辑法。 模糊模式识别预测法的基本思路是：以对历史样本模式的模糊聚类为基础，计算待测状态的类别特征值，从而根据预报值与类别特征值之间的回归方程进行预报。该方法将水文成因分析、统计分析、模糊集分析有机地结合起来，为提高中长期预报特征的精度提供了一条新途径。 模糊逻辑方法可以描述变量之间不十分明确的因果关系。

4. 小波理论法。小波分析理论是当前数学中一个迅速发展的新领域，由Morlet于1974年首次提出。小波分析技术是一种强有力的信号分析处理手段，在傅立叶（Fourier）分析的基础上融合了样条分析、数值分析、泛函分析等技术。与Fourier变换、Cabor 变换相比，小波变换能够从时域（时间）和频域（频率）进行变化，能更有效地从信号中提取信息，因而日益受到关注。从时频分析的角度来看，水文序列含有多种频率成分，每一频率成分都有其自身的制约因素和发展规律，因此仅从水文序列本身出发构造模型，将难以把握水文序列的内在机制，有必要对水文序列进行分频率研究，故可以利用小波分析理论分析水文序列。

5. 混沌理论法。混沌理论起源于20世纪60年代初美国气象学家Lorenz在研究天气预报中大气流动问题时的思考，由李天岩于1975年首次提出。该理论认为，客观事物的运动除定常、周期、准周期运动外，还存在着一种更加普遍的运动形式———混沌运动，即一种由确定性系统产生的、对初始条件具有敏感依赖性、永不重复的回复性周期运动。水文序列兼备了确定性和随机性，符合混沌理论的研究范畴，因而许多学者利用混沌理论开展对中长期水文预报的研究。

6. 近邻预报方法。其基本思想是， 从历史样本中选择与当前待预报状态相近的一个或k 个历史状态( 比如历史流量序列片段) ， 根据这一个或k 个历史状态的下一时刻观测值预报当前待预报状态的下一步值. 该方法最早在20 世纪80 年代应用于流量预报， 近年来随着混沌时间序列研究的增温，近邻预报方法受到较多关注， 在日、月流量预报中都有应用。

总之，中长期水文预报对防汛抗旱、水资源规划管理以及水库等水利工程的综合利用有着十分重要的意义，水文预报仍有许多值得研究和探索的问题，因此，我们应进一步加强对中长期水文预报的探索和研究，使其能够满足实际应用的需求。

参考文献

[1] 汤成友，官学文，张世明，等.现代中长期水文预报方法及应用［M］，北京：中国水利水电出版社，2008。

[2] 王富强，霍风霖，中长期水文预报方法研究综述，人[J]，人民黄河，2010(3)。

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第2篇：水文与水资源工程研究方向范文

关键词:水文化;研究态势;分析

1988年10月25日，在淮河流域四省治淮宣传工作会议上，李宗新先生首次提出应大力开展水文化研究。①历经近30年的发展，在水文化理论、水文化建设、水文化教育、水文化与中华民族精神等方面取得了丰硕的研究成果。本文运用计量分析和统计学知识，对检索到的水文化论文进行定量和定性分析。

一、水文化研究的学科分类与发展轨迹

我国高等学校教育专业设置按“学科门类”“学科大类(一级学科)”“专业”(二级学科)三个层次来设置。在国务院学位委员会、教育部颁布的《学位授予和人才培养学科目录》(2011年)中，设有13个学科门类，110个学科大类。水文化归属哪一个学科?经检索发现，文学、工学、经济学等学科门类文献比较集中，教育学、理学、法学、历史学居中分布，管理学、艺术学、哲学分布的较少，农学、医学、军事学没有相关文献，文化及水电工程是关注最多学科。在上述学科门类中，排本学科门类首位的是:文学是中国文学33篇，工学是水利水电工程239篇，经济学是工业经济119篇，教育学是高等教育19篇，理学是环境科学与资源利用25篇，法学是民族学13篇，历史学是考古10篇，管理学是行政学及国家行政管理10篇，艺术学是美术书法雕塑与摄影8篇，哲学是中国哲学6篇。除上述研究领域文献较多外，还鲜见于作物学、农业资源与环境、植物保护、林学、中药学、医学技术、军事思想及军事历史、战略学、战役学、战术学等学科。由此可知，水文化研究内容广泛，不仅有文史哲人文学科内容，而且还有理工类自然学科，同时还有经管法等社会学科的内容，属于新兴的文理交叉学科。我国水文化研究历经开展宣传研究(1989—2003年)、服务水利实践(2004—2006年)、政府倡导推动(2007—2010年)和规划专项建设(2011—2014年)阶段，基本上与年度发表文章数量趋势相吻合(见表1)。特别是2011年水利部《水文化建设规划纲要(2011—2020年)》以来，《基于人水和谐理念的最严格水资源管理制度体系研究》和《中国水文化发展前沿问题研究》两项国家社科基金重大(点)课题相继立项，国内学者的水文化研究主要聚集在水文化理论、水文化遗产、水文化资源、水工程文化、地域水文化、水文化教育传播等方面。从表1可知，1989—2001年，水文化研究的论文较少，年均不足6篇，低于年均篇数的年度为1989年、1992年、1998年、1999年、2000年，尤其是1993年和2001年分别为0篇，这说明水文化研究处于萌芽阶段。2002—2006年，论文数量呈平稳缓慢增长态势，平均每年约20篇，这说明我国水文化研究正处于稳步发展阶段。进入2007年后，论文数量呈快速增长趋势，到2008年、2010年达高峰期，随后呈现下降趋势，这说明我国水文化研究正趋向稳定和成熟。从2011年开始，论文数量呈现直线上升趋势，年均为86篇。2011—2016年篇数占所有论文的53．4%，说明此阶段是我国水文化研究领域的探索和快速发展阶段。与此同时，1989—2003年，没有研究生以水文化选题作为学位论文。2004—2016年，学位论文共39篇(博士学位论文2篇，硕士学位论文37篇)，学位论文数占所有论文的4．06%，说明我国水文化研究在基础理论方面相对比较薄弱。在学位论文中，最早的博士学位论文是2004年艾菊红的《傣族水文化研究》②，最早的硕士学位论文是2005年刘虹弦的《水脉相连气韵横生———水文化在现代城市形象中浸润和延续》。在水文化文献中，主要来自《治淮》《河南水利与南水北调》《水利发展研究》《华北水利水电学院学报》(社科版)、《中国水利》《江苏水利》《水利天地》《浙江水利水电专科学校学报》《河海大学学报》(哲学社会科学版)等涉水行业主管部门、高校、科研院所主办的期刊。在水文化研究中，涉水行业高等院校期刊如《华北水利水电学院学报》(社科版)、《浙江水利水电专科学校学报》《河海大学学报》(哲学社会科学版)、《南昌工程学院学报》等成为主要学术交流阵地。尤其是《华北水利水电学院学报》(社科版)自1985年创刊就设有“水文化研究”专栏，成为全国期刊界历史最长、影响最大、声誉最高的特色栏目。此外，《北京水务》《中国三峡建设》《山西水利》和《城乡建设》这四种期刊数量也位居前列，说明水文化研究与水利建设也紧密相连。

