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導語：在水文與水資源工程論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
<水文學與水資源學>課程是給水排水工程的一門主干專業基礎課程。它與給排水管網系統、建筑給排水系統、水質工程學等一起構成了給排水工程專業主干課程體系，是城市健康水循環中不可或缺的環節。隨著給水排水工程專業的發展和科學技術發展的需求，<水文學與水資源學>課程還需要在教材內容、教學方法等方面不斷更新和完善，學術研究和工程實踐方面需要進一步加強。目前該課程的建設和教學改革在我校得到了優化和完善。
一、課程體系建設
<水文學與水資源學>課程建設包括教學大綱、教材、實驗及實驗指導書、課程設計任務書及指導書、設計任務書及指導書、實習指導書、師資隊伍建設等內容。
1.1 課程教學目的及特點
本課程是一門培養學生有關水文學、水資源開發利用與保護的基礎理論和設計能力的專業必修課程。使學生掌握水文現象、水資源開發、利用與保護的基本概念、基本概論和基本設計與計算技能。課程內容廣泛，涉及到不同專業學科、領域的理論和技術，如給水工程、污水處理工程、供水水文地質學、生態學、環境監測、環境評價、微生物學及管理工程等。對學生來說，是一門綜合性很強，不太容易掌握，且學習起來困難較多的課程。為此，在保證基本教學內容的前提下對課程內容做了精選、整合優化處理，力爭做到系統性、完整性、實用性，辦出特色。這就要求任課教師必須了解課程的特點，制定切實可行的教學思路和手段，以達到最好的教學目的和效果。
1.2 課程教學內容和教學要求
本課程按照教學大綱的要求系統闡述了水文學的基礎知識、基本概念，水資源的相關理論、國內外水資源分布和開發利用狀況、水資源在開發利用過程中存在的主要問題，并且重點介紹了地表水資源、地下水資源的水量計算，取水工程的類型、設計和使用條件以及水資源保護與管理的內容方法和措施。
該課程在48學時的理論課授課外，通過實驗和實踐、課程設計與畢業設計，加深學生對所學知識的了解，培養學生運用所學知識解決問題的能力，使學生在查閱資料、工藝方案選擇、工程計算及設計繪圖方面得到訓練。
二、課程教學改革
隨著給水排水工程專業的發展和科學技術發展的需求，<水文學與水資源學>課程還需要在教學內容、教學方法等方面不斷更新和完善，學術研究和工程實踐方面需要進一步加強。
2.1 教學內容改革
（1）針對教學內容廣，在合理安排授課計劃的基礎上做到重點突出。例如，“水文統計基本原理與方法”、“小流域暴雨洪峰流量的計算”、“取水工程”等部分作為本課程重點，在教學中分配了20學時時間，其次“水資源量評價”和“節水理論與技術”分配了6學時時間。重點內容部分在講解過程中，力求精，有一定深度。
（2）理論教學與工程實例緊密結合。例如在“地表水資源量評價”中，補充了“引灤入津”、“南水北調”等工程內容。在“取水工程”教學中，詳細講授了“龍慶峽”等工程。同時通過認識實習和生產實習，對水源地選擇、評價及取水構筑物結構建立感性認識。總之，在整個理論教學，始終貫穿著工程實例教學。
（3）及時更新教學內容。教材為2002年出版，某些內容已不適合作為教學內容，在本次教改中，及時進行了修改。如我國生活飲用水水質標準，將教材用的GB5749-85標準，改為GB5749-2006，并對GB5749-2006進行了詳細講解。同時，隨著給水排水工程專業范圍的逐步拓展，為開拓學生的專業視野，在教學中我們把國際上一些前沿課題和研究進展等內容引入教學，如最新的水資源評價方法與模型等。
2.2 教學方法改革
積極開展教學方法改革，實現教學方法的“轉變”，即課堂教學從傳統灌輸向探索性教學轉變，采用靈活式教學形式。本課程在教學過程中，大量的表格、數據模型、水資源現狀分析圖、取水構筑物圖等貫穿始終，采用傳統的板書授課方式不僅使教師在課堂上的工作量較大，學生對知識的理解也不甚清楚，而且往往花費大量的時間。雖然也可以事先把一些圖表制成幻燈片，但圖一般是靜止的，不夠形象生動，還是難于理解。2005年以來在教學過程中，根據實際需要，認真鉆研教材閱讀各種參考書籍，將大綱中的重點、難點分解成不同知識點，并補充實際工程案例以及圖片，自行研制了《水文學與水資源學》多媒體教學課件。隨后在教學過程中不斷修改和完善，使課堂教學生動、形象、直觀，易于記憶，在有限的時間內傳遞更多的信息內容，增強了信息量。該課件具有演示直觀、動態感強的特點，非常易于學生理解，受到學生的好評，取得了較好的教學效果，同時也有效緩解了課時的縮減和教學內容增加的矛盾。
例如，在授課過程中，具體采用以下教學形式：①放映中國水資源現狀以及水資源保護等方面的視頻材料，使學生了解我國水資源的實際狀況，并對本專業產生濃厚興趣；②放映各種不同類型取水構筑物的圖片，學生可以很直觀地看出不同取水構筑物的構造和作用，并增加濃厚的學習興趣；③放映案例內容的圖片，可以讓學生更容易地了解案例，對于日后遇到的實際工程都起到積極作用。#p#分頁標題#e#
同時嘗試和研究雙語教學，大力提倡雙語教學。自制雙語教學課件，做到通過雙語教學，不但使學生掌握了規定的教學內容，也使學生的科技英語能力得到了訓練提高。
2.3 教學手段改革
在教學過程中，大膽探索新型教學手段，主要從“多維互動”教學手段進行了探討。多維互動教學模式是一種較理想的教學模式。它表現為師生共同參與，以學生為中心，教學方法多樣化。首先，教學活動中，確立學生的主體地位，充分發揮學生自主學習、自我教育的能力。“多維”是指改變過去教師獨占課堂，一張嘴巴、一支粉筆、一塊黑板，在課堂上包打天下，學生被動接受知識的教學形式，促成教學過程中師生、生生等互動局面的出現，來激活課堂教學，提高學生學習的興趣；互動是指通過師生全方位參與，促進和諧和多維互動教學關系的生成，實現學生主動學習的意識。
例如，在教學過程中，本課程采用了討論式教學方法，在備課時帶著問題認真鉆研教材，閱讀各種參考書籍，將大綱中的重點、難點分解成不同知識點，擬出討論題，然后設計出多種較典型、討論性較強的題目。上課時鼓勵學生勇于回答和提出問題。課后對討論過程中的問題進行歸納總結。特別在“世界水資源現狀問題及解決途徑”、“節水現狀及措施”等教學環節中，學生討論異常活躍。
同時，發揚教學民主，給學生一定的自主選擇權力，每節課騰出一定的時間，由學生自己設計問題，刺激學生突破傳統課程的束縛，真正進入知識海洋中去求知，引導他們將學習過程中的重點、難點、疑點說出來，從而讓全班學生得以主動參與，主動探索，主動思考，主動實踐。
2.4 實驗、實踐教學改革
搞好實驗和實踐教學，加深學生對基本理論的理解。通過參觀實踐，讓學生將課程的理論知識和分析計算方法與實際聯系起來，培養他們分析問題和解決問題的能力；同時，通過水文觀測、河流徑流、河流水庫取水工程現場考察實習，增加對水文學知識點的感性認識，開闊眼界。通過實驗教學，提高學生綜合運用知識、分析問題、動手操作的能力。例如在水文測驗實驗中進行某斷面過水流量的觀測時,可用浮標法、流速儀法、ADCP法,這些方法都是間接測量流量的方法。測量水位時,當水位變化幅度較大時,設定一組水尺來進行,它具有設備簡單、觀測方便的優點；而要想記錄完整的水位變化過程節省人力，可用自計水位計。學生只有在親自參與實驗、實踐后才能切實體會到水文數據采集的全過程,才能更充分理解并掌握測流理論及技術。
三、考核方式的改革
在教學過程中，我們依然采用平時成績和考試成績相結合的方法。只是在平時成績考核和考試內容方面進行了改革。將課堂提問、小測驗、大作業等結合起來作為平時成績，同時由于在平時課堂上采取教學討論的方式，要視學生在教學討論中的表現打分，大作業也可適量布置寫論文的形式，來提高學生的寫作水平，并將此成績按照一定的比例計入總評成績。此外對應試考核部分，進行了分解，將考核分為過程考核和課程結束考核兩個部分。考試內容方面，取用了一些靈活性試題，改變了以往答案固定的現象。同時，為了真實考核學生對本課程的理解和掌握程度，2005年建立了試卷庫，考試時隨機抽取一套，力求做到教考分離。這樣平衡了考試內容，提高試題的覆蓋面和增強了綜合應用性，同時有效避免了猜題、押題等不正之風，對學生的學習積極性和綜合應用能力提高起了一定作用。
