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生态气候学与生态水文学研究历程

生态气候学与生态水文学研究历程
生态气候学与生态水文学研究历程

生态气候学与生态水文学研究历程

1 历史的回顾

生态气候组沿革要追溯到1953年。早在中国科学院哈尔滨林业研究所筹备处期间,著名森林气象学家王正非教授带领森林气象组5名青年科研人员就开始了我国早期的森林气象学研究工作。1954年林业土壤研究所成立,森林气象组隶属于林业研究室。根据竺可桢副院长的指示,在朱济凡所长和著名林学家王战教授热心关怀下,随着国民经济和学科发展的需要,1959年初森林气象组从林业研究室分出,成立了森林气象研究室,王正非教授膺选室主任。60年代中期森林气象室达到鼎盛时期,有研究人员29人。1965年在森林气象室从事森林防火研究的12名科研人员调到林业部嫩江森林防火研究所后,森林气象室改为森林气象组重新归属林业研究室。1977年森林气象组又继续一度中断了的研究工作。1983年恢复了森林气象室,崔启武研究员任第二任室主任。1986年朱廷曜研究员任第三任室主任。1987年林业土壤研究所改名为沈阳应用生态研究所,森林气象室更名为生态气候室。生态气候室下设生态气候、生态水文、防护林气象、水量平衡和数学生态5个课题组。有研究人员15人,其中,研究员3人,副研究员4人,高级实验师2人,工程师1人;助理研究员5人,其中1名在职博士生,1名硕士,1名在加拿大攻博。1994年裴铁璠研究员任第四任室主任,除上述5个课题组外,又增加一个甘旗卡站,2000年根据所创新需要,研究室这层组织撤销,成立两个中心,一个实验室,即森林生态与林业生态工程研究中心、土壤生态与农业生态工程研究中心和陆地生态过程重点实验室。原生态气候室改为生态气候组,隶属于林业中心,以生态气候学和生态水文学为主要研究方向,组长为关德新研究员,先后承担了国家科委重大项目、国家科委攻关计划项目、国家重点基础发展计划研究项目(973)、国家高技术研究发展计划项目(863)、国家自然科学基金委重点基金项目、面上基金项目、中国科学院重大、重点项目、林业部及辽宁省科委研究项目几十项。在不同层面上进行了生态气候学与生态水文学研究工作。

2 主要研究工作

1953年,与辽宁省章古台固沙实验站合作,通过定位实验和流动沙丘的微气候观测及植被分析,提出了“植被固沙为主,人工沙障为辅”的综合治沙方法。不但改善了沙地生态环境,还有效地遏制了土地荒漠化进程。50年代中期主要开展森林防火和森林微气候研究。在对大、小兴安岭、长白山原始林区森林火灾广泛调查的基础上,进行了燃烧实验,找出了下垫面枯枝落叶燃烧性能与气象因子的关系,并在我国首次发现大兴安岭雷击森林火灾。研制出双指标森林火灾预报法,卓有成效地预报了森林火灾,受到当地林业局、黑龙江林业科学研究院、林业部及中国科学院的赞誉。此外,在小兴安岭林区带岭凉水沟建立3个不同林

型气候观测站。为研究森林生态系统的结构、功能和生产力提供了详实的资料。

60年代主要完成了两项研究工作。其一《黄河流域中上游森林对年径流影响的研究》,该课题系国家科委下达、水利部黄河水利委员会水利科学研究所主持的《水利化、水土保持措施对年径流量影响的研究》总课题中的1个子课题,主要研究黄河流域植树种草后对流域水量平衡的影响。除了野外调查和收集水文气象资料进行统计分析外,还在甘肃子午岭建立了森林水文站进行定点观测。为了对比研究需要,在东北小兴安岭原始林区五营建设了我国第一对森林水量平衡场。两场毗邻,一个为10龄级红松原始林,另一个为其皆伐迹地。通过3年的水文气象对比观测得出,林地年蒸发量占年降水量的5/6,无林地4/6,林地坡面径流量比无林地小,减小的量相当于林地蒸发散量比无林地多的量。并指出,若黄河流域全部绿化后,其流域年降水量可增加7 3%。这一研究成果为国家治理黄河流域提供了科学依据。其二研究农田防护林气象效应。与林业室合作在昌图建立了防护林实验站,不但进行野外观测,还建造了供防护林实验用的低速闭口吸气式风洞实验室,开展了风洞实验。

通过研究提出了防护林最优结构指标(疏透度0 2~0 3,透风系数0 5左右)和最佳带距的计算模式,为防护林设计、营造与管理提供了科学依据。还研制了半导体温湿隔测仪、辐射平衡仪、远程雷电测试仪及浮力天平等,为研究工作提供了必要的技术手段。

80年代,在以往森林植被水文与气象功能研究基础上,结合国家自然科学基金、国家攻关和院重大项目进一步研究了森林生态系统不同结构的水文气象功能。1985年在长白山站建起了我国第一座森林水文模拟实验室,该实验室包括供水、降雨、模型、测量和微机控制系统,雨强模拟范围0 2~3 5mm/min,模型槽可装土5×2 8×1m 3,根据需要模拟其植被土壤,模型坡度调节范围0°~30°,微机控制传感器测量雨强、雨量、流量、土壤湿度和温度等要素。V型槽测流仪测小流量精度不低于2%,该实验室可以模拟除蒸散、地下水以外的全部森林水文功能,还可进行常规土壤物理实验。4年来(1986~1989),进行了111场森林水文功能模拟实验,诸如林冠截留实验、树干径流实验、枯枝落叶滞蓄地表径流实验,阔叶红松幼林流域径流模拟实验等,构建森林水文功能理论模型2个,半经验模型2个,经验模型2个,森林水文模拟研究成果引起强烈的反响。关于森林生态系统气象功能,不但在长白山站建起了常规森林气候站进行观测,还在长白山站不同林型标准地进行了微气候观测与辐射特征观测,在阔叶红松林内建立了62 5m(约2 5倍树高)观测铁塔研究原始林生态系统的能量和物质交换。对于人工林生态系统,主要以三北防护林为背景研究防护林的水文气象效应和防护林体系边界层物理特征。在国内外首次提出了防护林体系区域性气象效应的新概念,并奠定了基本理论和研究方法。通过观测首次发现林网地区扰动边界层的基本特征,并依据分析从理论上给出扰动边界层动力速度的变化规律,风速变化的理论模式及防风效应的理论评价模式。基本上摸清了林带林网地区大气边界层中的湍流特征,提出了农牧防护林水文效应的理论模式。在科尔沁沙地南缘甘旗卡建立了实验站,分别在赤峰郊区城子乡油松林带、农田及荒地建设了径流观测场,进行了为期五年的观测。同时,进