二、水文化研究的热点、焦点与团队分布

文献分析表明，综合性人文社会科学期刊中还没有刊发与水文化相关的哲学、社会学、政治、法律、文化、教育、历史类文章，中文核心期刊刊发水文化研究文章更少。在水文化研究论文中，被CSSCI(中文社会科学引文索引)收录期刊论文较少，《新华文摘》《中国社会科学文摘》《高等学校文科学术文摘》和中国人民大学《复印报刊资料》转载或收录论文屈指可数。这说明，水文化研究期刊层次和期刊学术影响力还有待进一步提升。通过对关键词出现的频率进行分析，可以很好地体现一门学科的研究领域和研究热点、焦点。水文化研究出现频率极高且排在前列的关键词有“水文化”“水”“文化”“水文化遗产”“人水和谐”和“水文化建设”。这说明，以上述词语为关键词的文献相对比较集中，是水文化研究关注的重点和焦点之一。同时，频率在4次以上的关键词主要有“建设”“水利风景区”“保护”“内涵”“水文化教育”“水景观/开发/保护利用”“教育/水资源/水利院校/城市发展/发展”“水利/可持续发展/研究”“传承/生态文明/水文化传播/和谐/水利工程/水环境”和“水利高校/思想政治工作”等，由此可见，水文化研究的范围和领域更加广泛，如水生态文明、水文化传承创新、水教育传播、人水和谐等成为水文化研究新态势。通过分析研究机构，可以了解我国水文化研究团队和研究基地分布格局。水文化研究发文排在前3位的全部来自高等院校，分别是河海大学、南昌工程学院和浙江水利水电专科学校。其中，河海大学38篇，发表文献最多，占总数的3．94%;南昌工程学院和浙江水利水电专科学校发文章分别占总数的2．07%、1．87%，这与河海大学水文化研究所、南昌工程学院水文化研究中心和浙江水利水电专科学校水文化研究中心都是省普通高校人文社科重点研究基地密不可分。上述研究基地已经成为水文化研究、水文化教育和人才培养的高地。

三、水文化研究的成绩、不足与未来展望

第3篇：水文与水资源工程研究方向范文

[关键词] 水利；大学生；创新；形式；实践；思考

[中图分类号] G523 [文献标识码] A [文章编号] 1674-893X（2013）06?0105?03

创新能力的培养是大学生素质教育的一项重要基本内容，创新活动是培养学生创新能力的一个有力保证。当前，激发学生热情，培养学生自信，开拓学生思维已成为高校学生学习的主流，创新活动是一种以学习为主、开发思维为辅的培养人才的新机制。本文以黑龙江大学水利类相关活动为基础，拟对实验的相关方法和实验取得的实践效果进行系统的分析与探讨。同时也为今后的相关科技活动更顺利地开展，提供参考。[1-2]

一、活动的主要形式

1. 实验类创新活动

实验类创新活动是一种培养学生应用专业知识解决实际问题能力的形式。黑龙江大学学生利用科研教育平台，共完成校级学生科研项目共15项，如表1所示。（注：下表中的编号分别与表5相对应）

实验类创新活动不仅保证了实验室的开放效果，而且通过实验活动提高了学生的实践动手能力。

2. 模型类创新活动

模型活动是根据物质守恒原理用数学的语言和方法描述参加水循环的过程或是探究水体中水质组分所发生的物理、化学等诸方面的变化、内在规律和相互关系的模型实践活动。[3]我校以模型构建为主要教学方式，以提高学生动手能力和激发学生创新热情为目的组织学生参加校级、国家级创新实践类模型比赛共6项，具体如表2所示。

模型类比赛不仅培养了学生的创新能力、协作精神，也促使学生理论联系实际，将客观问题以模型的方式加以模拟，提高了学生对已学知识的理性认识，在激发学生热情、培养学生自信的同时也促进了相应的教学工作。

3. 综合类创新活动

为调动学生的主观能动性，开拓学生创新思路，鼓励学生自由选题，设计实验，完成综合类实验共41项，如表3所示。

黑龙江大学组织学生进行的综合类创新活动是由学生主导，独立选题，构思实验，教师做辅助指导而进行的创新项目，旨在培养学生发现问题、提出问题的能力和独立思考联系理论解决问题的能力。

4. 其他创新活动

除水利专业知识相关创新项目与比赛外，还号召学生参见了哈尔滨市创新项目1项，绿色家园杯节水项目7项，如表4所示。

两项大赛扩展了学生对除专业知识相关方向以外的其他领域的知识，旨在辅助学生更好地学习专业知识，培养学生兴趣多元化。

5. 创新科技活动分类举例

针对以上所提及创新项目与各级比赛，择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

[基金项目] 黑龙江省教育厅黑龙江省高等教育教学改革项目“黑龙江大学寒区特色水文与水资源专业建设的研究与实践”（11551330）

[作者简介] 戴长雷（1978-），男，山东郓城人，黑龙江大学副教授，黑龙江省创新教育学会常务理事，主要研究方向：寒区地下水及国际河流.

表1 实验类科技活动统计表

编号 名称 组织方 相关要求 实立个数 级别 备注

a1 黑龙江大学实验室开放基金项目 黑龙江大学教务处 参研对象为一、二、三年级本科生，项目内容不得与学生创新实验室项目内容相近或重复 9 校级 已结题

a2 黑龙江大学创新创业训练项目之学生创新实验室项目 黑龙江大学创业教育学院 参研对象为在校本科生，研究选题要求以专业知识为背景和基础，并具有自主性、创新性 6 校级 已结题

表2 模型比赛统计表

编号 名称 组织方 相关要求 实立个数 级别 备注

b1 黑龙江大学“金穗杯”学生创新项目研究成果大赛 创业教育学院、创业教育中心、教务处、科学技术处、校团委 面向对象为全体在校生 4 校级 二等奖、三等奖不等

b2 全国大学生水利创新设计大赛 中国水利教育协会、教育部高等学校水利学科教学指导委员会 面向对象水利类本科在校生 2 国家级 二等奖

表3 综合类创新活动统计表

编号 名称 组织方 相关要求 实立个数 级别 备注

c1 黑龙江大学学生学术科技创新项目 黑龙江大学创业教育学院 一、二、三年级本科生 24 校级 已结题

c2 黑龙江大学暑期学生创新性实践项目 黑龙江大学创业教育学院 一、二、三年级本科生 7 校级 已结题

c3 黑龙江大学学术科技创新课题（创新创业训练项目） 黑龙江大学创业教育学院 项目负责人为一、二、三年级本科生、大四学生、研究生可参与 10 校级 已结题

表4 其他创新活动统计表

编号 名称 组织方 相关要求 实立个数 级别 备注

d1 哈尔滨市青年创新创意大赛 团市委、市青联 面向对象为全市青年 1 市级 获优秀作品

d2 黑龙江大学“绿色家园杯”低碳环保创意大赛 黑龙江大学 面向对象为全体在校生 7 校级 分获一等奖和二等奖

表5 创新科技活动举例统计表

类型 项目实例 年度 负责人专业 负责人年级 参与人数（人）

a1 寒区冬季傍河条件下浅薄含水层渗渠集渗能力试验 2009 水文与水资源工程 大二本科生 5

a2 实用地下水位测量计改进与制作 2011 水文与水资源工程 大二本科生 5

b1 集水廊道模型设计与制作 2009 农业水利工程 大三本科生 4

b2 某典型流域产汇流模拟模型 2009 水利水电工程 研一硕士生 3

c1 冻层融冻条件下地下水位变化特征监测与分析 2011 水利水电工程 大三本科生 5

c2 佳木斯市城区水功能区划图件绘制 2010 水文与水资源工程 大二本科生 4

c3 宝清县水资源公报年报管理信息系统设计研究 2011 水文与水资源工程 大三本科生 5

d1 寒区城市雨雪资源综合利用系统 2011 水文与水资源工程 大三本科生 4

d2 节水工艺宣传 2011 水文与水资源工程 大三本科生 4

二、活动的效果评价

第一，实验类创新活动。结合15项实验类创新活动所取得的良好效果做以下简要评价，实验类创新活动的主要承办单位有教务处，创业教育学院。二者利用其各自不同的方式方法，都达到了扎实学生专业知识和培养创新能力的目的。教务处要求以一、二、三年级本科生为主体并担任主持人，且推举老师为项目责任人指导实验，使项目高效率地执行和完成。[4]在此背景下，学生利用提供的教学实验室及千元基金完成实验，保障了实验的进行，实现以锻炼学生的动手能力为目的的操作性成功。创业学院要求以在校生为主体，担任项目主持人，老师只进行指导，这样虽减弱了项目的执行与完成率，却充分锻炼了学生的组织能力与协作能力。[5]此外，创业学院与其他学院共同设立的创新实验室及其独立提供500元到1500元不等的实验基金对项目的完成提供了实验平台和条件支撑，从基金不等与实践结果中可以看出创业学院不只为锻炼学生，更着重培养创新型人才。