四、結語
經過多年的努力，我們對<水文學和水資源學>課程教學的改革和實踐進行了嘗試，也取得了一些成效，但新知識的不斷涌現、新技術的不斷更新，還需要在今后的教學中有待進一步改進和完善。在教學改革中，我們要注重課程內容的前沿性，及時反映當前技術發展的潮流，鼓勵學生自主學習，重視理論聯系實際，為日后走上工作崗位打下牢固的知識基礎。
參考文獻：
[1] 方芳•水質工程學課程教學的改革與思考[J] •高等建筑教育,2008
他極少就自身而接受媒體的采訪,半個多世紀以來卻一直執著、敬業,全身心的投入科學與教育事業。他自己做了很多很多,但這遠遠沒有達到他預期的科學目標。如今,耄耋之年的他仍然滿懷信心地把一生科學創新思維的積累,繼續為祖國的科學教育事業去做貢獻,實現他對“科學人生”的感悟與理想。他就是一個情操高尚、淡泊名利的科學人,一個勤勤懇懇為祖國科教事業竭盡全力踏踏實實培養碩士、博士與博士后的導師,我國著名水文水資源學家、工程模糊數學家陳守煜教授。
縱橫歲月五十八載
演繹水文與水資源
20世紀50年代,不滿而立之年的他已在水利學報等權威刊物發表“水庫調洪”學術論文。70年代,知天命之年的他參加長江水利規劃委員會主持的水能利用計算機應用研究,建立了水能水利計算數值解法新途徑。1980年發表在水利學報上的后續論文《水庫調洪數值解法及其程序》,與國際上同類成果相比,比其早發表了12年,這一成果如今已廣泛地用于水庫防洪調度生產實踐,并取得重大的防洪效益。在1995年的《光明日報》上這樣記載:陳守煜一科研成果獲防洪減災效益4.7億元。80年代,不惑之年的他從唯物辯證法哲學的高度和我國幾千年來國學《易學》中的辯證思維出發,率先認識到水文水資源學科中現象及概念中存在的模糊性。1987年在我國西安、1990年在波蘭華沙的學術會議上,他提出創建新的水文分支學科――模糊水文學,后拓展為模糊水文水資源學科,該項研究取得了一系列創造性成果:水資源與防洪系統多目標模糊優化(優選)理論與模型,模糊模式識別理論與模型,半結構決策理論與模型,模糊聚類、識別、決策、評價統一的理論與模型,模糊優選動態規劃理論與模型等。他的這些理論、模型與方法,已成功地應用于1998年由國家防洪抗旱總指揮部組織的大連理工大學水資源與防洪研究所負責完成的我國72座大中型水庫防洪調度決策支持系統,取得了重大防洪減災效益。這些成果得到了同行專家的普遍認可與高度評價。2002年權威雜志“水科學進展”在《水文科學研究的世紀回眸與展望》一文中評價:“水文現象的模糊性一般不易被人們所認識……中國大連理工大學在20世紀80年代首次提出綜合運用系統的成因分析,逐步形成了模糊水文水資源學這一新興的分支,目前還在發展。”
創建可變模糊集理論
推導出質量互變定理
20世紀90年代,花甲之年的他創造性地提出“相對隸屬函數”的動態模糊集概念。1994、1998年的專著《系統模糊決策理論與應用》,《工程模糊集理論與應用》是突破傳統靜態模糊集概念與理論的經典之作。前者獲1995年中國第九屆圖書獎,后者被權威信息文獻《2009年版中國期刊高被引指數》一書統計排序為全國2008年水利工程高被引圖書第3位。該文獻同時列出全國2008年數學學科、水利工程學科高被引論文排序前20的作者名錄,他均榜上有名。
21世紀伊始,古稀之年的他在工程模糊集理論基礎上創建可變模糊集理論,第一次推導出數學定理――質量互變定理,用嚴密的數學方法表達了唯物辯證法三大規律之一的質量互變規律。這一成果不僅對靜態、經典模糊集概念的重要突破,更對數學思維辯證化與哲學規律數學化的重要突破,具有重要的科學意義。2009年他發表的專著《可變模糊集理論與模型及其應用》對溝通數學與哲學兩大學科的聯系具有重要的科學價值與實用意義。書中他用客觀事物變化前后相對差異函數的乘積:
D(u)?D(C(u))
表示事物的漸變式質變、突變式質變,
D(u)?D(C(u))>0
表示事物的量變,
D(u)?D(C(u))=0
表示事物的動態平衡或質變臨界點。他用最簡潔的數學語言,表達了客觀世界最復雜的哲學規律:質量互變規律。他用數學美詮釋了哲學美。數學美,美在簡,哲學美,美在變。他的這一原創性研究成果,將銘刻在科學歷史上。
畢生科研教育
滿園春色桃李
作為一名知名學者,耄耋之年的他可稱桃李滿天下,在學術上具有一絲不茍的風格和求實索源的創新精神。他思維敏捷,善于發現問題,堅持、維護科學的真理性,十分重視學風建設與學術道德品質教育,在嚴格要求學生的同時,他自己以身作則,為了讓博士生們能夠理解并掌握系統的理論知識,他每周一至兩次面對面的來指導學生,嚴密的邏輯思維,詳細的數學推理,風趣的言談,淺顯易懂的比喻,使學生們無論在理論上還是學術風格上都能受到良好的熏陶。作為一名導師,他謙遜隨和、深具長者之風,在將自己的知識傾囊相授的同時,還時常與學生們共同探討前沿的理論與科研成果。他淵博的學識、高尚的品德以及求實創新的作風,為年輕一代樹立了學習的楷模。
2009年9月,陳守煜教授在為他八十歲生日舉辦學術報告會而撰寫的專著《可變模糊集理論與模型及其應用》中,賦“科學人生”詩一首:
科技創新路無盡
學崖高峻破云天
人杰志壯勇攀頂
生命真諦蘊含中
莫道七十古來稀
而今八十不算奇
耕耘九十桃李滿
常樂百歲又迎春
關鍵詞：全球變化 水文科學新的進展與挑戰
一. 引 言
水是生命之源，水是支撐地球社會經濟系統發展不可替代的資源。但是，由于全球變化、人類活動的負面影響，地球上水的循環在發生變化，許多地區正在發生嚴重的水的問題與危機，如洪水、干旱和江河水體污染，而成為限制國家河區域可持續發展的關鍵性因子，水科學問題也成為國際地球科學發展中的一個重要方面。
2001年7月在世界知名海岸水利工程建設的荷蘭王國連續舉辦了兩個直接與水科學有關的大型國際科學大會。一個是7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹（Amsterdam）由國際地圈生物圈計劃（IGBP）、國際人文計劃（IHDP）和世界氣候研究計劃（WCRP）聯合舉辦的“全球變化科學大會(Global Change Open Science Conference)”。國際地圈生物圈計劃（IGBP）是國際著名的全球變化科學研究計劃，受到國際地球科學屆廣泛的關注和參與。在跨入2000后的IGBP首次重要國際學術活動-“全球變化科學大會”云集來自國際的100多個國家的全球變化研究的專家學者、管理者約1600多人。大會主題是：一個變化的地球的挑戰（Challenges of a Changing Earth）。中國派出以科學院為主體的約60多人的代表團，進行學術交流和討論，其中除了碳循環和土地覆被變化是大會主要議題外，水循環及水資源是大會重要內容之一。
另一個是7月18-27日在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行的第6屆國際水文科學大會。(The 6th Scientific Assembly of the International Association of Hydrological Science)。這是一次專門針對國際水文科學進展的回顧和研討大會，來自國際60 多個國家的500名代表出席了大會。第6屆國際水文科學大會的主題是：一個干旱地球新的水文學（A New Hydrology for a Thirsty Planet）。
受國家自然科學基金委員會地球科學部的部分資助，筆者應邀參加這兩個大會，并擔任第6屆國際水文科學大會第二學術研討會的分會主席。本文是對這兩個國際會議中關于水科學研究進展的綜述，希望介紹水科學方面一些新的進展，提出我國對國際水科學的貢獻和存在的問題與挑戰。
二.全球變化與水文科學問題
全球環境變化（簡稱全球變化）是目前和未來人類和社會發展面臨的共同問題。全球變化既包涵全球氣候變化又包括了人類活動造成環境變化的影響。了解自然變化和人類活動的影響是國際地球科學發展最為關系的問題。