行了生物种群动力学模型研究,提出了闻名中外生物学界的崔-Lawson模型,使Logisic 方程和Malthus方程成为该模型的特例,崔-Lawson模型创造性地发展了生物种群动力学。 90年代伊始,继续原始阔叶红松林生态系统气象环境数据采集系统项目,在62 5m 微气象观测塔上安装9层气象仪器,观测要素包括大气温度、湿度、风、辐射、降水等要素,对中央控制室及两个子站的86个传感器,通过有线和无线通讯进行整套系统的联机调试,次年完成了该系统信息的有线传输试验,制作了数据库管理系统,实现了由计算机控制的气象要素的自动采集、传输及信息处理。1997年9月结合中国生态系统网络的统一规范更新了该系统,并进行生长季的连续观测和数据采集。2002年8月依托中科院有关陆地生态系统CO 2通量观测研究的创新课题,将气象塔上的仪器全部更新为国际通用的先进进口仪器,同时进行观测至今,新观测系统包括涡动相关系统、微气候梯度观测系统。在观测塔40m高度处分别设有开路式与闭路式涡动相关系统各一套,主要仪器有三维超声风温仪(CSAT3,Campbell),开路/闭路红外气体分析仪(Li7500/Li7000,Li-Cor),在林地上2 5m处安装一套开路式涡动相关系统(仪器同上),测量林冠上、林地水热与CO2通量,所有湍流脉动信号采样频率为10Hz,数据通过CR5000(Campbell)数据采集器采集。微气候梯度观测设7层,安装高度分布为2 5m,8m,22m,26m,32m,50m,60m,同步观测大气温度、湿度和风速。另外2 5m上观测气压, 60m观测风向和降水量,2 5m和32m 观测光合有效辐射,后者还观测反射辐射和净辐射,在林地5cm深测量土壤热通量,还观测林地0cm,5cm,20cm,50cm,100cm深土壤温度。所有常规气象测量频率为0 5Hz,通过CR10X数据采集器(Campbell),每30分钟自动记录其平均值,并通过Loggernet软件下载到计算机上。与此同时在科尔沁草原开展载畜量研究,于1989年在当地开发井灌水稻500亩,亩产达375kg,开创了科尔沁沙地哲里木盟东部平原地区种植水稻的先河。继续开展防护林效益及其评价、森林水文气象功能研究,提出林带阻力理论模型和不同截面形状林带的阻力模型,修正了原有的动力粗糙度的统计模型,并考虑片状林分的附加阻力,完善了农田防护林区域性效益评价模型系统,利用该模型对新民市现有农田防护林体系区域性环境影响和经营管理措施进行了评价,结果表明,农田林网最适占地比率为2 5%~15%,区域性风速平均降低18%,重风沙区可降低22%,依据研究提出了最佳农田林网大小和最佳透风系数。此举为农牧防护林生态工程环境影响评价提供了理论依据,不但指导防护林设计与建设,也可服务于防护林管理,有重要实际意义。关于天然林水文功能研究,系统分析了长白山北坡森林生态系统的水文特征,10年间,在森林水文模拟实验室模拟森林水文功能实验217场,诸如林冠分配降雨实验,林地分配降雨实验,非对称采伐径流实验等,构建了常雨强下穿透降雨、树干径流、林冠截留三位一体的统一理论模型、另一个树干径流理论模型、树干径流计算机模拟模型1个、流域非对称采伐森林对表层径流过程影响的半经验模型1个。以穿透降雨理论模型为例,其模拟结果与野外观测数据对比,相对误差8%,对森林水文过程、生态水文过程有了一个比较系统且清晰的认识。根据次降雨通过红松和栎树分配降雨实验数据,发现次降雨量与穿透雨量、干流量、截留量的关系;次降雨量与穿透率、干流率、截留率的关系与日本森林水文学家中野秀章在野外40年生赤松林分观测结果,不但趋势一致,

曲线型也一致,上述比较为其实验室模拟森林水文功能成功提供了佐证。在实验室模拟森林水文功能同时,还开展了野外观测。于1994年在辽东山区五龙林场建设两个天然径流小区,两区毗邻,一个为40年生人工落叶松小流域,另一个为其皆伐小流域,翌年观测至今。依据科学储备结合辽宁95 7洪水、松花江、嫩江98 7洪水调查,开展了天然林保护与洪涝灾害防治研究,提出了21世纪东北水患治理方略。在自然灾害防治研究中,不但应用参数法,还应用非参数法,优势互补相得益彰。其间,根据课题任务开展了生态过程动力学机制及其控制原理研究,提出了非对称采伐森林调控流域洪水过程理论。

2000年,世纪之交,我所进入中国科学院第二期创新行列,科学研究面临新的机遇与挑战,生态气候组全体团结一致,誓为生态学研究做出原创性贡献。相继承担了森林流域水文过程尺度转换(国家973),生态系统适应干旱化与调整机制(国家973),森林生态系统生物地球化学循环(重点基金),森林流域壤中流、蒸散(面上基金),院重大项目温带森林生态系统碳通量观测,院重要方向项目森林生态系统动力学与可持续管理,森林水文过程及流域水资源调控机理,所创新专题森林生态系统水文气象服务功能等课题并开展了研究工作。2002年8月建立并开始运行我国第一个温带森林涡动相关观测系统,获得长白山阔叶红松林周年以上CO 2/H 2O/能量通量和微气候数据,通过一段试运行,基本形成了对涡动相关CO 2数据的分析处理方法,包括阈值限定、摩擦速度订正、昼夜空缺值插补,通量总量分析等技术过程,在国内首次观测、分析了典型森林生态系统(阔叶红松林)年度CO2通量,并了解其季节变化。还将该系统应用于森林蒸散研究,改进了模型参数确定方法,改进后模拟精度比Businger法提高7 2%。通过观测认识了阔叶红松林反射率、透射率、热量平衡各分量、辐射平衡各分量比例的季节变化,同时了解到辐射平衡与总辐射呈线性关系。还发现了真实林带与平面风障的空气动力学差异,提出了真实林带阻力系数模型,并结合以往储备撰写了《农田防护林生态工程学》专著。生态水文方面建立了二道白河森林流域产汇流模型,其模拟精度比以往分别提高3%和2%,改进了森林流域坡地壤中流贮水泄流模型,改进后模型模拟径流总量精度分别比Sloan模型提高32%,比Robinson模型提高20%,模拟峰值流量精度比Sloan模型高28%,比Robinson模型高15%,反映该成果的文章于2004年7月16日被Hydrological Processes杂志接受,明年4或5月刊出。循国家可持续发展与生态学学科发展的需求,结合学科储备与课题研究工作,撰写了《生态动力学》和《生态控制原理》两本专著,它们系姊妹篇。《生态动力学》主要是认识自然,阐述生态过程动力学机制;《生态控制原理》侧重改造自然,介绍如何调控生态过程,旨在提高生态系统服务功能,改善生态环境,提高生产力,服务于可持续发展。与此同时,将上述两本专著整合并写成英文著作《Ecological Dynamics and Cybernetic Principle》。在国内外首次出版生态动力学与控制原理专著,犹如在生态学与可持续发展之间架起一座桥梁,不但拓展了生态学理论,还具有广阔的应用前景,作出了原创性贡献。此外,根据研究工作需要,在清原生态站建成一座森林径流实验站和两个不同择伐强度(60%、30%)的坡面径流场。

除上述研究工作外,还积累了一大批森林碳通量,森林气候与森林微气候、森林水文、生态气候与生态水文观测资料,价值连城。

3 成果与人才

获奖12项:

(1) 森林燃烧性及森林火灾预报方法研究 中国科学院优秀成果奖,1965

(2) 森林气象学 中国科学院自然科学三等奖,1989

(3) 以营养动力学为基础的捕食模型 中国科学院自然科学三等奖,1989

(4) 森林水文功能与模拟研究 中国科学院自然科学二等奖,1993

(5) 农田防护林学 中国科学院科技进步二等奖,1986

(6) 半干旱风沙草原区防护林体系综合效益研究评价 林业部科技进步一等奖,1992;国家科技进步二等奖,1993

(7) 干旱区造林与水分平衡的关系 中国科学院科技进步三等奖,1994

(8) 农田防护林体系区域防护效益理论及边界层物理特征研究 中国科学院自然科学二等奖,1995

(9) 森林水文功能与自然灾害及其非参数统计应用研究 辽宁省自然科学三等奖,2002

(10) 波文比在研究森林蒸发散中的作用及其处理 中国科学院科技成果三等奖,1985

(11) 冰雹预报方法 辽宁省科学大会奖,1978

(12) 具有交互作用项的数量化预报方法——对数量化理论Ⅰ的一个补充 中国科学院科技成果三等奖,1984

作为主要参加单位获第三世界农业奖1项、国家科技进步二等奖3项、三等奖1项、院部省级奖5项。

出版专著8部:

(1) 农田防护林学 中国林业出版社,1983

(2) 森林气象学 中国林业出版社,1985

(3) 生物种群增长的营养动力学 科学出版社,1991

(4) 自然灾害非参数统计方法 科学出版社,1999

(5) 农田防护林生态工程学 中国林业出版社,2001

(6) 生态动力学 科学出版社,2001

(7) 生态控制原理 科学出版社,2003

(8) Ecological Dynamics and Cybernetic Principle Science Press, 2004

出版论文集2部:

1.防护林体系生态效益及边界层物理特征研究 气象出版社,1992

2.沿海防护林体系功能及其效益 科学技术文献出版社,1994

撰写论文近300篇,其中被SCI收录12篇,被收录中有一篇系我所五十年来第一篇SCI 1区收录论文。国内核心期刊180余篇。

共培养博士后1名、博士3名、硕士14名,其中2名在国外获得博士学位。毕业研究生中有3名在国外工作。有在读博士生7名,其中在职3名;在读硕士研究生4名。

4 展望

忆往昔,踌躇满志松柏后凋,

望未来,任重道远风雨兼程。

50年来,我所生态气候学和生态水文学研究,迎着风风雨雨走过了艰难曲折的道路,历经四代人的持续努力,终于成为一支被国内外同行公认的不可忽视的力量,在陆地生态系统研究中,对森林植被水文气象服务功能、生态与气候及生态与水文耦合过程与机理、生态动力学机制及其调控、气候变化对森林生态系统影响与响应等方面研究多有建树,为我国森林气象学与森林水文学、生态气候学与生态水文学的崛起与发展起到了中流砥柱作用。回首往事,获得一定成功。然而,犹有不足。展望未来,任重而道远。

当今,随着人口剧增,工农业迅猛发展,人类活动强烈地干扰了地球上的自然生态系统,造成生态破坏,生态系统服务功能减退,甚至衰竭。人类倘若再不规范自己的行为,协调人与自然的关系,将会随着社会经济的发展而走向毁灭。这不是危言耸听,而是有目共睹的现实。呼吁全人类全社会行动起来,都来保护与恢复自然生态系统。特别是生态学家应尽快找出既发展经济又不破坏生态环境的可持续发展途径,为人类社会做出应有的贡献。为此我们要在下述领域开展研究工作。

(1) 生态气候学与生态水文学:

陆地生态系统中能流、物流,诸如森林、农田、草原、城市等生态系统辐射特征、水循环水平衡、C通量、N通量等。

生态与气候耦合过程及其机理

生态与水文耦合过程及其机理

生态过程动力学机制及其调控

(2) 全球变化:

气候变化对森林(或农田、草原、城市)生态系统的影响与响应

气候变化对森林(或农田、草原、城市)生态系统水循环水平衡的影响与响应

(3) 大型工程建设对局地水文气象环境的影响与评价

(4) 大气化学

水资源配置中的生态环境用水问题浅析

水资源配置中的生态环境用水问题浅析 国家电力公司华东勘测设计研究院傅菁菁张祖生 摘要:根据目前国内外生态环境用水的研究情况,对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路,并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词:生态环境用水计算方法 生态环境是人类生存发展的基本自然条件,水对维持人类赖以生存的生态环境起着决定性作用,而长期以来,人类在水资源的开发利用中,只重视解决生产、生活用水的需求,对水资源保护利用与生态环境的相互依存关系缺乏认识,忽视生态环境用水,从而导致了一系列的生态环境问题。 海河流域曾是水域、湿地广泛分布的地区,生态环境状况良好,而目前其水资源开发利用率已达80%以上,严重超出世界公认的30%开发利用率上限,已造成流域内的许多河流断流、湖泊湿地干涸以及地面沉降。 新疆塔里木河及甘肃、内蒙古黑河下游,河水断流、湖泊干涸、湿地消失、林草植被大面积死亡;黄河下游河段长时间枯水、断流、黄河三角洲湿地退化、地下水位下降等,无一不是由于生态环境水量减少引起的。 美国中央河谷工程和加利福尼亚州水道工程都是以萨克拉门托河为取水水源,调水量较大,造成海湾水质恶化,影响海湾水生生物,海水倒灌使旧金山湾地区的土地盐渍化,给生态环境带来了较大不利影响[1]。 科罗拉多河的地表水,绝大部分用于灌溉美国7个州的含盐土地,每年引水量约为95亿m3,致使河水含盐量不断增加,被浇灌的土地盐碱化[1]。 因此,近年来,有许多研究者强力疾呼我国所面临的水资源问题,向全社会提出,“在水资源配置中,要从不重视生态环境用水,转变为在保证生态环境用水的前提下,合理规划和保障经济社会的用水”[16]。“应该在水资源总量中专门划出一部分作为生态环境用水,另一部分为国民经济各部门的用水,包括工、农业及城市生活用水等”[17]。 1.生态环境用水的基本概念 目前,对生态环境用水的概念尚无统一的定义。生态用水量应该是特定区域内生态系统用水量的总称,包括生物体自身的用水量和生物体赖以生存的环境用水量,其实质就是维持生态系统生物群落及其栖息环境动态稳定所需的用水量。在美国,环境用水量系指服务于鱼类和野生动物、娱乐及其它具有美学价值目标的水资源需求;在中国,环境用水量被看作为满足水质改善、生态和谐与环境美化目标的水资源需求,其实质就是为满足生态系统的各种基本功能健康所需的用水[2]。 然而,生态用水与环境用水是很难割裂开来探讨的,目前关于生态用水和环境用水的研究多数都是综合了生态用水和环境用水两个方面来考虑的。钱正英等认为:“从广义上讲,维持全球生物地理生态系统水分平衡所需要的水,包括水热平衡、生物平衡、水沙平衡、水盐平衡等所需要的水都是生态环境用水”,“狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”,其狭义概念的实质是生态环境建设用水[3]。 2.研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源,万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏,而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来,在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题,致使一些地区的生态环境出现退化,表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题,实现我国经济社会可持续发展,国务院制定并发布了《全国生态环境建设规

中科院地理所自然地理学考博水文学试题及参考答案整理4_水资源学与生态水文学

一、流域水文模型 简述流域水文模型的类型及其应用问题 水文模型的基本类型有哪些?各有哪些作用? 论述流域水文模型的类型及其特征? 二、流域产流 流域产流过程及其方式有哪些? 我国南北方流域产流过程及其方式有哪些不同? 三、径流形成 影响径流形成的主要因素有哪些?气候变化及人类活动如何影响流域径流形成? 试述河川径流中的基流分割主要方法及研究基流的意义。 径流形成的基本原理及其影响条件。 四、下渗 影响下渗的因素由哪些? 五、蒸发能力 何为流域的蒸发能力?干旱与湿润地区的实际蒸发与蒸发能力之间有什么联系与区别? 实际蒸发与蒸发能力之间有什么联系与区别,如何计算? 六、水文循环 如何理解水资源可再生(可更新)性?其意义就是什么? 试述水量转化及其在水资源评价中的应用。 试述流域水文循环过程及其科学问题。 论述流域水文循环与水量转化过程及其在水资源评价中的应用?

七、水文学科理论 您认为生态水文学的科学问题有哪些 水文学的基础理论问题 水文学与水资源学的关系 八、人类活动对水文影响 试述人类活动的水文效应及其研究方法? 气候变化及人类活动如何影响流域径流形成? 九、水资源特点及开发利用 论述中国水资源开发利用问题及其对策。 论述中国水资源的时空分布特点及其开发利用对策? 十、区域水文 分析流域地下水的补给来源、地下水径流、地下水排泄,以及地下水动态的影响因素? 如何理解湖泊、沼泽的水量平衡与调节作用? 十一、新技术方法