第二，模型类创新活动。我校所指导的6项模型均已成功参赛并获奖。两类活动都是以比赛的方式，充分锻炼了学生的动手能力，培养了学生的自信心。“金穗杯”大赛是黑龙江大学创业教育学院承办的校级比赛，参赛作品可以是学术论文、实验室研究成果、发明制作等。创业教育学院是专门设置这类活动的单位，旨在调动黑龙江大学学生参赛的积极性，培养其创新意识和思维发散的能力。全国水利大赛是由中国水利教育协会组织的国家级比赛，参赛作品固定为水利类模型，专业性要求严格。参赛对象为水利类专业在校大学生，针对性强，比赛的难度大，所需费用较高，从制作模型到比赛结束，需经过报名、布展、答辩、评审的过程。这项比赛有较高的严谨性和专业性，旨在提炼出较高专业水平的模型，培养学生的专业能力，同时，加强各高校水利学生之间的交流。两类比赛，前者重在服务学生创新能力的培养，后者重在服务学生专业水平的提高，由此，取得其各自不同的实际效果。[6]

第三，综合类创新活动。综合类创新活动涉及领域广阔，从各个角度来激发学生探索知识和运用知识的兴趣，并从中不断积累、学习。所以此类活动中，从学生参与者的情况分析，实际立项的个数最多且均已成功结题，并取得良好的成绩。其中，创新项目所占个数最多，达到24个，造成此结果的原因主要在于创新项目的选题不限，类别广泛且开展时限长。综合类创新活动主要是创业教育学院除创新实验室以外的项目，承办方是创业教育学院，是以学生为主体、老师只负责指导的训练项目。不同的是，其中创新课题学生立项的平台不受限制，可以是大四学生及研究生，使其在学术上有一定的创新价值。[7]

第四，其他创新活动。在表4中，笔者系统地概括了其他一些学院学生曾经参加过的科技活动，并取得了优异成绩，像绿色家园杯节水创意大赛中，学生做的节水创意方案，节水工艺宣传，发明制造等，都是保护资源，有利于社会的活动。在这类科技活动中，不仅增强了学生的创新意识，学生互相合作的集体责任感和对水资源保护的紧迫感。在培养学生创新能力的同时，旨在培养学生的节水意识，对未来的社会发展起到了良好的奠定作用。因此，这类具有深远意义的比赛是很必要的，在培养学生创新能力，提高其个人能力和修养的同时，为我们的生活、社会做相应的贡献。[8]

三、结语

水利类大学生创新活动的形式多种多样，可以很大程度上锻炼学生的创新能力和培养学生的创新意识。无论从学生自身的角度还是导师的角度亦或是组织者的角度看，这样的科技活动都具有深远且不可替代的意义。

从学生角度看，科技活动以学生为主体，学生是活动开展的核心。首先，学生具有自身的主观能动性和一定的能力实施项目，大多数项目主持人都是大三以上学生，项目的实施充分培养了学生的自信心和积极性。在解决问题的同时，锻炼了其运用专业知识的能力，提升了自身的发展空间，培养了创新思维。但存在的弊端是与其他学院以及上下届没有形成较好的协作关系，每一届只是锻炼自身的能力，并未使实验在一定基础上得以加强，以此作为经验，学生现在已逐渐地与上下届及其他学生合作。从导师角度出发，导师的一系列指导对项目的成功起了至关重要的作用，导师着重调动学生的积极性，指导和强化学生的理论知识，培养学生的创新性思维。旨在提高学生的综合素质，锻炼学生的思维能力和动手能力，磨砺学生的精神意志。从组织方教育机构的角度，各组织方及学校会在一定程度上支持学生，提供现有的实验室做支撑。首先，我校创业学院是专门设置开展学生搞业余创业活动的机构，具有一定的权威性和影响力；其次，创业教育学院积极组织各类的创业科技活动并能够激发学生的兴趣和状态，以致学生能自主自愿的加入进来；再者，创业教育学院的师资力量齐全，足以确保学生创新科技活动的实施和发展，这也是学生搞业余科研的有力保证。[9]

参考文献：

[1] 高永新.浅谈工科类大学生创新能力培养途径[J].中国校外教育，2010（4）：13.

[2] 戴长雷，孙思淼.大学生导师导学方法实践与思考[J].黑龙江教育：高校研究与评估，2010（4）：74-76.

[3] 杨邦勇.大学生创新能力培养途径探讨[J].福建工程学院学报，2006，4（2）：255-258.

[4] 戴长雷，刘春艳，樊乔铭.组织指导大学生参与水利模型比赛的实践与思考[J].黑龙江教育：高校研究与评估，2012（4）：7-9.

[5] 戴长雷，吴敏，常龙艳.培养学生综合素质的一个重要途径[J]. 创新与创业教育，2011，2（6）：66-69.

[6] 黑志坚，等.在科技活动中培养大学生的创新精神和研究工作能力[J].中国冶金教育，2008（2）：22-25.

[7] 孙豫峰，杨晓东.试论大学生创新能力培养的方式[J].中北大学学报（社科版），2005，21（1）：80-81.

第4篇：水文与水资源工程研究方向范文

关键词： 生态水利工程 设计原则 面临问题 技术路线

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

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0 引言

随着经济的发展和人口的增长，人类对水资源的需求日益增加，水利工程满足了人们供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等各种需求，效益显著，但也给生态环境带来了深远影响，引发了一系列问题，如水生生物减少、水体自净能力下降、湿地退化等。在这种情况下，人们开始思考水利工程给人类及生态带来的效应，水利工程结合生态建设已然是一个发展的必然趋势。

1水利工程和生态水利工程的区别

1.1水利工程内涵

水利工程可以理解为人类通过采取工程措施或行为实现水资源的再分配和利用，其最初的作用是：①解决防洪问题；②提供稳定的水源；③减缓或去除农作物旱涝渍灾害；④提供清洁能源；⑤提供水利旅游景点等，这主要体现了水利工程的资源性、经济性与社会性。

1.2生态水利工程内涵

生态水利工程强调其服务目标是生态，其内涵是：对新建工程进行传统水利建设的同时兼顾河流生态修复的目标；对已建工程则是对于被严重干扰河流进行生态修复。生态水利工程是现代水利的标志，应具备以下科学内涵：①生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能，设计时应将维持生态系统的健康放在首位，使水利工程符合生态环境发展要求；②防止在生态水利工程施工造成巨大的环境破坏；③生态水利工程强调基于生态需水规律的运行管理；④生态水利工程选址或布局，强调工程生态负面影响最小化原则。

1.3生态水利工程优点

1）对环境影响小：生态水利工程以水利建设与生态环境和谐共存为出发点，在设计过程中考虑了水利工程开发与利用对生态环境的影响，在保证水资源得到充分有效利用的前提下，通过生态措施使自然环境自我恢复和良性发展，保证区域自然环境的稳定。

2）对地质活动影响小：生态水利工程建设充分利用河流自我修复功能，在设计中贯彻因地制宜的原则，摒弃了一味追求经济利益、忽视对地质影响的做法，将水利工程对地质活动影响降到最小。

3）符合可持续发展建设要求：生态水利工程是在不超出自然界承受能力的基础上进行各种生态建设，符合科学发展观的要求，有利于提高自然环境的自我恢复能力，将水资源开发对自然环境的影响降到最低，是人与自然和谐发展的一种水利工程模式，能够实现自然和社会的双重价值。

2生态水利工程设计原则

2.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理，确保工程设施的安全、稳定和耐久性。须充分考虑河流的特征，按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计，动态地研究河势变化规律, 保证河流修复工程的稳定性。

对于生态水利工程的经济合理性分析应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。在规划设计中需要进行方案比选，重视生态系统的长期定点监测和评估，充分利用河流生态系统自我恢复规律。

2.2保持和恢复河流形态的空间异质性原则

大量研究资料表明，生物群落多样性与非生物环境的空间异质性存在正相关关系。一个地区的生境空间异质性越高，意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。由于人类活动特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，其重点是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。通过对河流地貌历史和现状进行调查确定环境因子与生物因子的相关关系，识别那些对系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。