7月10-13日在荷蘭阿姆斯特丹舉辦的“全球變化科學大會”，內容十分豐富。但都圍繞有兩大主專題，即：（1）一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解。（2）展望未來：地球系統科學與全球可持續性。大會邀請若干專家學者做報告，在大會研討中設立一系列專題研討會和招貼展示論文。
大會專題報告內容有：
·一個不斷變化的地球的挑戰：對全球變化的科學理解（Berrien Moore ）
·土地變化的集中性與復雜性：虛構與現實（B.L.Turner）
·氣候變化與海洋生態系統動力學：可持續資源利用的內涵（Michael J.Fogarty）
·21世紀中的糧食：全球氣候的差異性（Machendra Shah）
·人類時期的大氣化學（Paul J.Crutzen）
·火與薄霧：東南亞空氣質量的社會與政治因素上的不均性（Simon S.C.）
·海洋和陸地碳動力學（Ian R.Noble）
·碳與科學政策的聯系：京都的挑戰（Robert T.Watson）
·對CO2挑戰的工業響應（Charles Nicholson）
2．水與全球變化的關聯：世紀資源的挑戰？（Leena Srivaatava）。
·我們會有足夠的高質量的水嗎？（Hartmut Grassl）
·水會滿足人們的需要嗎？（Peter D.Tyson）
·大壩對漁業的影響：三峽大壩實例研究。Chen-Tung Arthur Chen 教授，臺灣，國家Sun Yat-Sen 大學，海洋地理和化學學院。
·澳大利亞大陸上的水，碳和氮：氣候和土地利用變化的影響（Michael Raupach ）
3．全球生物地球化學：星球新陳代謝系統的理解（Pamela Matson）
·海洋生物地球化學：變化的海洋（David M.Karl）
·陸地上碳的過去、現在和未來（Robert J）
·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（Oran R.Young）
4．陸地—海洋的交互作用：區域與全球的聯系。（Roger Harris）
·生物地球化學的交互作用與反饋（Tim Jickells）
·沿海地區的全球變化：東南亞的實例研究（Liana Talaue-McManus）
5．氣候系統：預報、變化和可變性
·以前和以后的氣候變化：我們究竟去何處（Thomas F.Pedersen）
·氣候變化的1000年（Raymond S.Bradley）
·正在變化的寒區：高緯區全球變暖的影響（Oleg Anisimov）
·耦合氣候系統：可變性和可預測性（Antonio J.Busalacchi）
6．土地利用變化的熱點地區和地球系統：區域和全球的聯系
·陸地表面與氣候有聯系嗎？北非：撒哈拉沙漠；
·東南亞1：理解變化的亞洲季風系統：大規模植被和土地利用在水循環和氣候中的作用
·東南亞2：人類引導的陸地覆蓋的變化能對亞洲季風有多大的改變？
·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系嗎？一種綜合。
7．模擬和觀測地球系統（David Carson）
·處理地球系統的復雜性和不確定性（H.J.Schellnhuber）
·監視地球系統的短期不穩定性和長期的趨勢：一個空間的挑戰（Jose Achache）
·虛擬現實的過去、現在和未來（John Mitchell）
8．地球系統需要生物多樣性嗎？（Anne Larigauderie ）
·為什么地球系統科學需要海洋生物多樣性？（Katherine Richardson）
·生物多樣性是如何影響陸地生態系統的過程與功能（Sandra Diaz）
9．科技能夠補償星球嗎？（Mike Brklacich ）
·自然的回歸：為什么和怎樣進行（Jesse H.Ausubel）
·工業變革：生產與消費中的探測系統變化（Pier Vellinga）
10．面向全球可持續性（Hans Opschoor）
·區域和全球可持續性的挑戰和障礙（Julia Carabias）
·轉向可持續性的研究系統（William C.Clark）
·可持續性科學起源討論：什么是可持續性科學？為什么要可持續性科學？（Jane Lubcheno）
·可持續科學和氣候變化（Bert Bolin）
·重新概念化自然-社會的交互作用：將環境和發展結合起來理解（Robert W.Kates）
·雅基盆地資源的可利用性、脆弱性和持續性：環境與社會交互作用中不可持續的發展趨勢（P.A.Matson）
·人與環境相互作用的脆弱性：尤卡坦南部事例（B.L.Turner）
·各學科間的可持續性科學（Robert W.Corell）
大會專題討論內容十分豐富，有：A1-全球碳循環；A2-大城市與全球變化；A3-南厄爾尼諾的擺動同過去、未來氣候變化的聯系；A4-地球系統的演化；A5-生物多樣性的全球變化；A6-全球變化與火；A7-海岸區人類活動；B1-食品生產和環境間的平衡；B2-理解土地利用的變化，以致重建、描述或預測土壤覆蓋度；B3-冰雪層和全球變化：制度和指標；B4-地球系統分析；B5-陸地生物圈與全球變化；B6-社會轉化過程；B7-海洋與氣候變化；C1-水資源對環境變化的脆弱性：一種系統方法；C2-把人放入地球系統中：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-生態系統管理可持續發展的展望; C6-科學和政策過程：IPCC ;C7-全球變化與山地區。
大會報告集中在水科學問題的主題有：全球變化中的水問題-21世紀資源的挑戰，尤其值得提到的是7月12日下午，大會專門針對水循環水資源問題，舉行了“環境變化的水資源脆弱性系統分析”學術研討會。WCRP/GEWEX北美主席、美國地理學會水文專業委員會主席、亞利桑那大學水文水資源系的Soroosh Sorooshian教授介紹“WCRP/GEWEX和SAHRA計劃中水問題的研究：半干旱區流域水文循環與可持續性”。 德國的Charles Vorosmarty 教授報告了“地球系統科學對全球水評估的貢獻”。Wolfram Mauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。Joseph Alcamo 教授指出全球“水危機區與脆弱性”。Jim Wallace 教授強調“防洪安全與水資源問題”。Claudia Pahl-Wostl教授研討“面向社會經濟可持續性：水管理部門職能的轉變過程挑戰”。
三.水文科學與水資源安全
7月18-27日第6屆國際水文科學大會在荷蘭的馬絲特里特（Masstricht）舉行。大會對過去水文水資源研究進行總結，對未來水文科學的發展進行展望。會議由4個專題學術大會（Symposium，簡寫為S）和6個學術研討會(Workshop，簡寫為W)組成。會議主要集中在水文科學基礎研究和社會經濟發展與水資源研究兩個方面：
1. 水文學基礎研究
S4. 土壤-植被-大氣轉化方式和大尺度水文模擬
WS4. 高山地區水文過程與冰圈作用
WS2. 水文長期變化與氣候影響
S3. 人類活動對地下水動態的影響
WS6. 海岸濕地水文的演化
2. 社會經濟發展與水資源研究
S1. 社會經濟發展與水危機
S2. 區域水資源管理
WS1. 全球變化與洪水預報
WS3. 信息技術在可持續水管理的作用
WS5. GIS & RS在土壤侵蝕和水質變化的應用
特別需要指出，由于全球變化、社會經濟發展，水資源問題愈來愈突出，給水文科學研究提出新的課題，即變化環境下的水資源形成與演化規律問題。IAHS會議的S1-S2，主要研討這些國際國家和區域尺度急迫的問題。關于S1和S2的研討內容題目摘錄如下：
S1：水脅迫下的社會經濟發展（E . Servat）
水源豐富，資金缺乏，水工業能否繼續生存尚未可知。
·健康部門希望從水文學家那兒得到什么?