一、试题 您认为生态水文学的科学问题有哪些 水文学的基础理论问题 水文学与水资源学的关系 水文学与水资源学的关系 水文学主要就是研究地球上水的起源、存在、分布、循环运动规律,水资源学主要研究水资源的形成、演化、运动规律及水资源的合理开发利用的基础理论。水文学与水资源学即有区别又有密切的联系。水文学就是水资源学的重要科学基础,水资源学就是水文学服务于人类社会的重要应用。 水文学就是水资源学的基础。从水文学与水资源学的发展过程瞧,水文学具有悠久的发展历史,而水资源学就是在水文学的基础上,为了研究与解决日益窋的水资源问题而逐步形成的一个知识体系。因此,可近似的认为,水资源学就是在水文学的基础上衍生出来的。从研究内容上瞧,水文学就是一门研究地球上各种水体的形成、运动规律以及相关问题的学科体系;水资源学主要研究水资源评价、配置、综合开发、利用、保护以及对水资源的规划与管理,按照水资源的定义,水资源就是指可被人类利用的淡水资源,世界上大量的水中只有一小部分可以划归为水资源的范畴,水资源学对水资源的研究就是建立在水文学对地球上各种水体的研究的基础之上的。 水资源学就是水文学服务于人类社会的重要应用。人们研究水文现象的一个重要目的就就是为了更好的利用水资源,来实现水资源的可持续利用。水资源的开发利用规划与管理等工作就是水文学服务于人类社会的重要应用内容。水文学中的水循环理论支撑水资源可再生性研究,就是水资源可持续利用的理论依据。在对水资源进行量化进程中,根据水文规律与水文学基本理论,利用数学工具建立模拟模型,就是水资源承载能力量化研究、优化配置量化研究的基础。由于人类对水资源的开发利用,使水循环过程成为自然循环与社会循环的集合,在水资源配置、水资源管理、水资源承载能力计算等模型中,要充分体现这种集合,需要把水文模拟模型作为基础模型嵌入到水资源模型中。 对水文学若干基础研究领域的展望 1、气候变化对水文循环时空分布的影响:全球气候变化将影响到大气、 海洋与陆地的相互作用过程。近20年来波及许多国家与地区的水危 机与洪涝灾害与此有相当密切的关系,这就是因为由此引起的地球 上太阳辐射分布的改变将影响到自然的蒸发、大气中的水汽输送与 降水时空分布。水文学应对这种被称为大尺度水文学的科学研究作 出贡献。 2、水文时间序列演变机理及影响因子:水文时间序列的长期演变既有确 定性的一面,又有不确定性的一面,目前无论从哪个方面分析,都至多 只能识别水文时间序列的局部特性,而不能识别其全部特性,因此水 文时间序列的长期演变规律至今无法在衫精度范围内予以提示。这

生态环境建设与水资源的保护利用

生态环境建设与水资源的保护利用 1.引言 近些年,在加快工业化的背景下,水资源问题更加严重,环境问题也越发突出。现阶段,深入开展建设生态环境是保护水资源的迫切任务。我国要想实现可持续发展,建设生态环境是主要切入点。所以,要加强生态环境建设,切实保护好和利用好水资源。 2.生态环境建设的内涵 在持续推进可持续发展的战略中,不断加强建设生态环境,这也是西部大开发的一个重要内容。尽管还没有明确生态环境建设内涵,不过在探索中已经发现其作用。以破坏生态环境为代价得到的经济发展,出现了越发明显的恶果,建设生态环境主要是重新建设生态环境。我国在生态环境建设的规划中提出,在陆地部分生态环境建设的主要内容是:生态农业、草原建设、防治荒漠化、保持水土、植树种草、保护自然资源比如天然林等。建设生态环境的手段主要是:其一,利用生物措施建设植被。其二,利用工程措施建设工程。这两种措施互相辅助,为建设生态环境做出贡献,其中建设生态环境的重点内容就是保持水土、防治沙漠化。 3.生态环境建设和保护利用水资源的现状

由于我国人口比较多,资源人均占有率比较低。我国是贫水国家,人均水资源占有量是世界水平的四分之一。地理分布上,我国总体呈现西少东多、北少南多的情况,且会因季节变化受影响。如今,我国有四分之三的大中型城市面临缺水问题,并且形势比较严峻。在利用和开发水资源方面,我国总用水的一半以上是农业用水,其中农业用水的三分之二是用在灌溉上。之所以灌溉会使用如此大的水量,其原因主要是是我国的灌溉技术不高,无法有效利用水资源,水利用率比较低,相比世界先进水平还有较大差距。此外,工业领域也消耗了较大的水资源。如今,我国对工业用水的管理主要采取定额方式,利用水资源的效率比较低,不少工业废水直接流进河流,污染水资源,导致缺水问题越发严峻。 4.加强保护和利用水资源的一般措施 (1)构建节水型社会 为了有效保护和利用水资源,加强建设生态环境,关键措施就是积极构建节水型社会。构建节水型社会指全民都参与到节约水资源的活动中,所有人都从基本小事做起,在生活中贯彻落实节约用水。另外,全民都参与到节约用水中,从本质上降低浪费的水资源。比如农业上,可以改造灌区节水、田间节水等工程,对节水措施加以调整,提升综合农业水平。在工业领域,要持续改造节水技术,对当前的产业结构、经济布局进行合理化调整。另外,也要积极普及循环用水,以提升农业领域

最新水文学期末考试复习题整理培训资料

水文学期末考试复习题整理 1.水文学的体系:水文学开始主要研究陆地表面的河流,湖泊,沼泽,冰川等,以后扩展到地下水,大气中的水和海洋。水文科学主要通过定点观测,野外勘测和室内外实验等手段,获得水体时空分布和运动变化的信息,因而形成了水文测验学,水文调查,水文实验三个分支学科。 第一章 2.水体的化学性质:(大气水的化学组成及其特性) 1)溶解气体的含量近于饱和 2)降水普遍显酸性 3.河水化学成分的特点: 1)河水的矿化度普遍低 2)河水中的各种离子的含量差异很大 3)河水化学组成的空间分布有差异性 4)河水化学组成的时间变化明显 5.地下水的化学特征: 1)地下水充填于岩石,土壤空隙中,与岩石,土壤广泛接触,渗流速度很小,循环交替缓慢,而且地下水贮存于岩石圈上部相当大的深度(10公里),构成了地下水圈。 2)矿化度变化范围大,从淡水直到盐水。 3)地下水的化学成分的时间变化极为缓慢,常需以地质年代衡量。 4)地下水与大气接触有很大的局限性,仅限于距地表最近的含水层,此层可溶入氧气成为地下水氧化作用带。 6.水资源的涵义: 1)广义水资源:世界上一切水体,包括海洋,河流,湖泊,沼泽,冰川,土壤水,地下水及大气中的水分,都是人类宝贵的财富,即水资源。 2)狭义水资源:狭义的水资源不同于自然界的水体,它仅仅指在一定时期内,能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体。 第二章 2.水循环的基本类型: 1)大循环:发生于全球海洋于陆地之间的水分交换过程,由于广及全球,故名大循环,又称外循环。 2)小循环:是指发生于海洋与大气之间,或陆地与大气之间的水分交换过程。小循环又称内部循环,前者又可称为海洋小循环,后者又可称为陆地小循环。 4.蒸发的物理机制:蒸发因蒸发面的不同,可分为水面蒸发,土壤蒸发和植物散发等。 8.水汽输送通量与水汽通量散度: 1)水汽输送通量的概念:是表示在单位时间内流经某一单位面积的水汽量。(水平,垂直) 2)水汽通量散度:是指单位时间汇入单位体积辐散出的水汽量,单位为克每百帕平方厘米秒。 12.可能最大降水:所谓可能最大降水(PMP)或可能最大暴雨(PMS),系指在现代的地理环境和气候条件下,特定的区域在特定的时段内,可能发生的最大降水量(或暴雨)。 13.下渗过程的阶段划分:渗润阶段;渗漏阶段;渗透阶段。 15.径流的含义及组成: 1)流域的降水,由地面与地下汇入河网,流出流域出口断面的水流称为径流。 2)根据形成过程及径流途径不同,河川径流又可由地面径流,地下径流及壤中流(表层流)三种径流组成。(填空)