2.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性，其机理是物种的自然选择。生态工程设计是一种依靠生态系统自设计、自组织功能的辅助设计，可以由自然界选择合适的物种形成合理的结构，从而完成设计和实现设计，经验表明人工与自然力的贡献各占一半。生态水利工程必须应地制宜，根据具体条件寻求最佳方案。

2.4流域尺度及整体性原则

河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行，从生态系统结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，考虑生境边界的动态发展和河流生态修复的时间尺度问题，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法。

2.5 反馈调整式设计原则

生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。因生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性，使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法，即按照“设计-执行-监测-评估-调整”流程反复循环进行。

3生态水利工程设计面临的问题

3.1缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准

生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性，决定了其因地制宜的特点。当前，生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法，但对具体工程实践缺少可操作的评价方法与标准。水利工程涉及工程力学的稳定性与安全性，虽然国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准，但因当前的科研成果积累较少，还是缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标。

3.2水利工程设计人员与生态科技工作者缺少合作的机会与机制

水利工程设计人员将生态服务目标作为常规设计要素考虑的意识还不普及，与生态环境科技工作者缺少合作的机会与机制，大部分环境影响评价工作是在水利工程可行性研究方案确认后才进行的，对生态环境考虑不足，设计相对滞后，导致许多负面影响。

3.3生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行

在一个流域内，新的生态水利工程可能要在原有水利工程设施的基础上进行改造和优化设计，对区域来水量进行重新分配或对水的去向进行重新调整，因两者的服务目标是有差异的，如此必然影响原来水利工程设施的服务对象与功能，给原有水利工程的安全运行带来一定风险。如何实现生态水利工程与原有水利工程设施的协调运行是生态水利工程设计应全面系统考虑的问题。

3.4生态水利工程设计缺少生态水文测验资料

当前，我国水文测验工作相对落后，水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求，因此很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数，这是今后的一个发展研究方向。

4生态水利工程设计技术路线

4.1以生态水文与工程水文为基础进行水文过程的分析与计算

当前将生态水文学应用于工程设计还较少见，今后应当高度重视生态水文学与工程水文学的结合，为生态水利工程的设计提供基础。因生态水利工程的服务对象比较广，往往同时涉及湿地、林业、草原、农业、畜牧业和江河湖泊等生态用水和工业、城镇、消防、居民等经济社会生活用水，所以弄清楚生态目标对水资源的时空要求规律，使生态水利工程的设计建立在科学的基础上。

4.2应识别工程可能影响的关键生态敏感目标

生态水利工程的设计应当能准确识别受工程直接或间接影响的生态目标, 并在工程规划阶段给予充分考虑。当前在许多水利工程的设计中很少或没有对流域生态敏感点加以考虑。

4.3生态水利工程的设计要与环境工程设计进行有机结合

因水利工程中水量具有明显的季节性变化，使得生态水利工程设计与实施存在较大的挑战与阻力。在设计应当充分吸收环境科学与工程的理论和技术，实现水量与水质同步科学配置的目的。将生态水利工程与水污染控制工程的结合是以后生态水利工程的一个重要发展方向。

水利工程的生态化理念应通过不断实践、总结、分析提出相应的修复措施以保证生态的平衡。水利工程生态设计顺应了自然，积极能动地利用与改造自然，符合社会发展的需求，其应用将越来越广泛。

参考文献

第5篇：水文与水资源工程研究方向范文

关键词:水利;现代化;新水利理论;可持续发展

中图分类号: F426.91 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-10-0177-1

随着近年来强调社会的可持续发展、建设人与自然和谐发展的社会主义社会和保护生物多样性等多种先进的思想理念,我们在深刻总结传统的水利建设旧理论的同时,发展新的水利理论,促进我国水利建设的现代化发展,满足当前我国经济迅速发展、人们生活水平不断提高对水资源的需求。本文针对当前我国的水利建设观念还比较落后,分析我国水利的现代化发展状况,实现我国水利现代化事业存在哪些需要解决的问题,提出相应的解决对策,以及为适应水利现代化的发展需要,新水利理论应运而生。

1 实现我国水利现代化事业存在的问题及解决措施

1.1 实现我国水利现代化发展事业中存在的问题

目前我国水利建设事业同国际上发达国家先进的水利水平相比,仍有很大的差距,主要体现在管理工作水平相对比较落后,管理人员的选拔不严格,管理人员的综合素质有待提高;受传统水利建设理论影响,思想观念仍比较陈旧,河流的断流、湖泊的干枯等都是因为人类不合理的侵占生态用水导致了生态退化,大量的围湖造田、森林开垦等人类活动也严重地破坏了生态平衡,这些都是由于在观念上存在局限,传统的水利建设理论中更多的强调人类自身的发展需要,而忽视了人也是流域生态系统的一分子;与国际上先进的水利建设水平相比,我国仍需要不断努力提高水利技术装备水平,采用先进的水系生态修复技术,提高效率。

1.2 采取有效措施促进我国水利现代化的发展

全面实现我国水利事业的现代化发展,首先要制定完善的水利现代化建设计划方案,做好水利的管理工作,流域管理部门要重视管理人员的选拔工作,提高管理人员的综合素质,注重人才的培养。规范管理体制,健全水资源管理的法律法规,采用先进的流域管理技术,重视综合治理流域的管理思路,预防和治理相结合的策略,最终实现流域的可持续发展;这都要求我们转变思想观念,回归自然,人与河流和谐相处,大力宣传人与流域和谐共处的观念,使流域生态系统保持稳定和平衡;强化技术规范,大力发展先进的水利技术,更新水利修复设备,不断提高水利建设施工技术水平,保障水利资金的投入,建立健全的法律法规和政策监督机制,实现我国水利现代化发展。由于当前我国正加快经济发展,我国水利现代化建设也要满足社会经济发展的需要,以防为主、治为辅、防治相结合的策略。根据地域的不同,制定符合当地发展需要的水利现代化计划方案,分阶段综合治理,提高效率,加大资金的投入,发展我国水利事业,实现人类社会与水域生态系统的和谐共处。

2 我国水利新理论的形成及发展方向

2.1 实现水利现代化发展推动水利新理论的形成

20世纪我们在建设大型水利造福于人类的同时,各种生态环境恶化的现象也越来越明显,影响人们的正常生活。由于大量的不合格水利工程的建设,流域的水循环系统遭到破坏,出现短路的现象,破坏了地表水的平衡,导致地下水位上升或下降;水库、堤防等水利工程的建设也影响了水域生态系统的连贯性,导致食物链中的某些环节遭到破坏,物种急剧减少,生态系统的稳定性被破坏;防洪工程的建设在杜绝了洪灾的情况下,也阻止了洪水泛滥区与河流之间的水循环工程,导致洪泛区的生态活动难以进行;对流域水资源的开发速度超过它的再生速度,过量的开发地下水资源,引起地下水位的下降,造成地表植物的枯萎、地面下沉等严重的后果;流域一般都具有自我净化的能力,但大量污染物的排放超出了环境的自净能力范围内,环境的总体质量下降,流域的物质循环受到阻碍。这都要求我国发展新的水利理论,实现我国水利的现代化,维护生态的平衡稳定。

2.2 我国水利新理论的发展

为实现我国水利建设的现代化,水利新理论应运而生,在总结传统理论优缺点的基础上,充分体现高科技、现代化的管理思想。传统的旧水利理论是以改造大自然、加强水利工程建设为主要指导思想,以力学知识作为支撑,在这种思想下的水利建设工程严重的破坏了水流域的循环系统。水利新理论在总结传统理论优缺点的基础上,综合考虑社会、经济、技术和生态等因素对水资源的影响情况,发挥水利在流域可持续性发展过程中重要作用。水利新理论跨出传统水利理论的局限,将流域观念提高到一个新的阶段,在重视流域的物理特性之外着力分析流域的社会及自然特性。在研究流域的水文规律的基础上,从天象、地象及生态整体上观察水域情况。同时,不可忽视人类活动在其中的影响。顺应水利现代化发展的需要,水利新理论在综合分析水域的自然特性、水文状况以及社会特性,实现流域范围内的社会可持续发展。

3 总结

21世纪的新社会,人们要求建设现代化的水利工程,在总结传统的旧水利建设理论优缺点的基础上,发展水利建设的新理论,平衡国家经济迅速发展与维护流域生态平衡稳定需要之间的矛盾,实现社会的可持续发展。在水利新理论的指导下,充分体现我国水利事业高科技和现代化的管理思想,实现人和自然的和谐共处,促进社会的可持续发展。

参考文献

[1] 朱庆元.江苏水利现代化发展战略研究[D].河海大学,2001.