·河流生態系統的研究和管理中對水文數據的需求。
·多學科綜合研究—對水危機的響應。
·食物保障中的水資源及管理。
·洪水控制與城市排水系統管理。
·全球水協作計劃
S2 區域水資源管理
S2-1 過去水管理的經驗與教訓（A. Schumann M.C.Acreman，M.Marino）：
·可持續發展的度量及其在實際水管理計劃中的實現。
·可持續水庫發展—津巴布韋實例研究。
·Yamuna 河流域的可持續區域水管理：Delhi區域的實例研究。
·Limpopo河：逐步走向可持續發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性發展管理經驗的啟示。
·印度干旱地區過去管理實踐經驗總結。
·水壩功能新探——一個不應忽略的問題。
·Dehli區域水資源管理的一體化進程：問題與展望。
·北尼日利亞半干旱區域的Hadejia河上建壩的影響：對未來管理的建議。
·可持續發展的特征及供水管理模型。
·澳大利亞富營養化進程的現階段研究。
·城市水計劃書——印度班加羅爾的實例研究。
·水資源系統中相對可持續發展實現的框架。
S2-2 可持續發展與水資源管理 （夏軍，D.Rosbjerg，G.Schultz )
·為保護水生態系統的整合水質與水量的數學生態模型的發展。
·歐洲地下水可持續發展管理的指導方針。
·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合管理。
·河流管理可視化中的變換系統邊界。
·改善環境中被忽視的因子——監控。
·加入風險基金平衡流域經濟、社會、環境壓力之間的沖突。
·使用風險分析提高水資源系統模型的效率和精度。
·整合水資源管理中的角色分配。
·Volta流域的水資源競爭。
·復雜水環境管理中的空間適應方法。
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為基礎的模型的精度——水管理中的一種好的建模實踐。
·持續性水系統的水力學標準。
·人工神經網絡系統實現的河流洪水預報。
·氣候變化影響評估中的不確定因子的概率特征。
·研究城市化 對區域水資源影響的一種流域水文模型。
·水、氮循環的一種大尺度評估模型——在Elbe河流域的基礎研究。
·基于地形學和土壤水文學的濕地 重建計劃方法的發展。
·英格蘭西南部Dartmour地區放牧對水文的影響。 四. 21世紀水文科學的發展機遇與展望
傳統的水文學研究只考慮水量的自然變化，現代水文循環需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃（IGBP）代表國際地球學科發展前沿，水文循環的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態-水文過程與空間格局的變化規律和受人類活動影響的關鍵問題，以科學地解釋：植被是如何與水文循環的物理過程相互作用的？改變陸面生態過程的直接原因是什么？是大尺度人類活動改變了陸面覆蓋？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，為認識自然變化和人類活動影響下的土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質過程，評估人類對生物圈的影響，保護環境和資源可持續利用提供科學的基礎依據。
通過7月在荷蘭舉行的IGBP和IAHS國際學術大會可以清楚看出，變化環境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環研究成為21世紀水科學研究的熱點。根據二十一世紀IGBP發展方向，國際上的BAHC研究重點也相應地進行了調整，主要有以下8個方面：
·小尺度水、熱、碳通量研究；
·地下過程作用的評價；
·陸地-大氣相互作用的參數化；
·區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對流域系統穩定與傳輸的影響；
·山區水文學與生態學；
·開發全球數據集；
此外，還有兩個交叉研究問題：
·設計、優選和實施綜合的陸地系統實驗；
·情景發展與風險/脆弱性分析。
變化環境下的水文循環及其時空演化規律研究，是國際國內地學領域積極鼓勵的創新研究課題。結合土地利用/土地覆被變化與陸地碳循環過程的水循環研究，是一個新的交叉方向。研究的熱點問題有：
問題1：全球變化與水文循環問題
它需要研究回答：全球變化對區域水循環規律？過去對氣圈-水圈-生物圈的相互聯系/作用是如何認識？現在又是如何認識水資源的演變？其規律是什么？
值得指出的是，過去在氣候系統與陸地水文循環之間存在一個誤區，即長期以來，水文學者把氣候看作是靜態:一個地區的氣候是指某種統計的平衡，WMO規定系列30年的平均作為準平均，用極差/標準差描述氣候變異。對陸地水文過程研究方面，認為長序列水文均值是穩定不變的，年徑流出現的豐、枯現象，被看作圍繞均值的周期變化。水利（水資源）工程設計：要求的水文計算都是以幾十年-幾百年時間尺度的水文過程穩定不變為前提。未來被看作是過去的重復或外延。例如，水資源的保證率有W75% ，W50% 等；設計洪水有千年設計和萬年校核等。另一方面，在氣候/天氣過程研究中，長期以來 氣候學者把陸地水文看作是靜態，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動力機制與反饋作用。例如， 天氣模式研究中僅設置若干參數代替水文過程變化和空間分布，認為陸面水文-生態的作用也是穩定不變的。例如，許多GCMs對水文循環作用過程考慮相當粗糙，平面無徑流聯系與循環過程。但是，現在人們業已認識：一個地區的氣候 /水文循環過程并不處在統計的平衡狀態，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部的過程，還有大氣上邊界（太陽行星系統）和下邊界（陸地水文-生態、海洋系統）的各種物理化學過程。20世紀科學研究與進展顯示：陸面生態系統對大尺度水文循環有十分重要的反饋作用。因此，全球變化對水文水資源的影響是21世紀水文科學研究的前沿問題之一。因此，特別需要大力加強水文學家與大氣物理學家的聯系與合作，積極開展“全球-陸地-區域-流域尺度水文循環”科學基礎的研究。
問題2 人類活動對水循環水資源的影響
人類活動對水循環及水資源有那些主要影響？人類活動如何對水的變化規律產生影響？有什么地區、區域特征規律？如何量化人類活動對水循環水資源的變化及影響？這是近代水科學面臨的主要科學問題。在IGBP科學大會上，特別強調土地利用/覆被變化與水循環、碳循環的關系。需要研究從“點”-“典型流域“的水循環機理、水文循環與生態系統的相互作用、地表水與地下水交換的相互作用，“大氣-土壤-植被”界面過程中的物質與能量轉化規律；開拓流域水文循環過程中的非線性機制研究；創新“分布式流域水文循環模型”，量化區域水文循環演化與土地利用/土地覆被影響關系，為認識陸地表層生命物質過程的提供重要的基礎科學支撐。
結合中國的實際背景，人類活動影響是驚人的。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，減少調蓄長江洪水面積約5700余平方公里。建國后，長江中下游地區約有 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，相當于三峽水庫調蓄庫容的 5.8 倍，淮河年徑流1.1 倍。建國后，中游長江干流河道內的江洲河灘幾乎全部被圍墾。據不完全統計，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、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？認識人類活動（湖區開發、三峽工程）對水循環關系影響水科學基礎問題，都是十分重要又十分現實的問題。
在中國北方，人類活動劇烈。例如，在華北地區，水文循環機理比較復雜，它不僅與陸地表層系統中各種自然地理要素時空分布密切相關，而且與農業開發、都市化等土地利用/土地覆被直接相聯。由于社會經濟發展，人類活動改變了水循環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雜性。過去有關部門在華北水資源方面做了相當的工作。但是，在華北地區究竟缺多少水等基礎方面仍分歧較大。有人認為在華北通過自身的節水和提高用水效率可以解決水資源的需求問題；有人認為即使南水北調也不能從根本上解決北方缺水問題。爭論問題的科學問題焦點是：在自然變化和人類活動的綜合影響下華北地區水循環演化規律是什么？如何科學測算華北地區可供水資源量？華北地區節水的潛力究竟有多大？如何保障華北地區的水資源安全？爭論的原因是：自然變化和人類活動加劇情況下的華北地區水循環演變格局與過程機理，有待重新認識；受人類活動影響等變化環境下的華北地區水資源可利用量的測算科學依據不很充分；水資源安全與生態需水、節水潛力、國民經濟發展之間的量化關系需要研究。因此，開展自然變化和人類活動影響下的水循環及水資源安全研究，具有十分重要的科學意義和研究價值。
總之，21世紀水科學的挑戰問題是：迫切需要回答的科學問題是陸地水循環演化格局、過程與機理，即：
·如何對水、碳和能量在土壤~植被~大氣界面交換中的變化進行認識？
·變化環境下的水文循環時空演化有哪些特征規律？如何識別和量化？
·水循環物理過程在不同尺度（宏觀/中觀/微觀）是如何聯系、影響與作用的？
·如何評價那些由于土地利用及土地覆被變化而導致的陸面性質的改變，這些變化又影響陸地水循環過程變化和空間格局的變化？
回答上述問題，迫切需要建立認識陸地水循環演化格局的空間信息支撐系統、陸地水循環過程變化的實驗研究支撐系統和可定量描述自然變化/人類活動影響的分布式水循環模型等。這需要在充分利用現代科學技術，開展國家水平/國際間的水文科學實驗、變化環境下的水文水資源理論創新研究。這是21世紀水科學發展面臨的新的機遇與挑戰！ 參考文獻
[1] IGPB，WCRD & IHDP， Abstract Volume of Challenge of a Changing Earth， Global Change Opening Science Conference， 10-13， July， 2001， Amsterdam， Netherland.