水文学的现状及未来

水文学的现状及未来 芮孝芳梁霄 (河海大学水文与水资源学院,江苏南京210098 ) 摘要:水文学已发展成为具有众多分支学科的博大精深的学科体系。分析了水文现象的复杂性及还原论的缺陷,探讨了水文学发展的动力,总结了现行水文学的理论基础及局限性,指出了流域水文模型的发展中可能的误区。最后,对水文学必须从“线性”向“非线性”拓展作了初步讨论。 关键词:水文现象;水文学方法;还原论;非线性流域;水文模型 1 水文现象的复杂性与还原论的缺陷 水文现象是大气过程与下垫面条件共同作用的产物[1]。相同时空分布的降雨降落在不同下垫面条件的流域,以及不同时空分布的降雨降落在相同下垫面条件的流域,都会形成不同的洪水过程和不同的时间序列。根据现有的认识水平,水文现象的复杂性主要表现为: ·水文现象的时空变化既有确定性表现,又有不确定性表现,而且许多水文现象不确定性方面的表现更为强烈。 ·水文现象的确定性表现既有周期性表现,又有非周期性表现。非周期性表现又有因果性和趋势性之分。 ·水文现象的不确定性表现可能有随机性、灰性、模糊性、突变性、混沌性等不同形式。随机性又有纯随机性、平稳随机性和非平稳随机性之分。 ·水文现象时空跨度很大,时空变异性大多数表现十分强烈。 ·不同尺度的水文现象之间非相似性表现十分强烈。 ·水文现象与天气现象比较,更易受到人类活动的影响。 可见水文现象已经够复杂了!但由于受到人类认识自然能力的限制,我认为水文现象的复杂性可能还没有被充分揭示出来。正因为水文现象如此复杂,所以当人们用“还原论”[2]讨论水文的规律时,有时就会碰壁。

还原论认为,通过将事物分解成越来越精细的组成部分就能最终对其做出彻底的理解。将这种“还原论”用于分析河道中洪水波运动可以说相当成功,用于分析降雨径流形成也基本成功,而用于分析水文循环时空变化和径流长期演变就碰壁了。因为水文循环是一个由多路径、多尺度构成的及其复杂的系统,企图用还原论对其做出彻底的理解几乎是不可能的,因此,有必要另辟蹊径来解决此类问题。此时遇到的最大挑战就是,应该用什么样的数学物理工具来恰如其分、完整地描述如此复杂的系统呢? 2水文学的分支及发展动力 地球系统是由四大圈层构成的。研究大气圈的是为大气科学,研究岩石圈的是为地质科学,研究生物圈的是为生物科学,研究水圈的是为由水文学和海洋学组成的水科学。作为一种独立学科,水文学也许是一个后字辈,但在近半个世界里却得到了快速发展,已经与其他学科交叉形成了庞大的学科体系和众多的分支学科[3]。按研究水体分(图1),有流域水文学、河流水文学、湖泊水库水文学、地下水水文学、河口水文学、湿地水文学、冰川水文学和全球水文学等。按服务于经济社会分(图2),有工程水文学、桥涵水文学、城市水文学、农业水文学、森林水文学、水资源水文学、环境水文学等。按交叉学科或研究方法分(图3),有物理水文学、动力水文学、系统水文学、随机水文学、确定性水文学、计算水文学、数字水文学、气象水文学、地理水文学、地貌水文学、生态水文学、水文测量学、水文信息学和同位素水文学等。 图1 水文学按照研究水体的分类

探析水资源配置中生态环境需水问题

探析水资源配置中生态环境需水问题摘要:生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。生态环境的破坏,最终会导致人类生活环境的恶化。因此,要保护和改善生活环境,就必须保护和改善生态环境。根据目前国内外生态环境用水的研究情况,对解决水资源配置中的生态环境用水问题提出了几点思路,并综述了各项生态环境用水量的计算方法。 关键词:生态环境用水;计算方法 1研究生态环境用水的目的和意义 水是生命之源,万物之本。陆地水文过程与生态环境变化相互作用、相互影响。生态环境质量直接关系到区域水文状况与水文环境的好坏,而区域水文情势则对生态平衡起到重要的调节作用。长期以来,在水资源开发利用中往往没有考虑生态环境保护和改善的水资源分配问题,致使一些地区的生态环境出现退化,表现出类似上述的各类自然生态问题。为根治这些生态环境问题,实现我国经济社会可持续发展,国务院制定并发布了《全国生态环境建设规划》。随着我国生态环境建设的开展,生态环境用

水问题将越来越突出,研究我国生态环境用水,对于实现我国水资源区域间、部门间的合理配置和可持续发展利用具有十分重要的意义。 2生态环境用水的计算方法 计算时需考虑的几个指标:①河流流量指标:一般情况下,河道内应保证60%的水质达标水量,流量减少会直接影响其生态功能。人类为维持生活、生产和生态的河道外用水,一般不应超过河流径流量的40%;②湖泊的面积与水量:城市水体面积的比率直接关系到城市空气的湿度和温度,是城市生态的重要指标。采用河湖占城区面积比来反映城市水生态状况; ③湿地指标:湿地面积比率反映了湿地影响的大小。以湿地面积、湿地水体面积和湿地比率作为衡量湿地状况的指标;④地下水指标:地下水位直接反映了地下水储量,如果地下水位很低,不仅不能补给地表水,而且湿地和河流就很难蓄住水,地表植被也难以生长。抽取地下水后,地下水位应不低于保持原植被的水平,更不能造成地面沉降;⑤水质指标:水质状况决定了水体发挥什么样的功能和发挥功能的大小,污水危害生物的生存,降低水的生态功能。水体水质是反映水体好坏的定量体现;COD是水污染 的主要污染物,是实现“总量控制”的重要指标;污水处理率反映了污水治理的程度,决定着进入水体污染物的总量。流域排污总量,应在河流径流量的1/40以内,以达到自然稀释,超标的一定要达标排放。

水文学试题

水文学试题 一、不定项选择题(每题2分,共20分) 1、九寨沟形成的原因是() A.古代冰川 B.无数次地震 C.各种钙化物质 D.风化作用 2、水文现象的研究方法() A.模拟实验法 B.成因分析法 C.地理综合法 D.调查法 3、水循环的影响因素() A.气象因素 B.板块运动因素 C.全球升温 D.下垫面因素 4、全球的水量平衡方程() A.P陆-E陆-R=±△S陆 B.P海-E海+R=±△S海 C.P陆+P海=E陆+E海 D.E陆=P陆-R 5、我国统一的水准点的零点() A.渤海基面 B.北京基面 C.青岛基面 D.南海基面 6、我国河流中以雨水补给为主的河流主要分布在() A.我国西北地区 B.我国东北地区 C.我国东部季风区 D.我国青藏地区 7、影响下渗的因素有() A.土壤特性 B.降雨特性 C.地形、植被 D.人类活动 8、超渗产流的决定因素是() A.土壤的前期持水量 B.降雨强度 C.下渗强度

D.降雨量的大小 9、影响年径流Cv值大小的因素主要有() A.气候因素 B.流域面积 C.径流补给来源 D.年径流量 10、承压盆地按水文地质特征,可分为() A.补给区 B.承压区 C.排泄区 D.自流水区 二、判断正误题(每题1分,共10分) 11、流域面积小的河流Cv值小于流域面积大的河流。() 12、水文学是研究地球上各种水体的形成、分布、物理化学性质、循环运动变化规律以及水体与地理环境、生态系统、人类社会之间相互影响、相互联系的科学。() 13、地球上的水在空间上分布是均匀的。() 14、水分循环是各大洋之间相互联系的主要纽带。() 15、水量的增减是引起水位变化的主要因素。() 16、岩石容水性能的好坏,与岩石的空隙空间有密切的关系。如果空隙度大,且空隙均连通,则岩石的容水性能好,反之则不好。() 17、给水度在数量上等于容水度与持水度之和。() 18、岩石的透水性的大小是相对的,绝对不透水的岩石在自然界中是没有的。() 19、渗流速度 V 大于实际平均流速 u。() 20、单斜岩层中的承压含水层的物质组成发生由粗粒到细粒的相变,或者尖灭所形成的承压斜地。() 三、填空题(每空1分,共20分) 21、岩石空隙按成因可分为___、___和___三大类,它们均有储存地下水的能力。 22、陆地小循环又可分为______和______两种。 23、河流在某地某时刻的____称为水位,它是反映______的最直观的重要标志。 24、水位的变化一般可分为___和___。 25、测定矿化度的方法一般有两种:___和___。 26、防凌措施——______。 27、湖泊对河流水量有明显的__作用。 28、闭合流域降雨径流形成过程:______、______、______以及______。 29、对于径流年际变化规律的研究,归纳起来目前有两种途径:_____和_____。 四、名词解释(每题4分,共32分) 30、陆地小循环:

_水文学基础知识

水文学基础知识 水文学基础知识 一、概念一、概念 1、水文学概念 水文 shuǐ wén 英文:Hydrology 1.水的波纹。亦指如波纹的图形。 2.自然界中水的各种变化和运动的现象。 3.水文,指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。“文”作自 然界的现象讲,如“天文”。 水文是水利、水电及一切与水资源有关的国民经济和社会发展所必需的前期工 作的基础,是水利建设的尖兵、防汛抗旱的耳目、水资源管理与保护的哨兵、资源 水利的基石,是一项必须适当超前发展的社会公益性事业。水文学:研究水存在于地球上的大气层中和地球表面以及地壳内的各种现象的发生和发展规律及其内在联 系的学科。包括水体的形成、循环和分布,水体的化学成分,生物、物理性质以及 它们对环境的效应等。 水文学:广义地说就是研究地球与水的科学,包括它的性质、现象和分布,其 核心是水循环。水文学,广义地按地球圈层情况可分为水文气象学、地表水文学 和地下水文学三种。按地球表面分布情况,又可分为海洋水文学和陆地水文学。 陆地水文学:主要研究存在于大陆表面上的各种水体及其水文现象的形成过程 与运动变化规律。按研究水体的不同又可分为:?河川水文学;?湖泊(包括水库)水文学;?沼泽水文学;?冰川水文学;?河口水文学。 2、水文循环

水文循环:地球上或某一区域内,在太阳辐射和重力作用下,水分通过蒸发、 水汽输送、降水、入渗、径流等过程不断变化、迁移的现象。 大循环:从海洋蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,遇冷凝结而形成降水,降 水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余都经地面和地下注入海洋,这种海陆 间的水分交换过程称大循环或外循环。 小循环:陆地上的水经蒸发、凝结作用又降落到陆地上,或海洋面上蒸发的水 汽在空中凝结后,又以降水形式降落在海洋中,这种局部的水文循环称小循环或内 循环。前者又可称内陆小循环,后者称海洋小循环。由陆面蒸发而引起的内陆小循环,对内陆地区的降水有重要作用。因内陆地区距离海洋很远,从海洋直接输送到 内陆的水汽不多,需要通过内陆局部地区的水文循环运动,使水汽不断地向内陆输送,这是内陆地区的主要水汽来源。由于水在向内陆输送过程中,沿途会逐步损 耗,故内陆距离海洋越远,输送的水汽量越少,降水越小,沿海地区一般雨量充 沛,而内陆地区则雨量稀少,气候干燥,就是这个原因。 3、水文现象的基本特点 ? 时程变化上的周期性与随机性 ?周期性由于地球的自转和公转,昼夜、四季、海陆分布,以及一定的大气环境,季区区域等,使水文现象在时程变化上形成一定的周期性。 ?随机性因为影响水文现象的因素众多,各因素本身在时间上不断地发生变 化,所以受其控制的水文现象也处于不断变化之中,它们在时程上和数量上的变化 过程,伴随周期性出现的同时,也存在着不重复性的特点,这就是所谓随机性。 ? 地区上的相似性与特殊性 ?相似性有些流域所处的地理位置(纬度或离海洋远近等)相似,气候与地理条件相似,因而所产生的水文现象在一定程度上有一定的相似性,即具有所谓地带 性。

西北水资源与生态环境思考题

姓名: 陈兆荣 学号: 2010300340091 院系: 外国语言文学学院英语 西北地区水资源与生态环境 思考题 第一章 一. 生态、环境、生态环境的含义及其相互关系。 1.生态是指人类赖以生存的自然环境,生态文明反映的是人类处理自身活动与自然界关系 的进步程度,是人类与社会共同进步的重要标志; 2.环境是指周围事物的境况,周围事物是同某项中心事物相对而言的。当代环境概念泛 指地理环境,是围绕人类的自然现象总体,可分为自然环境、经济环境和社会文化环境; 3.生态与环境虽然是两个相对独立的概念,但两者又紧密联系、“水乳交融”、相 互交织,因而出现了“生态环境”这个新概念。它是指生物及其生存繁衍的各种自然因素、条件的总和,是一个大系统,是由生态系统和环境系统中的各个“元素”共同组成。它是由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响; 4.生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念,有时人们将其混用,但严格说来, 生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广,各种天然因素的总体都可以说是自然环境,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。从这个意义上说,生态环境仅是自然环境的一种,二者具有包含关系。 二. 西北地区的生态环境问题主要表现在哪些方面? 1.有些山区滥伐滥垦,削弱了水源涵养作用,水土流失仍很严重; 2.草地超载过牧,滥垦滥采,造成大面积退化甚至沙化; 3.内陆河流上中游大量用水,造成下游河湖萎缩,植被衰亡,天然绿洲大量退化以至消亡; 4.灌区内土壤的次生盐碱化; 5.河流的水质污染已开始导致地下水和土壤污染,将严重威胁居民健康。 第二章 一. 可持续发展、和谐社会的含义是什么? 1. 可持续发展的定义: 既能满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展。这个定义包含两个基本观点: 一是人类要发展,要满足人类的发展需求;二是发展有限度,不能危及后代人的发展。其它

水文学在环境工程实践中的应用与发展

水文学在环境工程实践中的应用与发展 摘要:环境永远是人类的主题,而水资源作为环境中的重点,人类生活生产必须,越来越得到重视。本文在此背景下阐述了水文学的概念、环境工程专业的概念和两者之间的联系,指出来水文学在环境工程实践中的应用与发展,并以具体事例来说明河流与湖泊纳污能力(水环境容量 和区域水资源环境调度工程。 关键词:水文学环境工程应用与发展水环境容量水资源调度水环境保护 正文: 一、引言: 钱塘江决堤! 本月初以来,受今年梅雨季节强降水的影响,四轮强降雨持续侵袭浙江。目前因洪涝灾害造成直接经济损失108亿元,据浙江省水利网公布数据,本次洪涝的严峻仍然导致了一批水利设施受损,水利工程损失达25亿元。洪涝之下水利基础设施的脆弱再度敲响警钟,农田水利建设滞后仍然是不争的事实。 然而就在一个月前,长江中下游地区面临严峻的旱灾。那段时间,长江中下游地区大旱,鄱阳湖、洞庭湖等水系都遭遇有历史记录以来最大旱灾,湖区变为“草原”,鱼虾蟹被活活晒成“肉干”。在人们还在为旱情忧心忡忡、尚未从抗旱中缓过神来之时,暴雨又席卷南方多个城市,洪涝灾害又使得许多地方成为“泽国从旱灾到洪灾,怨天还是怨人? 二、环境工程专业开展水文学的原因 就这次的水灾,专家可能会说,暴雨在短时间内带来的大量降水,远远超过了城市排水管道能够承载的极限,以“常量”的管道应对“非常量”的降水,是不可能完成的任务。 面对今年来中国乃至国际上的一次次灾害,人类真的无能为力么? 环境工程作为环境旗帜下的一门学科,就在为人类服务,为环境服务这条道路上努力地行走者。这就需要环境工程的专业化,技术化,成熟化,水文学作为环境工程选择的一门课程,自有其原因。 1、当前局势下的水文学 20世纪50 年代以来,社会生产规模空前扩大,科学技术进入了新的发展时期,并正在出现新的技术革命,人类改造自然的能力迅速增强,人与水的关系已经由古代的趋利避害,和近代较低水平的兴利除害,发展到了现代较高水平的兴利除害的新阶段。这个新阶段赋予水文科学以新的动力和新的特色。 首先,由于人类对水资源的突出需求,水文科学的研究领域正在向着为水资源最优开发利用的方向发展,以期为客观评价、合理开发、充分利用和保护水资源提供科学依据; 其次,大规模的人类活动对自然水体,进而对自然环境正在产生多方面的影