[2] 刘树坤.中国水利现代化和新水利理论的形成[J].水资源保护,2003,02.

第6篇：水文与水资源工程研究方向范文

关键词：引黄调水；衡水湖水质；影响

中图分类号： X524 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.05.051

1 选取资料

为了随时掌握引黄调水对衡水湖水质的影响，衡水水文水资源勘测局在衡水湖湖内、小库、冀州设立了3处水质监测点。共监测36个项目，每月监测一次。为做好本次衡水湖水质变化分析评价，选取了1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2011年和2012年水质监测资料进行统计。

2 评价依据

主要评价依据有：《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《取水许可制度实施办法》、《水资源评价导则》（SL/T238-1999）、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）、《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）、《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）。

评价标准采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），该标准将水质分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类。

Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区；

Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀鱼类保护区、鱼虾产卵场等；

Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用地表水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；

Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；

Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。

3 水质评价方法

综合质量采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）；功能评价采用《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）；《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）。

进行现状评价，一般按某种污染物浓度是否超过某一规定的水质标准，计算其超标率和超标倍数，然后进行评价。本次评价只计算水库的综合污染指数。

根据综合污染指数，划分为六个地表水环境质量分级标准。

4 水质评价结果

评价参数应根据评价目的而定。水库评价主要选择一些能反映水库基本状况的参数，以地表水环境质量标准、基本项目标准值作为评价项目，结合水质监测资料情况，参加评价的项目为pH值、硫酸盐、氯化物、铁、锰、铜、硝酸盐氮、总磷、高锰酸盐指数、溶解氧、氟化物、砷、汞、镉、氰化物、挥发酚、氨氮、六价铬、硫化物、铅等共20项。

对衡水湖1995年～2010年不同时期水质情况进行评价，表1为衡水湖湖内水质评价成果表。

根据衡水湖湖内1995年～2010年水质检测资料，分别计算每年2月、4月、6月、8月、10月、12月的综合污染指数年平均值，绘制综合污染指数变化过程线。图1为衡水湖湖内水质综合污染指数变化过程线。通过过程线可以看出，衡水湖湖内水质呈逐年变好的趋势。

在衡水湖周边，小库内和冀州市的湖边也设有水质监测站。根据小库、冀州站水质检测资料，采用同样的计算方法，绘制出污染指数变化过程线，过程线趋势同于衡水湖内综合污染指数变化过程线，多点水质均呈现变好趋势，说明衡水湖水质受引蓄水影响，水质情况改观明显。

5 结语

引黄调水保障了衡水湖的水源补给，在长年蓄水的条件下。因引水水质逐年提高，衡水湖水质状态有较大改观。

参考文献

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第7篇：水文与水资源工程研究方向范文

关键词生态环境需水量;计算;研究

中图分类号x171.1文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)23-0254-02

1国外研究动态

早期的研究是关于河道枯水流量(low-flow)的研究[1-2],这个时期主要是为了满足河流的航运功能对枯水流量进行研究。随后,由于河流污染问题的出现,开始对最小可接受流量(minimum acceptable flows,mafls)进行研究[3],其最小可接受流量除了满足航运功能外,还要满足排水纳污功能。随着河流受人为因素影响和控制的加强,河流生态系统结构和功能遭到破坏,生态可接受流量范围(ecology acceptable flow regime,eafr)的研究逐渐展开[4],其主要是为了恢复河流生态系统功能,为满足不同的环境要求而进行生态可接受流量范围的研究。

目前,国际上对河流的生态环境需水量使用较为广泛、通用的概念是枯水流量。近10年来,为了促进水文水资源研究,国际之间加强了合作,其中包括对河道枯水流量的研究[5],如frend(flow reg-imes from experimental and net data)行动计划,第一个行动计划由水文组织(institute of hydrology(uk))倡导,并为1985—1988年的国际水文计划方案ⅲ(uneso international hydrological programme-ⅲ)做了部分工作[6]。这个组织包括13个欧洲国家,主要是应用国家水流量(水文)数据库及不同的研究方法,预测河流的洪、枯水流量,分析和研究了欧洲西北部1 350条河流的的枯水流量状况[7]。研究集中在应用水力学参数研究枯水流量与流域河床组成特性之间的关系,以及研究不同频率不同时段年均流量(mean)与最小流量(annual minima)和枯水流量(low-flow)之间的联系等,第1个欧洲frend行动计划采用了西欧国家网络提供的精确的日流量和相应的流域资料数据库。随后,frend行动计划开始向横向(包括东欧国家)和纵向(扩大到大尺度问题、方法问题、枯水流量和洪水流量条件下流域土地利用的变化,水质等问题的研究)的研究方向发展[8-9],其研究的深度和广度不断扩大。

目前,frend组织很快扩展到欧洲及世界其他许多地区和国家,如西非、中非、北非、地中海地区及中亚地区,印度及南亚地区等,最近正在进行的frend行动计划将其研究成果概括在frend报告中[10],最新成果有:北欧地区枯水流量和干旱研究;南非区域水资源和干旱评估方法研究;西非、中非地区雨量减少对枯水流量长期影响研究;枯水流量时间系列与断流分析;地域性生态水文学理论和水资源统一管理的论述等。总之,国际上在水资源领域的合作使得先进的研究技术和手段应用到更多的具有水文数据库的国家和地区,特别是在流域枯水流量的研究方面,显得更为突出。

国外河流生态环境需水量的研究内容概括为:河道流量与鱼类生息环境关系的研究;河道流量、水生生物与do三者之间的关系的研究;水生生物指示物与流量之间的关系研究;水库调度考虑生态环境、生态环境水量的优化分配的研究;生态环境用水与经济用水关系研究等[11-13]。

国外较为通用的研究方法可分为3类[14]:一是传统的流量计算法(标准流量法);二是基于水力学基础的水力学法;三是基于生物学基础的栖息地法。

(1)标准流量法。一是7q10法[15]。采用90%保证率最枯连续7d的平均水量作为设计值。二是tennant法[16]。是美国目前使用确定河道生态环境需水量的一种方法,河道流量推荐值以预先确定的年平均流量的百分数为基础。该法通常在优先度不高的河段研究中作为河道流量推荐值使用,或作为其他方法的一种检验。

(2)水力学法。一是r2cross法[17]。在计算河道流量推荐值时,由河道几何形态决定的水深、河宽、流速等因素必须加以考虑。有4项指标:湿周率、河流宽度、平均水深以及平均流速,具有2个标准,即枯水月、丰水月。r2cross法以曼宁公式为基础,由于必须对河流的断面进行实地调查,才能确定有关的参数,因此这种方法比标准设定法难以应用。二是湿周法[18]。该法的依据是基于以下假定:即保护好临界区域的水生生物栖息地的湿周,也将对非临界区域的栖息地提供足够的保护。利用湿周(指水面以下河床横断面的线性长度)作为栖息地的质量指标来估算河道内流量值,通过在临界的栖息地区域(通常大部分是浅滩)现场搜集河道的几何尺寸、流量和数据,并以临界的栖息地类型作为河流的其余部分的栖息地指标。河道的形状影响分析结果。该法需要确定湿周与流量之间的关系。这种关系可从多个河道断面的几何尺寸—流量关系实测数据推求,或从单一河道断面一组几何尺寸—流量数据中计算得出。推荐值依据湿周—流量关系曲线中的变化点的位置来确定。