[2] The 6th Scientific Assembly of the International Association of Hydrological Science (IAHS)， Abstract Volume of A New Hydrology For a Thirsty Planet， July 18-27， 2001， Maastricht， Netherland.
[3] Turner B.L.II et al.， 1995， Land-use and land cover change: Science / Research plan. IGBP Report No.35 and HDP Report No.7. Stockholm and Geneva.
[4] 李秀彬，1996，全球環境變化研究的核心領域-土地利用/覆被變化的國際研究動向。地理學報，51（6）：553-557
[5]黃秉維，1997，論地球系統科學與可持續發展戰略基礎（1）.地理學報，51(4)
[6] 中國科學院地理研究所，1999年，“陸地系統科學與地理綜合：黃秉維院士學術思想研討會文集”，科學出版社。
[7] Chen J.Q. and J. Xia， (1999) Facing the challenge: barriers to sustainable water resources development in China， Hydrological Science Journal 44(4)， 507-516.
[8] Xia Jun and K. Tackeuchi (1999)， Barriers to sustainable management of water quantity and quality， Guest editors for Special Issue， Hydrological Science Journal.44 (4)， 503-505
[9] 魏文秋， 夏 軍， 現代水文學與水環境科學研究與進展， 武漢水利電力大學出版社， 1999.4.
[10] 夏 軍，2000年9月，水文學科發展與思考，中國科學基金，第14卷5期， 293-297.
[11] Rodda， J.， Whither World Water? Water Resources Bulletin， Vol.31， No.2， 1-7，1995.
[12] Schultz， G. A.， A Change of Paradigm in Environmental and Water Sciences at the Turn of the Century? Proceedings of International Conference on Water Resources & Environment Research: Towards the 21st Century， Vol. I ， Kyoto， Japan， Oct. 29-31， 1996， 1-20。
[13]夏 軍，水文學研究與進展，水利水電技術，200期專集， 1998年6月，4-7.
[14] IUGG， Volume A and B，XXII General Assembly of International Union of Geodesy and Geophysics， July 18-30， Birmingham， U.K，1999.
[15] Liu Changming et al.， Sustainability and possibilities for Water Conservation in North China Plain， A Cooperative Project of the CAS， IGBP-BAHC， IGBP-GCTE， IGBP-DIS， IGBP-GAIM， HDP and EARG， Report No.4: Biospheric Aspect of Hydrological Cycle (BAHC)， edited by Brad B.， Karlsruhe， Germany， June， 1994， 26-30.
【關鍵詞】水文地質，勘察方法，找水，綜合運用
中圖分類號：P331文獻標識碼： A 文章編號：
一、前言
伴隨著現代科學技術的日新月異，水文地質勘察人員在工作中需繼承和發展傳統技術基礎上，也要關注并結合新技術、新理論，這樣才更有利于進行找水工作，才可以使找水技術不斷的更新發展。目前，我國人均淡水資料擁有量不足2 200m3，世界排名109位，而30年后，人均淡水資源擁有量將不足1 700 m3。因此用現代的水文地質勘查方法來找水減緩各區域供水壓力已成為當務之急。以下分別詳細介紹了遙感技術勘察法、地球物理測井勘察法、地面核磁共振勘察法的工作原理及在水文地質勘察工作中的具體應用。
二、現代水文地質勘察方法在找水中的應用
隨著我國經濟的快速發展，我國總體而言，水資源的利用形式逐漸嚴峻，以許昌市為例，許昌市水資源嚴重短缺,人均水資源量僅204立方米,相當于全國人均水平的1/10。市區由于過量開采地下水,已形成面積達67 平方千米的水位下降漏斗漏斗中心水位埋深24.0m,且仍以每年1.5~2.0 m的速度下降,地面最大沉降量超過277 mm。為了滿足城市居民生活和工農業生產用水需求,在許昌麥嶺水源地綜合運用現代水文地質勘察方法找水勘察,取得了多種地質信息,基本查清了供水目的層的埋藏條件、邊界條件以及地下水動態特征。筆者將從下面幾個方面簡述現代水文地質勘察方法在找水中的應用。
1.物探和鉆探
(一)物探。在水文地質調查的基礎上,結合研究區的水文地質情況,采用對稱四極電測深法對勘察區西部的補給斷面進行探測,共做電測深點203個,電測深剖面8條;利用EH-4電導率成像系統,對勘察區西部、南部邊界和北汝河河道進行了探測,共完成9條物探剖面, 96個物理點,剖面長度54.55km;對18眼探采結合井和4眼勘探井進行視電阻率和自然電位物探測井,劃分地層,進行排管。通過這些工作,基本查明了西、南邊界和北汝河河床的地層結構和含水層的分布規律,為擬建水源地的供水孔和布置鉆探工程量提供了科學依據。
(二)鉆探。根據遙感水文地質調查、物探資料,結合以往地質、水文地質資料,在補充分析勘察階段成果的基礎上布置鉆探工作量。勘探施工勘探抽水孔4眼,進尺291.4 m;地質孔4眼,進尺362 m;觀測孔12眼,進尺1 071.55 m;探采結合井18眼,進尺2 242.2 m。共施工勘探孔和探采結合井38眼,總進尺為3 967.15 m。根據物探、鉆探工作分析,麥嶺水源地第四系孔
隙含水層的形成和分布受北西向的茨溝—姜莊凹陷和襄城大斷裂等構造控制。同時根據區域水文地質條件及水源地地層時代、巖性、成因及富水性,新近系湖積層及第四系下更新統冰水沉積層的富水性差,集中供水意義不大;中更新統埋藏型沖洪積卵礫石層顆粒粗,厚度大,富水性強,不易污染,是城市集中供水的理想水源地。
2.遙感技術在地下水資源勘察中應用
遙感技術即從遠處探測、感知特體各事物的技術，它技術先進、探測范圍大、信息量大，并可實施動態監測。遙感勘察方法就是在勘察區范圍內進行的航空遙感勘察,它是一種采用展片和航片目視解釋,結合野外驗證與水文地質補充調查的水文地質勘察方法。遙感勘察方法可分為4種：熱戲外監測法、水文地質遙感信息法、環境遙感信息分析法和遙感模型法。
（一）熱紅外監測法。熱紅外監測法主要就是用熱紅外波段的遙感圖像資料，通過測定地面溫度來確定地下水的存在。特別適應于干旱、半干旱地區的水資源的尋找。其工作原理是：地下水可在過毛細管作用、熱傳導作用及地表強烈蒸發作用下可導致干旱或半干旱地區的地表濕度和溫度發生變化，從而導致冷熱異常的現象，此現象便可在熱紅外遙感圖像上顯示出
來。利用紅外遙感數據再配合一定的航片作為基本的遙感資料便可實施地下水資源的探測工作。