水资源利用与水环境保护论文

《水资源利用与水环境保护》课程论文 专业: 班级: 姓名: 学号: 时间: 摘要:水是人类赖以生存、经济社会赖以发展的基础自然资源之一,而当今世界普遍存在的水资源短缺、水环境污染、洪水灾害问题,都影响到了水资源长久有效的利用,影响到人类社会可持续发展的实现。有效地解决各种水资源危机的一个重要方法就是进行科学的水资源管理。通过水资源的合理分配、优化调度、科学管理,科学合理地开发利用水资源和保护水资源,才能保障经济社会的资源基础,实现人类社会的可持续发展 一、水资源污染日趋严重 水污染按污染物质的类型可分为以下几种: (1)病原体污染。 (2)需氧物质污染。 (3)植物营养物质污染。 (4)石油污染。 (5)热污染。 (6)有毒化学物质污染,主要是重金属和难分解有机物的污染。 (7)无机物污染。 (8)放射性污染。

水污染日益严重,水环境恶化的趋势没有有效扭转。苏州乃至整个太湖流域水体污染的问题由来已久,并已引起了各个方面的高度关注。1999年1月1日由国务院9部委联合开展了“聚焦太湖零点行动”,虽然取得了一定成绩,但包括苏州在内的整个太湖流域水体污染、水质恶化的趋势并未得到有效遏制。 水生态日益恶化,湿地沼泽大量减少,水生生物多样性受到严重破坏,水系的自净能力不断下降。湖泊、河道、湿地以及各类养殖水体,构成了苏州水域生态环境,在调节气候、维护生态等方面起着重要作用,维护着城市肌体的健康运行。然而,随着工业化、城市化步伐的不断加快,苏州的水生态环境遭到了严重破坏,作为“城市之肾”的功能已日趋衰竭。 地下水超采严重,地质灾害隐患依然存在。随着地表水水质的日益恶化,不少工厂转而使用地下水。但地下水的超强度开采大大超过了自然补给量,导致地下水资源趋于枯竭,形成大面积的超采漏斗区,造成地面下沉等地质灾害。虽然自1997年开始对地下水进行控采,较大地压缩了地下水的开采量,尤其是2001年省人大立法对苏锡常实施地下水禁采后,地下水位有所上升,地面沉降的速率开始趋缓,但今年二季度最低水位仍达米(地下水水位距基准面的距离),地质灾害的隐患还远远没有消除。由于地面下沉的危害性是在经历漫长的过程后才被人们觉察出来的,其灾害不像洪水暴发来得急促,也不像沙漠化那样一目了然,常常被人们所忽略。这种状况如不改变,一旦地面下沉到与海平面近乎同一水平线上的时候,那将是比黄河、长江的洪涝灾害,比草原沙漠化的灾害更为严重。 城市废水污水排放总量增大,而污水处理能力则严重不足。农业面源污染量大面广,农村落后的生产生活方式成为影响水质的重要原因。河道水系严重破坏,河水的自然流动速率和自净能力大大降低。管理体制不顺,九龙治水导致水务管理处于混乱状态。 诚然,政府在科学发展观的指导下,进行了一系列的水环境整治措施,取得了一定阶段性的成果,苏州水资源状况确实有所改善,但是水污染形势依然不容乐观,我们依然要积极努力寻找对策,解决问题,以下提出一些水资源可持续利用的建议与措施。 一是做好防洪抗旱工作。防洪减灾工作是一项长期而重要的任务,必须高度重视,常抓不懈。正确处理人与洪水的关系,给洪水以出路,这一思路,不仅要体现在抗洪期间,还要在经济社会建设中予以高度重视。“十一五”期间,初步建成我国大江大河防洪工程体系,基本建立完善的防洪管理制度,确保大江大河、重要城市和重点地区的防洪安全;做好抗旱工作,保障人民群众的生活用水,确保经济社会的正常运行。 二是保障饮水安全。把保证饮水安全、维护人民群众的生命健康作为水利工作的首要任务抓紧抓好。“十一五”期间,解决1亿农村人口的饮水安全问题,使农村存在饮水安全问题的人口减少1/3。加强水资源保护,

(完整word版)水文学试卷

2011年—2012年第一学期期末考试试卷 水文学 一、填空题(共15小题,每小题2分,共计30分) 1、“地理水文学”一词最早出现在哪个国家() A中国B英国C美国D苏联 2、大洋水温的垂直分布有何特点() A从海面到洋底呈均匀递减的趋势 B从海面到洋底呈均匀递增的趋势 C从海面到洋底呈不均匀递减的趋势 D从海面到洋底呈不均匀递增的趋势 3、下列哪种天然水的矿化度属于咸水() A20 B30 C40 D50 4、珠江流域属于几级水循环() A三B四C五D 六 5、下列哪一种说法是正确的() A太阳辐射强烈,蒸发面的温度就升高,饱和水汽压减小,饱和差减小,蒸发速度就大。

B太阳辐射强烈,蒸发面的温度就升高,饱和水汽压增大,饱和差减小,蒸发速度就大。 C太阳辐射强烈,蒸发面的温度就升高,饱和水汽压减小,饱和差增大,蒸发速度就大。 D太阳辐射强烈,蒸发面的温度就升高,饱和水汽压增大,饱和差增大,蒸发速度就大。 6、下渗水的垂向分布中哪个带的水分下渗率接近于一个常值() A饱和带B过渡带 C 水分传递带D湿 润带 7、当中国的上海等地是黄梅时节时,澳大利亚的地中海气候区的气候特点是什么() A炎热干燥B温和多雨C高温多雨D高温少雨 8、水循环过程的最基本环节是() A蒸发B水汽输送C降水D地表径流 9、水循环中的哪个环节最容易被人类控制() A降水B地表径流C下渗D蒸发 10、下列哪个地区是我国年径流量最丰富地区() A西藏部分地区B广西部分地区C福建部分地区D云南部分地区 11、海水的电导率取决于什么()

A盐度B透明度C温度D压力 12、贵州都匀的斗篷山的黄河属于哪个水系() A红水河水系B柳江水系C沅水水系D海河水系 13、人均径流量最多的国家是() A巴西B印度尼西亚C加拿大D美国 14、在影响径流的因素中下列哪个不属于流域下垫面因素() A纬度B下垫面温度C水理性质D坡度 15、下列哪种面降水的计算对雨量站的数量和代表性有较高的要求() A算术平均法B太森多边形法C等雨量线法D客观运行法 二、填空题(20个空,每个空1分) 1、水资源的和对水环境的反馈效应的研究已成为现代水文学研究的重要内容。 2、水文学是研究地球上水的性质、分布、循环运动变化规律及其与,之间相互关系的学科。 3、水循环的整个过程可分为、水汽输送、、、以及地表径流。

水文学整理(完整版)

水文学 一、名词解释 1、水文学:是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与人类社会之间相互联系的科学。 2、水文现象:在水循环过程中,水存在与运动的各种形态。 3、水资源:在一定时期内,能被人类直接或间接开发利用的动态淡水资源。 4、水循环:地球上各种形态的水,在太阳辐射、地球引力的作用下,通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及 径流等环节,不断发生相态转变和周而复始的运动过程。 5、水量平衡:任意选择的区域(或水体),在任意时间段内,其收入的水量与支出的水量之间的差额必将等于 该时段区域内蓄水的变化量。 6、可能最大降水量:现代地理环境和气候条件下,特定区域特定时间内,可能发生的最大降水量。 7、下渗:水从地表入渗土壤及地下的运动过程。 8、径流:流域的的降水,由地面与地下汇入河网,流出流域出口断面的水流。 9、蒸发:液态水转化为气态水,逸入大气的过程 10、河岸容蓄:当河道内水位上升速度大于两岸地下水位上升速度时,河水与地下水产生水力联系,使得一部 分河水补给地下水,增加两岸地下蓄水量。 11、河网容蓄:涨洪阶段,出口断面以上坡地汇入河网的总水量必将大于出口断面的水量,因为河网具有一定 的滞蓄作用。 12、河网调蓄作用:河网在径流形成过程中,起到降低洪峰流量,缓解洪水过程的作用。 13、流域:把地面水与地下水汇入河流并补给河流的区域,即地面集水区与地下集水区的统称。 14、中泓线:河道中各断面最大流速点的连线。 15、深泓线:河道中各断面最大水深点的连线。 16、水位:水体的自由水面高出某一基面的高程。 17、流速:水体水质点在单位时间内运动的距离。 18、流量:单位时间内,流经某一水体断面的水量。 19、年径流量:一年内通过河流某断面的水量。 20、湖泊:是陆地上低洼积水地区形成的,水域比较宽广,换流缓慢的水体。 21、潮汐:在天体引潮力作用下,海水形成周期性垂直运动。 22、潮流:在天体引潮力作用下,海水形成周期性水平运动。 23、洋流:指海洋中具有相对稳定流速和流向的海水,由一个海区水平或垂直地向另一个海区巨大规模的非周 期性运动。