(3)栖息地法。一是ifim(增加法)[19]。ifim(instream flow incremental methology)法是应用比较广泛的计算环境需水量的方法[20],ifim根据现场数据如水深、河流基质类型等,采用phabsim(physical habitat simulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学数据和生物学信息的结合,适合于一定流量的主要的水生生物及栖息地。orth等[21]认为由于ifim法所需要的定量化的生物资料的缺乏,使这种方法的应用受到一定的限制。king等[22]指出,传统的ifim法将其重点放在一些河流生物物种的保护,而没有考虑诸如河流规划以及包括河流两岸在内的整个生态系统,由此计算出的推荐流量范围值并不符合整个河流的管理要求。二是casimir法[23]。casimir(computer aided simulation model for instream flow requirements in diverted stream)法是基于现场数据—流量在空间和时间上的变化,采用fst[24]建立水力模型、流量变化、被选定的生物类型之间的关系,估算主要水生生物的数量、规模,并可模拟水电站的经济损失。

2国内研究动态

在我国,系统研究生态需水量的工作尚处于起步阶段,对生态环境需水的概念、内涵与外延等没有统一的定义,对其计算方法的研究也不够深入、完善,基本停留在定性分析和宏观定量分析阶段。其研究大致可分为3个阶段:一是20世纪70年代末开始探讨河流最小流量问题。主要集中在河流最小流量确定方法的研究。长江水资源保护科学研究所的《环境用水初步探讨》是其典型代表。二是20世纪80年代,针对水污染日益严重的问题,国务院环境保护委员会《关于防治水污染技术政策的规定》指出:在水资源规划时,要保证改善水质所需的环境用水。主要集中在宏观战略方面的研究,对如何实施、如何管理处于探索阶段。三是20世纪90年代以来,针对黄河断流、水污染严重等问题,水利部提出在水资源配置中应考虑生态环境用水。如在全国水功能区划中考虑了生态与环境用水问题。刘昌明[25]提出了我国21世纪水资源供需的“生态水利”问题。与此同时,与生态、环境需水相关的研究也逐渐展开。

主要的研究成果为:一是对非汛期最小流量、水土保持、冲沙水量等的河流系统的生态环境需水研究。如20世纪80年代赵业安、钱意颖总结了黄河三门峡水库运行对下游河道的影响规律,同时开展黄河上游大型水电工程对下游冲积河流影响的研究,采用实测资料分析的方法研究大型水库对径流泥沙的影响,对每年水库蓄水与中游高含沙洪水遭遇情况进行了深入研究,通过回归分析建立了水库调蓄与下游河道冲淤的相关关系[26-27]。二是对恢复湿地、城市河湖用水及地下水回补等生态和生态环境需水量的研究[28]。三是对西北干旱、半干旱地区生态环境需水量及河道环境的讨论与宏观定量研究[29-30]。四是刘昌明根据水资源开发利用与生态用水量的关系,提出了“四大平衡”的原理[25],即水分能量平衡、水盐平衡、水沙平衡与水量平衡(含水资源平衡),从而丰富了水资源合理开发利用的内涵。五是钱正英等[31]从保护和恢复内陆河下游的天然植被及生态环境、水土保持和水保范围之外的林草植被建设、维持河流水沙平衡及湿地水域等生态环境的基础流量、回补黄淮海平原及其他地方的超采地下水等方面,分析并估算了全国的生态用水。

截至目前,国内生态环境需水研究方法主要集中在陆地和河流2个方面,而陆地生态需水主要指“保护和恢复内陆河流下游的天然植被及生态环境、水土保持及水保范围之外的林草植被建设[31]所需水量。其研究方法主要针对西北干旱地区进行,综合分析这些研究,不论是天然系统还是人工系统,不论是林地还是草地,计算方法大多为“面积定额法”或“植株定额法”[32],计算方法为传统的水平衡计算理论,因此计算方法比较成熟,一般不存在争议。从大的方面看,河流生态环境需水量主要包括3个方面:河道基本生态、环境需水、输沙需水量和入海量。与之对应的研究方法主要集中在第1个研究方面,如:为达到水环境保护目标,满足河流纳污功能的环境功能设定法;为满足河流基本生态功能,保证不断流的河流基本生态环境需水量计算法、最枯月平均流量法及假设法;为满足河流水量蒸发和渗漏要求的水量补充法等。输沙需水量的计算方法虽然较多,但主要是针对黄河,且大多是从水力学的角度出发进行研究,不便于操作和应用。实现水沙平衡需用的水量究竟如何计算,至今尚未见到令人满意的计算方法或计算结果。入海水量的计算方法基本上是宏观估算,没有定量计算方法。

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第8篇：水文与水资源工程研究方向范文

[关键词]江苏；南水北调；依价补本；机制建设；对策

[中图分类号]F252 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）14-0015-04

1 引 言

南水北调东线江苏境内工程是在江苏省原有江水北调工程体系基础上，通过新建、改建、扩建等工程措施完成的。江苏南水北调工程地跨江、淮、沂3大水系，且处于流域下游地区，工程体系、水文条件较为复杂，水利工程功能多样，沿线多数地区既是水源区，又是用水区，农业用水比重大，季节性特征明显，水资源管理体制结构复杂，管理层次纵横结合，条块分级，政经合一。针对这些特点，国务院南水北调办作出批复，将江苏南水北调作为水源地建设项目，要求建立“依价补本”机制，独立运行，承担贷款本息偿还。江苏南水北调一期工程2008年开工建设，预计2013年一期工程全面建成，实现向山东境内供水的目标。江苏如何建立“依价补本”运行机制，不仅对国家南水北调全局管理具有借鉴作用，而且直接影响南水北调东线工程的有序运行。本文立足江苏南水北调工程体系、现行管理体制、成本与水价水平、管理制度与体制安排等因素，就江苏南水北调“依价补本”机制建设和实施对策作一探讨，与同行商榷。

2 江苏南水北调供水区界定与供水能力分析

21 供水区界定

跨流域调水供水区界定一般依据4种方式：一是以工程控制范围为依据，大体上体现了跨流域调水的水系特征；二是以取水水源受水区为依据，体现了供水的目标性要求；三是以行政区域管辖为依据，强调供用水主体的责任与目标；四是以续建工程规模为依据，则重视增量调水成本和负担水平。

为便于调研和数据分析，本文根据江苏南水北调的特点，立足供水水源地、工程控制系统和行政管辖3个因素，界定江苏南水北调供水区如表1所示。

31 供水成本分摊

江苏南水北调总成本费用包括新增工程成本和为南水北调增供水量服务的现有工程成本两部分，包括水资源费、固定资产折旧费、工程维护费、管理人员工资福利费、工程管理费、贷款年利息支出、抽水电费和其他费用等8个部分组成。由于各供水区段实际发生的供水总成本费用，除最下游区段只为本区段供水目标服务外，其余区段都要同时为本区段和下游区段供水目标服务。依据收益区段折算水量的比例分摊法，计算各区段总成本费用，得出江苏南水北调供水区总成本费用构成与分摊分析表如表3所示。从表3中得出，江苏南水北调分摊后的年运行成本为55亿元。

5 江苏南水北调“依价补本”差距分析

51 农业水费“依价补本”差距分析

江苏省内农业水费依据省物价局、省水利厅苏价工〔2000〕142文的价格标准进行测算，形成的农业水费总量为29195万元，占农业供水成本的791%，从表5可以看出，实际收缴量仅为11007万元，占指标量的377%，占农业供水成本的298%。显然，农业水费存在收取率低和成本补偿不到位两个方向的问题。另外，由于实收的农业水费80%用于市、县两级水利部门行政事业性经费支出，江苏省级南水北调管理机构要统筹已收的农业水费难度很大。

52 工业水费“依价补本”差距分析

江苏省内工业水费依据省物价局、省水利厅苏价工〔2000〕142文的价格标准进行测算，形成的工业水费总量为10135万元，占工业供水成本的826%，从表5可以看出，实际收缴量仅为6757万元，占指标量的667%，占工业供水成本的551%。显然，工业水价存在补本不到位和收取率较低两方面问题。

53 省外取水“依价补本”差距分析

省外取水（指安徽、山东部分地区从江苏境内取水）产生的实际分摊成本为10419万元，从表5可以看出，省外以水资源费的形式实际补偿为2675万元，仅占供水成本的257%，存在较大的补本差距。