（二）水文地質遙感信息分析法。水文地質遙感信息分析法就是運用水文地質理論對從遙感圖像獲取的地層巖性、構造、水文等水文地質信息進行分析，從而確定有利的蓄水構造，判斷地下水的貯存情況。
（三）環境遙感信息分析法。環境遙感信息分析法就是根據遙感圖像上提取的與地下水有關的植被、湖泊、水系等環境因子與地下水的依存、制約關系來判斷地下水系統的貯存情況。其工作原理是：在干旱區域，植被的生長狀態因受到氣候、性、地貌、水文地質條件等因素的制約，其中區域淺層地下水對植被的影響最大。地下水水水位埋深、礦化度、水化學類型控制著被群、植被覆蓋度。可通過這些信息來判斷地下水的排泄點(區)的水位埋深、礦化度和水化的學類型等相關信息。
（四）遙感模型法。
通過分析遙感圖像得知與地下水密切關系的水文因素狀況，并建立監測地下水位的定量評價模型，對地下水資源進行估測的方法叫遙感模型法，它是遙感與數學、模型學相結合的一種新的研究方法。此種方法主要用于評價地下水位分布狀況。
3.地球物理測井方法
地球物理測井是物探方法的一種，主要是配合地質鉆探對鉆孔內的水文地質狀況進行精確探測。地球物理測井方法是以嚴密的物理數學原理為基礎，主要用于分析地下水的分布，判斷地下水質量，探測巖溶洞，分析地層構造等。地球物理測井主要工作內容及工作原理如
下：
（一）正確地劃分含水層并確定層位及厚度，研究它們之間的相互關系。
（二）對地下水進行地下水礦化度進行測量。地層水的礦化度越高，地層電阻率值越低
（三）判斷裂隙及其泥質含量。裂隙存在的判斷標準：聲波時差較大，電阻率較小，密度偏低。如果裂隙存在，那么裂隙中填充的泥質越多，自然伽馬測井值就越大。
（四）巖溶水勘察。裂隙層位可由聲波曲線直接反映；當溶洞中含水時，自然伽馬曲線幅值略低，以此來可判斷其富水性；在巖溶、裂隙發育處，會出現井徑擴大的現象，因此，巖溶裂隙發育程度也可用井徑曲線來判斷。
（五）劃分鉆孔地層巖性。根據不同巖石的密度，電阻率，波阻抗，孔隙度等參數的差異，并綜合電阻率測井、聲波測井、密度測井、中子孔隙度測井等資料就可以劃分鉆孔的巖性剖面。
4.地面核磁共振法
地面核磁共振法就是利用不同物質原子核特性差異產生的核磁共振效應，通過觀測、研究地層中水質子產生的核磁共振信號的變化規律，來判斷探測區地下水的分布情況。它是目前世界上唯一可直接找水的地球物理方法,可量化含水層信息，勘探的深度小（目前最大勘探深度小于150m），適合北方地表較干燥地區使用。其工作原理就是水中的氫核質子在地磁場的作用下，處在一定的能級上，再以具有拉摩爾頻率的交變磁場對地下水中的質子進行激發，這樣原子核能級間就會產生躍遷即產生核磁共振。核磁共振信號的強弱或衰減的快慢直接與含水層中氫質子的數量、含水層孔隙大小相關，核磁共振信號的幅值越大，所探測區域內水含量就越豐富。從而，可以根據由小到大的核改變激發脈沖矩來推斷由淺到深含水層的貯存狀況，達到實現直接尋找地下水的目的。
地面核磁共振法屬于直接找水法，在有效的勘探深度范圍內，有水就有核磁共振信號顯示，以此來探測各類型的地下水。主要用于探測其他物探方法難以尋找的地下水，主要應用在以下4個方面：黃土孔隙、裂隙水探測；尋找碎屑巖類淺層風化裂水和層間承壓裂隙水；確定基巖裂隙帶的富水性；判斷灰巖區溶洞、裂隙含水或是泥質充填。
三、結束語
隨著近年來科技的不斷發展，以及勘探技術的不斷提升，在繼承了老一輩水文勘探人員的技術和知識后，新一代的工作者更要與時俱進，不斷的研究并熟悉新的理論和技術，從而將新老結合，挖掘開拓出更加優良的勘探方法，從而方便找水工作，使得找水的相關技術得到不斷的提升和發展。
參考文獻：
[1]-張少勇，劉偉超，田慧娟，李倩倩 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合運用[期刊論文] 《中州煤炭》 -2010年1期
[2]-鄒慧峰 找水中現代水文地質勘察方法的綜合應用[期刊論文] 《黑龍江科技信息》 -2011年12期
[3]-賢世榮 水文地質勘察方法在找水中的應用[期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2011年20期
[4]-趙實 現代水文地質勘察方法在找水中的綜合應用[期刊論文] 《技術與市場》 -2010年9期
【論文摘要】：采用水文分析法，對曲靖市380件小型水庫的大壩安全進行復核，結果表明有39.2%的水庫能夠抵御相應設計標準的洪水；存在安全隱患的水庫其實際抵御能力相當低，41.9％的小（一）、59.5％的小（二）型水庫只能抵御3～50年一遇的洪水。并針對小水庫存在庫容偏大，管理圍護不善，病險狀況突出，水庫效益差等問題，提出了相應的防護對策，日后小水庫工程的建設管理可引以為鑒。
1．基本概況
曲靖市現有小水庫607件，其中小（一）型水庫107件，小（二）型水庫500件，總庫容3.93億m3，占曲靖市已建水庫總庫容的24.1％，為曲靖市鄉村或重要集鎮的生產生活用水，是支撐農村經濟發展的主要水源。
1.1 自然概況
曲靖市位于東經103°03 ～104°50′北緯24°21′～27°03′之間，屬于滇東北地區。西與云南高原湖盆相鄰，東向貴州高原傾斜過渡，中部為長江、珠江流域分水嶺地帶。南北長約302km，東西寬約103km，國土面積28904km2，占云南省面積的13.6%，其中山區面積約占88%，壩區面積約占12%。
曲靖市位處滇東高原，具有典型高原地貌特征。整體地勢西北高，東南低，呈面向東南方的傾斜狀。北部和南部由于受河流強烈切割，地形比較破碎，中部高原面保存完好，頂部平緩，呈較大的塊狀分布。
受地形和大氣環流的影響，主要為亞熱帶季風氣候，四季溫差小。冬春受大陸性季風影響，氣候溫和干燥，夏秋受海洋性季風影響，氣候涼爽潮濕。全市多年平均氣溫14℃，月均最高溫為19.7℃（7月），最低溫為6.0℃（1月）。由于地處低緯高原，地貌類型復雜多樣，氣候垂直差異明顯，立體氣候顯著。
市境內河流水系發達，主要有南盤江、北盤江、黃泥河、牛欄江等，分屬長江和珠江兩大流域。馬龍縣、沾益縣、陸良縣水利化程度較高，小型水利工程分布較多。
1.2 水庫現狀
曲靖市病險小水庫較多。水庫主要集中分布在西南部和東北部，中部次之，受地形影響，西北部、東南部水庫較少，只有零星幾件水庫。由于多數水庫分布在山間盆地和半山區，距離各縣市水務局較遠，交通條件較差，小（一）型水庫大多由所屬鄉鎮水管站分管，小（二）型水庫大多由當地村委會分管。
2．安全評價
根據資料條件，結合曲靖市的小水庫分布狀況等各方面因素，對380件小水庫的大壩安全進行復核。
通過對小水庫大壩抵御洪水的能力進行復核，結果為39.2％的水庫能夠抵御相應標準的設計洪水（按照《水利水電工程水文計算規范》的規定，小（一）型水庫校核洪水標準300年一遇、設計洪水標準30年一遇，小（二）型水庫校核洪水標準200年一遇、設計洪水標準20年一遇），60.8％的水庫不能抵御相應標準的設計洪水，大壩或溢洪道存在安全隱患。
2.1 小（一）型水庫
小（一）型水庫安全比例低，只有41.9％的水庫大壩安全，完全能夠抵御300年一遇的非常洪水，其余水庫不同程度的存在安全隱患，有16.2的水庫能夠抵御200年一遇的非常洪水，41.9％的水庫只能抵御3～50年一遇的洪水。
2.2 小（二）型水庫
小（二）型水庫安全比例較低，只有38.6％的水庫大壩安全，完全能夠抵御200年一遇的非常洪水，其余水庫不同程度的存在安全隱患，有2.0％的水庫能夠抵御100年一遇的非常洪水，59.5％的水庫只能抵御3～50年一遇的洪水。
3．存在問題
⑴ 水庫防洪能力普遍偏低，有60.8％的水庫不能滿足防洪要求，大壩及泄洪設施存在安全隱患。本次復核選用的代表站資料系列較長，大多在50年左右，分別采用暴雨推求、推理公式法、短歷時暴雨等值線法等多種方法進行防洪能力復核，分析結果真實、客觀。與水庫原有洪水分析結果相比存在較大差異。少部份水庫建設時水文分析不合理，導致泄洪建筑物建設不合理（有溢洪道底高高于壩頂高程的情況），不能滿足防洪要求；大多數原因是泄洪建筑物功能下降或損壞，經過水文復核后，建筑物泄洪能力低于防洪要求，水庫不同程度的存在安全隱患。