西北水资源与生态环境(谢平)期末考试答案

西北地区水资源与生态环境期末作业 第一章 1. 生态、环境、生态环境的含义及其相互关系 (1)生态是指人类赖以生存的自然环境,生态文明反映的是人类处理自身活动与自然界关系的进步程度,是人类与社会共同进步的重要标志。 (2)环境是指周围事物的境况,周围事物是同某项中心事物相对而言的. (3)生态环境是指由生物群落及非生物自然因素组成的各种生态系统所构成的整体,主要或完全由自然因素形成,并间接地、潜在地、长远地对人类的生存和发展产生影响。 (4)生态环境与自然环境是两个在含义上十分相近的概念,有时人们将其混用,但严格说来,生态环境并不等同于自然环境。自然环境的外延比较广,各种天然因素的总体都可以说是自然环境,但只有具有一定生态关系构成的系统整体才能称为生态环境。仅有非生物因素组成的整体,虽然可以称为自然环境,但并不能叫做生态环境。从这个意义上说,生态环境仅是自然环境的一种,二者具有包含关系。 2.西北地区的生态环境问题主要表现在哪些方面 有些山区滥伐滥垦,削弱了水源涵养作用,水土流失仍很严重; 草地超载过牧,滥垦滥采,造成大面积退化甚至沙化; 内陆河流上中游大量用水,造成下游河湖萎缩,植被衰亡,天然绿洲大量退化以至消亡;灌区内土壤的次生盐碱化; 河流的水质污染已开始导致地下水和土壤污染,将严重威胁居民健康。 第二章 1. 可持续发展、和谐社会的含义是什么 (1)可持续发展的定义: 既能满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求的发展。 这个定义包含两个基本观点: 一是人类要发展,要满足人类的发展需求; 二是发展有限度,不能危及后代人的发展。 其它几种具有代表性的定义 着重于自然属性 可持续发展是不超越环境系统再生能力的发展。 着重于社会属性 在生存不超出维持生态系统涵容能力的情况下,提高人类的生活质量 着重于经济属性 在保护自然资源的质量和其所提供服务的前提下,使经济发展的净利益增加到最大限度。着重于科技属性 可持续发展就是转向更清洁、更有效的技术,尽可能接近零排放,或“密闭式”的工艺方法,尽可能减少能源和其他自然资源的消耗。 (2)和谐社会含义:人类共同目标是以人为本的自然一经济一社会复合系统的持续、稳定、健康的发展。民主法治,公平正义,诚信友爱,充满活力,安定有序,人与自然和谐相处 2. 造成西北地区生态环境恶化的主要原因是什么 西北地区水源减少、草原退化、土地沙化、水土流失等生态恶化现象,与全球气候变暖的温

2017年同位素水文与生态环境应用研讨会

2017年同位素水文与生态环境应用研讨会 同位素是水循环与水系统研究的重要手段之一。近年来,随着同位素测试技术与模拟方法的不断发展,环境同位素的应用范围正在日益扩大,逐渐成为环境科学、水文学、水文地质学、生态学、地理学、海洋学等多个研究领域的现代研究方法之一。稳定同位素可在降水-地表水-地下水相互作用、环境溶质运移、生物地球化学循环过程等方面起到示踪的作用;放射性同位素(3H、85Kr、39Ar、14C、81Kr、36Cl等)在冰芯、地下水、海洋洋流等水体的定年上可发挥重要作用。 为此,我们拟于4月9日-11日在北京举办“2017年同位素水文与生态环境应用研讨会”,目的是交流与研讨环境同位素分析测试的新技术和数据解释的新方法,以及在水文和生态环境领域的应用新进展。本次活动分为研讨会和培训班两部分日程。欢迎从事相关领域的科研、教学和生产应用的学者和研究生们参加研讨和培训。 一、主办单位 IAHS-CNC同位素水文学分会 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院页岩气与地质工程重点实验室 二、承办单位 原生态有限公司 三、协办单位 钡科瑞(北京)检测技术有限公司 北京普瑞亿科科技有限公司 四、时间、地点 时间:2017年4月9日-11日 会议地点:中国科学院地质与地球物理研究所 注册地点:9日14:00-18:00,宾馆(待定) 10日8:00-9:00,中国科学院地质与地球物理研究所 参会须知 1、本次会议收取1000元会议费/人次。住宿及交通费用由参会人员自行承担,会议协助预订酒店。 2、请每位参会者填写回执(见附件1),并于3月24日之前发到

附件一: 2017同位素水文与生态环境应用研讨会参会回执

水资源保护与生态建设的关系

论文 论文题目:水资源保护与生态环境建设的关系课程名称:环境生态学 学院:资环学院 专业:水文与水资源工程 年级: 2014级 学号: 1400190260 学生姓名:杨宝娣 指导教师:郭兴强 2016 年12 月12 日

前言 生态环境建设可概括为旨在改善并恢复相应生态环境的一切行动。从其本质看,生态环境建设大多可通过生物措施或工程建造改变环境现状来实现。生态环境建设可通过调整水资源利用方式,改变水资源利用格局,恢复或更新水资源系统功能,达到恢复和改善相应的生态环境的目的。 随着我国经济快速发展,特别是工业化的进程加快,水资源逐年恶化; 加上国人对环境保护意识淡薄,使得我国在经济发展中与环境保护的矛盾日益突出水资源是不可再生资源,我们必须对水资源进行保护。尽管水文作用与生态环境建设的协调统一关系已有比较深入的研究,但是由于目前水文监测的数据不够充分,致使某些局部问题的研究尚缺乏足够的数据支持。加之普通大众科学知识普及不够及环境保护意识薄弱,导致我国对生态环境缺乏“全民参与”的意识和实际行动。 生态环境建设的含义 我国人口众多、社会活动对环境压力较重,加之人为活动已严重影响生存环境,因此保护和改善生态环境,一方面是社会经济可持续发展的必然要求,另一方面也是人类生存延续的保障前提。生态建设其关键在于通过对原有生态系统中各联系要素的研究,找出破坏原生

态系统的原因或主要原因,并在此基础上采取有效防治措施。因此生态建设的重要意义不仅仅局限于对原有生态的简单恢复,更重要的是通过防治过程中发现自然生存规律,通过掌握自然生存规律,可以更加合理地利用自然界。当今社会的发展已越来越离不开生态环境的防治,生态环境建设已变成我国的基本国策,是我国社会和谐发展的前提。 生态建设的内容不仅包括了对原有生态系统中各关联因素的研究、分析、治理,同时也包括了对自然生存规律的总结、归纳。因此可以说生态建设过程是人类认识自然、改造自然的一种途径,体现了人类尊重自然规律、利用自然规律的科学途径。其具体内容不仅涵盖了以植被生态建设为主的如荒漠化防治、草原生态防治、水土环境防治等,同时也包括以工程改造为主的生态重建系统。其中,以植被生态建设和水土保持综合治理为两大重点。 植被生态建设与水资源的保护和利用 伴随着人类认识、改造自然界,各种破坏自然界的活动也在不断进行着,其结果则是潜移默化地影响、改变生态平衡,造成生态系统的破坏。特别是植被生态系统的破坏,往往可以直接影响土壤、水文、大气和生物等其他生态系统的平衡,带来连锁效应。因此,可以说植被生态系统建设是生态环境建设的重中之重。 植被生态建设是以自然植被的种植建设为主的生态建设过程,具

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