6 江苏南水北调“依价补本”对策与措施

61 调高工业水价和提高水费实收率

由于工业用水效率高于农业，据有关资料估算，用水效率是农业用水的6～8倍，为此，工业用水应按供水成本全额补偿定价，形成的工业水费增量可达1763万元。如果工业水费实收率提高20%，按全额成本计算形成的工业水费增量可达2380万元。农业水费实收率提高10%，按现行农业水价计算形成的工业水费增量可达2920万元。通过调高水价和提高水费实收率两项措施，形成的“依价补本”总规模为7063万元。

62 规范农业水费使用分配

国家发改委、水利部2004年施行的《水利工程供水价格管理办法》第四条明确规定了水利工程供水生产成本包括固定资产折旧费、修理费、水资源费等制造费用，第十三条还规定了基本水价按补偿供水直接工资、管理费用和50%的折旧费、修理费的原则核定。根据以上规定，农业水费使用分配方向不仅包括工资性支出、销售费用、管理费用和财务费用，而且还包括应由供水工程分摊的维修费用和各级运行支出。结合江苏南水北调供水区省内供水的实际，如果将农业水费用于工程性维护支出的比例由现状的16%提高到26%，可以形成1847万元的增量补偿，用于江苏南水北调的“依价补本”支出。

63 降低贷款比例

江苏南水北调总贷款规模为146亿元，占总投资比例的485%，还贷期限为18年，按6%平均利息计算，年均本息支出为7920万元。如果将还贷期限延长为30年，并尽可能适当安排外国低息贷款和软贷款，按3%平均利息计算，年均本息支出为4955万元，年均供水成本将会降低2965万元。如果考虑江苏江水北调的前期投入和南水北调江苏为安徽用水支付的3亿元投资，将贷款比例降低为30%，初步估算，年均供水成本将会降低4231万元。综合以上两种措施，取其平均数，可以形成3598万元的增量补偿，用于江苏南水北调的“依价补本”支出。

64 实施财政补偿

江苏省政府办公厅2006年出台了“南水北调工程基金筹集和使用管理实施办法”，该办法规定，通过适当提高水资源费征收标准筹集南水北调工程基金，省财政在9年征收期内每年安排10000万元，共计90000万元用于江苏南水北调工程建设，至2014年。如果此政策延长，每年将会形成“依价补本”10000万元的增量补偿。

综合以上4个方向的措施，江苏南水北调省内“依价补本”年均规模为22508万元，年均尚有32492万元缺口。解决的办法只有靠向省外跨境供水进行“依价补本”。如果按年均省外供水135亿m3计算，综合水价为024元/m3，相当于跨境成本水价（037元/m3）的649%，这依靠南水北调东线工程管理作出制度安排。

7 结 论

江苏南水北调实行“依价补本”的能力并不强，一些研究成果强调我国南水北调应实行市场机制，实行自负盈亏的管理体制是不现实的。除农业政策和农户的实际承受能力不支持这一结论外，工业用水由于比重较小，提价空间和补本规模也并不支持供水市场化这一运行模式，更客观地分析，由于南水北调（包括江苏）工程的特殊性，依靠公共财政实现“降本补偿”仍然必须，“降本补偿”是“依价补本”的基础。

参考文献：

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第9篇：水文与水资源工程研究方向范文

摘要：介绍了河流生态需水量基本概念的衍生过程、河流生态需水量的计算方法以及最新国内外的应用研究进展，讨论了几种常用计算方法如Tennant法、Texas法、生境模拟法以及整体分析法的适应性，总结了目前存在的主要研究问题。由于计算方法种类繁多，计算结果还需要一定的评价标准认可其有效性。最后结合我国水资源合理优化配置问题对今后河流生态需水量的主要研究方向进行了展望。

关键词：河流生态需水量；基本概念；计算方法；现状；水文学法；水力学法；生态

中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：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

随着可持续发展观念的不断深入，合理开发利用水资源的同时注重水生态环境的保护成为新的研究热点，“生态水利”越来越受到广泛的认同和重视，河流生态需水量的计算方法及应用研究逐渐开展起来。

1 基本概念

国外对河流生态需水量的研究比较早，美国渔业与野生动物保护组织在20世纪40年代就规定河流需保持其最小的生态流量，其目的主要是为了避免河流生态系统退化。随后转变成对河流最小可接受流量(Minimum Acceptable Flows(MAFs))的研究，其目的是为了满足排水纳污的需求［1］。MAFs研究大多从水生生物，如鱼类、无脊椎动物等对生长环境的最低需求出发，确定出河流的最小流量。Petts等［2］认为在河流管理中，应该将生态对流量的需要与河流流量变化特征联系起来，实现水量的平衡分配。

国内对河流生态需水的研究起步比较晚，但近几年发展迅速。汤奇成在1989年首次提出了“生态环境用水”的概念，他认为保护绿洲生态环境的用水为生态环境用水，包括绿洲周围植树造林种草所需的水量和保持一定的湖泊水面所需的水量［3］。许新宜等［4］认为尽管生态需水与环境需水两者之间存在着交叉和重合的部分，但从概念上来讲是两个不同的概念，应该区别对待。生态需水的出发点主要以生物为主体，侧重能够维持其自身发展并能对生物多样性起到保护作用，环境需水则主要从改善环境的角度考虑需水量。

随着对生态需水概念的不断认识和总结，倪晋仁等［5］指出面对不同的系统和不同的功能需求，生态需水量可以不同的形式出现。譬如流域生态需水量、河流生态需水量、湿地生态需水量、河口海湾和三角洲生态需水量等。并给出河流生态需水量的定义，即在特定的时间和空间为满足特定服务目标的变量，是能够在给定目标下满足河流系统各类功能所需的水量总称。李丽娟等［6］通过对海滦河流域河流的生态需水量的计算，并针对我国北方流域开发利用程度高这一问题指出河流生态需水量需要应至少是能维持河流生态系统基本功能的那部分水量。严登华等［7］认为河流系统生态环境需水应该包括对水质和水量两个方面的要求，或者说是在一定水质要求下的合理水量，根据河流系统的空间结构，又可分为维持河流物理构造需水、水面蒸发需水以及洪泛地生态需水。

综上，河流生态需水量的概念是在生态需水量的基础上根据研究对象的侧重不同而有所不同，由于众多学者研究的出发点不同其概念和内涵也就没有得到统一。广义上讲，河流生态需水量不仅包括满足水生生物需要的最小水量还包含维持环境现状所需的一定水质的水量。狭义上，河流生态需水量指河流最小或适宜的生态需水量。无论是广义还是狭义，研究河流生态需水量的目的就是针对具体的某一条河流提出保护其可持续发展所需的水量或一定水质的水量要求。

2 计算方法

国外对河流生态需水计算的方法有很多，从类型上看主要有：水文学法；水力学法；生境模拟法；整体分析法。

2.1 水文学法

水文学法主要包括Tennant法、枯水频率法（7Q10）、Texas法、流量历时曲线等。

Tennant［8］法是美国中西部为了保护河流的健康环境而规定的最小流量方法，该方法将年天然径流量的百分比流量作为河流生态环境需水量，不同的百分比代表可以达到不同的河道生态系统状态，如在美国维吉尼亚地区，10%的年平均流量表示退化或贫瘠的栖息地状态；20%的年平均流量可以适当保护水生生物栖息地；30%的年平均流量在小河流中才可以接近最佳生物栖息地标准。通常在研究优先度不高的河段流量时使用，由于它是超脱于特定用途的综合型算法所以经常作为其它方法的一种检验。

7Q10法［9］是美国考虑水质因素确定的河道内生态环境需水的方法，它从控制污染源的角度出发，采用90%保证率最枯连续7 d的平均水量作为河道生态需水最小流量值。

Texas法［10］是在Tennant法的基础上进一步考虑了水文季节变化因素，通过对各月的流量频率曲线进行计算后，取50%保证率的月流量的特定百分率作为河道生态所需最小流量。其定百分率的设定以研究区典型植物以及鱼类的水量需求为依据。但该法具有地域性，比较适用于流量变化主要受融雪影响的河流。

流量历时曲线法是在了解各月流量历时曲线的基础上，以某个保证率相应的流量作为河道内生态需水流量。这种方法需要至少20 d的日流量数据,并且每个月都有一个推荐流量［11］。