⑵ 工程管理較差。大多缺乏安全監測設施，病害問題限于表面所觀察的現象，重大病險有巡視檢查及病害記錄。絕大部份水庫沒有基本觀測設施，沒有運行觀測和記錄。大壩維護狀況差，普遍存在重建輕管的現象。水費難以收起和基本收不起來的問題，使水的商品屬性得不到真正體現，工程管理多為粗放型，責、權、利不明確，綜合效益低。受傳統計劃經濟管理影響，小型水利工程長期作為"福利設施"使用，造成管理無責任、維護無資金，導致大量工程老化失修，積病成險，效益衰減，嚴重影響水利工程的運行效益，使水資源的開發利用和可持續發展受到嚴重制約。
⑶ 水庫資料差。建設資料(設計、施工、竣工或基本的水位庫容關系等)殘缺，水庫運行期的記錄、觀測資料不全，一件水庫出現多套互不相同的基礎資料，水庫特征值不全或多套資料相互矛盾，收整管理或分析比較差。
⑷ 水庫規模與實際運行狀況不附。曲靖市的小水庫大多建設于二十世紀五十年代，由于水文資料及分析方法等限制，多數水庫出在現汛限水位渡汛時水庫不安全，泄洪設施不能滿足防洪要求，工程不能抵御非常洪水；實際運行時為確保水庫安全，汛期一般不蓄水，也即空庫渡汛，這樣就存在庫大水少的問題，到汛末即使遇到非常洪水，水庫蓄水也達不到預設的正常庫容，難以發揮水庫效益。
⑸ 管理費用缺乏保障。由于多年來形成的"大鍋水"、"福利水"的傳統管理體制和運行機制，沒有收取必要的水費，導致工程缺少必要的管理費用，使工程無法發揮應有的效益。
4．建議
⑴ 收整水庫基本資料，核定水庫特征值，為今后進一步的水庫安全復核和維修管理奠定基礎，為準確、客觀的評價水庫性能提供保障。
⑵ 統一規劃、合理開發利用：按照水資源統一管理與水資源開發、利用、節約、保護工作分離的原則，小型水利工程建設中，應認真進行統一規劃、統一建設、統一調配和統一管理，這樣既能節約用水，使有限的水資同時為農村經濟社會的可持續發展提供保障。
關鍵詞：下墊面；產匯流；植被變化；城市化；水文模型
中圖分類號：P343.9文獻標識碼：A文章編號：16721683（2013）03011107
隨著經濟社會的迅速發展，水土保持、植樹造林、水利工程、城鎮化建設等人類活動對下墊面變化的影響不斷加劇。由于人類活動和氣候變化改變了下墊面變化，導致流域入滲、蒸散發、徑流等水文要素發生一定的變化，從而引起流域產匯流過程的變化。較長時間尺度上，氣候變化對水文水資源的影響更加明顯，但短期內，土地利用/覆被變化是水文水資源變化的主要驅動要素之一[1]。土地利用/覆被變化水文效應研究已成為目前乃至未來幾十年全球研究的熱點和前沿問題[2]。
20世紀90年代以來，有關國際組織實施了一系列國際水科學計劃，如IHP、WCRP、IGBP、GWSP等，探討環境變化下的水循環以及相關的資源與環境問題。因此，變化環境（即全球變化和人類活動影響）下的水循環研究是21世紀水文科學研究關注的重點[3]。產匯流過程是水循環研究的重要內容，同時產匯流理論研究是水文模擬的基礎，因此，進行流域下墊面變化對產匯流過程的影響研究是十分必要的。
本文通過梳理國內外研究成果，從林地、草地、耕地、居工地、景觀變化及水土保持措施等方面闡述了下墊面變化對產匯流過程的影響機制，并剖析了各類下墊面變化的水文效應研究方法的優缺點，總結了當前研究存在的問題及未來研究的關鍵問題。
1相關研究階段的劃分
下墊面變化對水循環的影響研究始于20世紀初，主要集中在森林與水相互作用的研究。19世紀后期，隨著人口的增長，許多森林被砍伐。隨之產生的一系列后果引起人們的關注，從而開始一系列的科學研究。早期的森林水文研究重點是關注森林的變化（主要是森林砍伐）對森林流域產水量的影響，采用的研究方法是對比流域試驗法和流域自身對比法。這類研究最早可追溯到1900年瑞士Emmenal山區的兩個小流域對比實驗[4]。1909年，美國設置第一個對比實驗流域探討森林覆被變化對流域產流的影響，并建立水文實驗站致力于研究森林水文問題。而這一階段多數的研究結果表明，森林的開采會導致徑流量的增加。
進入20世紀50年代以后，隨著“流域模型”概念的提出，人們開始把水循環過程作為一個完整的系統來研究。1970年Onstad和Jamieson[5]首先嘗試利用水文模型模擬土地利用變化對徑流影響，標志著下墊面變化對水循環影響的研究由萌芽時代開始向起步階段過渡。此后，土地利用/覆被變化的水循環影響研究由傳統的統計分析方法轉向基于物理機制的水文模型方法。這一時期，森林植被變化對流域產水量影響的研究達到，并致力于下墊面變化影響徑流形成機制的研究，也更加注重對水循環過程的研究。同時，城市化引起的土地利用變化對水循環過程的影響也受到關注，一般采用單位線法對其進行分析。
20世紀90年代初，土地利用/土地覆蓋變化（LUCC）被國際地圈生物圈計劃（IGBP）與國際全球環境變化人文因素計劃（IHDP）作為核心計劃之一聯合發起以后，迅速引起許多學者的興趣與關注，特別是與人類活動密切相關的土地利用/土地覆蓋變化的水文效應越來越受重視。隨著地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS）及衛星遙感技術（RS）在水文學中的應用和分布式水文模型的迅速發展，下墊面變化的水循環影響研究進入到一個新的發展階段，人們開始綜合利用以上幾種方法研究土地利用/土地覆蓋變化的水文效應，如水文模型與統計學方法相結合的方法、模型耦合法、模型對比法等。總結過去100多年來下墊面變化對水循環影響研究所走過的歷程，可以將其劃分為萌芽階段、起步階段和發展階段（見表1、圖1）。
重點萌芽階段120世紀
初至60
年代11900年，瑞士Emmenal山區的兩個小流域對比實驗1森林砍伐引起一系列后果（洪水等）1試驗流域法1小流域、較小空間尺度1森林的變化（主要是森林砍伐）對森林流域產水量的影響起步階段120世紀
70年代
至80
年代11970年，Onstad和Jamieson[5]首先嘗試利用水文模型模擬土地利用變化對徑流影響1注重徑流形成機制及水循環過程研究1特征變量時間序列法1空間異質性不大的流域、較長時間尺度1從特征參數的變化趨勢上評估土地利用/覆被變化的水文效應
發展階段120世紀
90年代11992年，土地利用/土地覆蓋變化（LUCC）作為核心計劃之一被聯合發起1變化環境下流域生態水文過程演變的影響機制1水文模型法和綜合法1中大尺度流域1對水文效應的變化進行機理性的解釋2下墊面變化對流域產匯流影響機制現狀研究人類活動改變了下墊面狀況、局地氣候，從而直接或間接地影響降雨徑流關系和產匯流過程。影響水循環過程的土地利用/覆被變化過程，在區域尺度上主要包括植被變化（如毀林和造林、草地開墾等）、農業開發活動（如農田開墾、作物耕種和管理方式等）、城鎮化建設等[6]；從全球尺度而言，植被變化是最主要的驅動因素[7]。本文主要從林地、草地、耕地、居工地、景觀變化及水土保持等方面闡述不同下墊面變化對流域產匯流過程的影響機制。
2.1毀林造林與草地開墾
森林植被對水量的影響可分為林冠截流、枯枝落葉層截持水、林地土壤水分入滲及貯水、林地蒸發散等方面。森林對產匯流過程的影響是通過影響降水與蒸散發來進行的。一般認為森林具有比其他植被更大的蒸騰量，并且森林冠層與枯落物具有截持損失功能，因此森林減少是流域產水量增加的最主要原因。
Bari等[9]分析了由于土地利用變化引起的年徑流變化，結果表明，森林植被蒸散發的增加可導致徑流的減少。Naik和Jay[10]對哥倫比亞1879年-1928年的實測徑流進行還原后圖1下墊面變化對水循環影響的國內外研究對比
Fig.1Comparison of the national and international research progresses of the impacts of underlying surface changes on the hydrological cycle