2.2 水力学法

水力学法主要包括湿周法、R2CROSS法。

湿周法［12］的假设是：保护好临界区域的水生物栖息地的湿周，同时也对非临界区域的栖息地提供足够的保护。该方法需要在临界的栖息地区域现场搜集河道的几何尺寸和流量数据，并以临界的栖息地类型作为河流其余部分的栖息地指标。该方法适用于宽浅型河流，河道的形状是影响其分析结果的因素。

R2CROSS法［13］基于曼宁公式，根据栖息地要求的水深、河宽和流速等计算出河流生态环境需水量，其中计算参数需要通过实地调查，适用于一般浅滩式的河流栖息地类型。

2.3 生境模拟法(栖息地法)

生境模拟法(栖息地法)主要包括IFIM /PHABSIM法和CASIMIR模型。

IFIM法［14］是应用比较广泛的生态环境需水量计算方法，它根据水深、河流基质类型、流速等现场资料，采用PHABSIM( Physical Habitat Simulation)模型模拟流速变化和栖息地类型的关系,通过水力学资料和生物学信息的结合,判定一定流量条件下的水生生物种类及栖息地分布。CASIMIR 法［15］是通过建立水力学模型、流量变化与被选定的生物类型之间的关系估测河流所需水量,同样需要实测资料。

2.4 整体分析法

整体分析法是从研究区生态环境整体出发，将河流作为一个综合的系统来考虑。该方法考虑包括发源地、河道、河岸地带、洪积平原、地下水、沼泽和河口在内的各类需水量。最有代表性的是南非的BBM法［16］。在整体分析法中，河流的天然特征用逐月流量来描述。河道内流量的重要成分包括枯季流量、泛滥流量和中小洪水。整体分析法克服了栖息地法只针对一两种生物的缺点，从生态系统整体出发，根据专家意见综合研究流量、泥沙运输、河床形状与河岸带群落之间的关系，使推荐的河道流量能够同时满足生物保护、栖息地功能维持、泥沙不沉积、污染控制和景观维护等不同功能。

国内研究对国外计算方法借鉴的较少,大多依赖于河流的水文数据和水质数据,偏重于宏观尺度的描述,很多计算方法具有一定的局限性［17］。国内关于河流生态环境需水量的计算方法主要有以下几种方法。

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%保证率河流最枯月平均流量作为河流环境用水，在7Q10法的基础上经过改进后重点用于计算污染物允许排放量；

② 河流基本生态环境需水量计算法,即以河流最小月平均实测径流量的多年平均值作为河流的基本生态环境需水量，其计算公式为：

wb=Tn∑ni=1Qimin

式中：Wb-河流基本生态需水量(108m3)；Qimin-第i年实测最小月平均流量(m3/s)；T-换算系数,其值为31536×10-2；n-统计年数。

③ 逐月频率计算法［19］，在考虑生态系统对水量要求的同时，还考虑了不同时期生态环境的不同要求，将河流生态环境需水量看作一个与自然径流过程相适应的有丰有枯的年内变化过程。首先对天然月径流量长系列进行频率计算，然后根据实际情况对各个季节取不同保证率的月径流量值作为河流的生态环境需水量。此方法把河流的生态需水量看成一个动态的过程，比较符合实际情况，因此较其它方法更为合理。

④ 以水质目标为约束的生态环境需水量计算方法,它主要计算污染水质稀释自净的需水量,作为满足环境质量目标约束的城市河段最小流量；用于河流水面蒸发和渗漏需求的水量补充法、河流输沙水量计算法；环境功能设定法；计算湖泊生态环境需水量的功能法,以及基于水量平衡原理计算湿地生态环境需水量的计算及公式。

3 应用现状

美国、法国、澳大利亚等国家都相继开展了许多关于鱼类生长繁殖和产量与河流流量关系的研究。此外，许多国家在研究过程中采用立法的形式来加强对河流生态需水量的保护：法国1992 年颁布的水法中规定10%的实测径流量作为保证河道内最小生物基流的底限。在加拿大的大西洋四省( Atlantic Canada,包括新伯伦瑞克、新斯科细亚、纽芬兰和爱德华王子岛),25%的平均流量作为保护水生生物的最小流量。1998年南非也颁布了新的《水法》并指出为了保证未来水资源的可持续利用，对于河流要确保其生态功能的河流生态需水量［20］，随后南非的学者开始积极的用水文学法或其他方法开展河流生态需水量的计算研究，BBM法就是在此过程中产生的。近年来，澳大利亚开始研究湿地、地球植被等以地下水为依赖的系统的生态需水量，主要是以控制地下水水位降低的范围作为确定生态需水量的依据［21］。

国内近几年对河流需水量的量化研究有了很大进展，其中水文学法是最广泛应用的。许多学者还采用水文学法、水力学法等多种方法进行对比计算研究，一般选用Tennant法进行验证。

吕文丽，张旭［22］针对南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,在汉江中下游分别建立了基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合的生态需水量计算方法，得出了该河流分段生态控制流量。

石维等［23］，针对海河流域不同类型河流特点和生态目标，分别用植被需水定额法、75％保证率最枯月平均流量法、生物空间最小需求法和槽蓄法计算了河流生态需水量。

王伟等［24］为量化水库下游河道生态修复所需水量,以滦河下游潘家口水库―滦河口为研究样区,采用逐月频率法和生态水力学法估算河道生态需水量,在应用水文学方法的同时考虑了生物学特性，强调了水文-生态的联系。

吴春华等［25］采用水文学和水力学方法,分析计算了西线调水工程的河道生态需水量,并考虑了两岸主要保护的植被及河道内的水生生物,有目的性的分析与计算了河流生态需水量。

然而河流生态需水量往往不是一个固定的值，随着时间、河段的不同而变化，但也会在一定的范围内，即存在一个最小（或最大）的临界值，在阈值范围内，生态系统可以维持自身的现状。因此一些学者也从河流最小生态流量、适宜生态流量等出发计算河流生态需水量。

康玲等［26］针对汉江中下游的主要生态问题，采用水文学方法分析计算了汉江的最小生态流量、适宜生态流量并以丹江口为例建立了基于河流生态需水量的水库生态调度模型。

冯夏清等［27］ 以太子河为例，实地调查研究了太子河的有关参数，采用月保证率法和鱼类生境法估算了河道内生态需水量，确定了太子河各段最小、适宜和理想等级的河流生态需水量，选用Tennant法对计算结果进行验证。结果表明,2种方法计算结果是合理的。

蔡涛,李琼芳［28］为以淮河上游为例，分别采用不同时期不同保证率下的流量作为淮河上游适宜生态径流的确定方法,并运用Tennant 法进行评价。结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康。

4 展望

通过广泛查阅文献发现，河流生态环境需水量的量化研究已经形成了比较成熟的体系，尤其是在水文学法和水力学法的应用研究上，计算出的河流生态需水量已经开始为水利工程实施和管理过程提供依据。但仍存在一些问题:没有成熟的理论体系规范研究内容，国内学者在量化研究河流生态需水量时往往根据研究的侧重不同而缩小概念进而导致计算结果偏小。这使得河流生态需水量的数据在一定程度上得不到广泛的认可；国内的诸多研究与生物学、生态学等学科结合的仍不够紧密，局限于地区资料的不足；由于区域和生态系统类型的不同，缺少一个初步的区域评价体系和评价方法来管理河流生态需水的研究；对于河流生态系统的监测手段还需加强，以便于及时反馈研究数据的可靠性、合理性，这样也可为今后全国范围的“生态用水安全”工作提供科学的依据和支撑。

随着现代科技的不断进步，在今后的河流需水量计算研究中可以考虑利用3S等技术提高计算结果的精度，改进已有的计算方法。此外，河流生态需水量的研究应与“生态水利”紧密结合，不仅在生态学领域，更要在水资源优化配置领域发挥作用，使得水资源真正成为一种清洁能源；对于大江大河的水质、水量联合调度问题，河流生态需水量也应作为目标函数约束条件的一部分从而扩展约束条件的范围，在枯水期适当进行调度满足河流生态需水量的要求，研究基于生态需水的人工-自然复杂系统的水资源优化配置与调度的准则、模式。

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