得到天然徑流過程，發現開墾森林造成蒸散發減少，從而導致年徑流有所增加。鄧慧平等[11]對梭磨河流域的日徑流過程模擬表明，隨著流域有林地面積和冠層最大截流量的增加，地表徑流、地表以下徑流、總徑流均減少。楊宏偉等[12]探討了典型流域土地利用變化對地表徑流的影響，研究認為林地面積的增加可導致年徑流量減少。
在國內，石培禮等[13]對我國森林植被變化水文效應文獻的綜合分析表明：不同地區森林植被變化對徑流的影響幅度相差較大，但在除長江中上游外的其他地區，森林砍伐或火災會降低林木的蒸散發，增加河川徑流。范世香等[14]在長白山森林生態系統定位站森林水文模擬實驗室，進行有林地與無林地的地表徑流模擬對比實驗，得出了森林能減少徑流量、調節徑流過程的結論。李毅等[1516]通過室內人工降雨試驗研究，同樣指出植被有增加入滲率、減小徑流系數、明顯降低徑流流速等作用。
但是，森林與水分的關系極其復雜，不同自然地理環境或相同自然地理環境下不同結構類型的森林對大氣降水的截留、林內降雨的再分配、地表徑流、地下徑流以及對蒸發散產生的影響不盡相同，由此而造成了水分大循環、小循環和水量平衡的時空格局與過程的差異[17]。因此，關于森林植被與徑流的關系，雖然大多數認為森林的存在會減少年徑流量，但是不能一概而論。郝芳華等[18]對黃河下游支流洛河，在其上游盧氏水文站以上流域進行產流模擬表明：森林的存在增加了徑流量，降雨量的增大能弱化下墊面對產流量的影響。
草地能在一定的條件下通過改變水分在蒸發、滲透、徑流和地下水間的分配，從而影響產匯流過程。草地枯落物通過對降水的吸納，使地表徑流減少，并增加對土壤水的補給。黃明斌等[19]研究發現在郁閉度相同的情況下，自然草地小流域的徑流量大于森林小流域，蒸散量小于森林小流域。雖然林地對產匯流過程的影響問題仍存在爭議，需進一步研究，但是草地明顯有增加入滲率、減少徑流量、降低徑流流速等作用。
2.2農業開發活動與城鎮化建設
理論上，農作物把土壤水和地下水散發到大氣中去，既改變了土壤水和地下水的狀況，也改變了小氣候的狀況，從而促進了水循環。開荒、坡地改梯田、擴大灌溉面積以及旱地改水田等農業措施，不同程度地攔蓄和耗用了地面徑流，增加地面水下滲機會，使洪水過程平緩。灌溉活動使地下水和土壤水得到大量的補充，土壤水分蒸發顯著增加，因此提高了局地降水概率，從而使流域水循環發生改變。
然而，隨著社會的快速發展和人口的迅猛增長，農業用地不斷得到擴展，同時土地利用的開發強度也不斷增加，極大地破壞了土壤結構，促使土壤壓實和結皮，從而使入滲速率和土壤蓄水量有所降低[20]。Van der Ploeg等[21]分析Elbe河流域100年來洪水頻率，發現農業機械化、土壤集約式耕作導致土壤物理性質的退化是雨季農業用地產生的地表徑流增加的主要原因。Costa等[22]對托坎廷斯河流域（面積76.7×104 km2）土地利用變化的水文效應進行了分析，結果表明，農業用地的增加，降低了入滲和蒸發，從而增加了年均流量。謝高地等[23]研究發現涇河流域河川徑流量減少的主要原因在于景觀結構中農耕地景觀比例的增大。總體來說，普遍觀點認為：農業開發活動具有增加年徑流量和洪峰流量的作用。
城市化中人工陸面的建設改變了城市下墊面性質，不透水的硬化地面增加而植被、土壤減少，從而引起產匯流特性的變化。產流方面由于硬化地面阻礙了雨水的下滲，徑流系數增大，地表徑流量增加；匯流方面表現為匯流時間縮短，峰量增高，峰值出現時間提前。Kang等[24]的模擬表明，城市化導致洪峰流量增加、洪峰滯時縮短。Bums等[25]對美國紐約市附近Croton河3個試驗流域（集水面積約為0.38～0.56 km2，分別代表高度城市化區域、中等城市化區域和未開發區域）的27場雨洪資料進行了分析，結果表明隨著城市化的不斷發展，洪峰流量不斷增加，洪水退水時間將減少。White和Greer[26]探討了Californa地區城市化的水文效應，認為隨著城市化程度的加劇，每日平均和最小流量、旱季徑流和洪峰流量都有顯著的增加趨勢。
許多學者對國內城市化發展迅速的城市也作了大量研究。葛怡等[27]對上海市區的研究表明，城市化大幅增加了徑流系數。史培軍等[28]對深圳市土地利用變化對城市水文過程影響的研究表明：隨著土地利用向著城市化方向發展，最大洪峰流量到來的時間提前，退水時間加快。鄭璟等[29]以深圳市布吉河為例，研究了長時期城市土地利用變化對流域水文的影響，認為建設用地的增加導致了流域蒸散發量、土壤水含量和地下徑流深度都有不同程度的減少，而地表徑流則有大幅增加。
總體而言，城市化導致了截流量和滲透量的下降，蒸發量造成的損失增加，徑流發生的速度更快，但不同地區城市化發展的程度不同，表現出的水文效應也有所不同。此外，城市化造成的“熱島效應”和“雨島效應”，也會增加城市降水，促進蒸散發，進而影響城市徑流。
2.3水土保持措施
水土保持措施通過改變微地形、地表覆被和土壤特性等邊界條件，影響降水的分配、蒸散發和徑流的產生機制，從而影響了流域的水文水資源過程。水土保持措施包括工程措施（如坡面工程中的梯田、反坡梯田、水平階及魚鱗坑等及溝道工程中的壩庫等）、植被措施（如植樹造林及種草等）和水土保持耕作措施等。
一般認為，水土保持措施通過改變下墊面變化，使入滲、蒸散（發）有所增加，而相應地減少河川徑流量與洪峰流量。穆興民[30]等通過建立降水-徑流統計模型分析了人工草、林及梯田、淤壩等對流域徑流量的變化，得出與之相似的結論。仇亞琴等[31]應用具有物理機制的分布式水文模擬模型（WEPL），模擬了不同下墊面變化情景下的水循環過程，結果發現：水保措施增加了植被的蒸騰量，相應減少了地表徑流和地下徑流的水平循環分量。總之，水土保持措施不僅增大了植被覆蓋度，而且改變了土壤結構，使土壤孔隙率提高，在一定程度上增強了下滲能力和蓄水能力，從而使徑流量減小。
2.4土地利用景觀格局變化
流域的景觀格局變化通過改變地形、地表覆被和土壤特性等邊界條件，影響降水的分配、蒸散發，進而影響了流域徑流的產生機制。流域土地覆被變化與流域徑流量的關系復雜，并非單一的覆被類型變化起主導作用，而是各種變化耦合作用影響了河流徑流[32]。
Germer等[33]通過對亞馬遜流域中森林和草地進行現場測量及對比分析，研究了土地利用變化對近地表水文過程的影響，結果表明，森林采伐變為草地，會改變徑流形成的機制，增加徑流量。Lahmer等[34]和Klocking等[35]人則認為：耕地轉化為草地、干旱的草場或草甸草地，對于大中尺度流域及其子流域的水文行為均未引起明顯變化，原因在于氣候溫和的自然條件下這幾種土地利用模式相似，水文行為只有在多山的河源區才有表現；而干涸的河谷轉化為自然濕地，造成蒸散發量的增加會導致流域夏季流量減少。Bewket和Sterk[36]曾對埃塞俄比亞丘陵地帶西北部典型流域進行了研究，發現引起河川徑流減小的原因是天然植被的破壞、過渡放牧、農田的不斷增加、桉樹作物的大量種植等。Calder[37]認為將熱帶濕潤常綠林（熱帶雨林）改變為草地或農田后，由于截留損失減少，徑流將大量增加；在年的尺度上，熱帶雨林將所有的凈輻射量轉變為蒸發，而任何其它形式的土地利用不可能產生更高的蒸發，因此將雨林改變為其它形式的土地覆被將引起年徑流量的增加。
王根緒等[38]以河西走廊中部的馬營河流域為例，建立了基于降水和耕地面積兩種因素的徑流過程統計模擬模型，分析了1967年-2000年土地利用變化對河流徑流的影響，結果表明，由于流域土地利用變化，尤其是上游林草地大規模轉為耕地，使流域年均徑流量減少28.12%，基流量減少3532%。李麗娟等[39]采用了特征變量時間序列法和降水徑流模型對陜西大理河流域的土地利用/覆被變化水文效應進行了研究，發現近10年來，耕地和草地面積有所減少，而林地和建設用地面積持續增加；流域年徑流和月徑流演化過程均表現出明顯的下降趨勢。綜上所述，大流域宏觀尺度上的景觀格局的變化對產匯流過程的影響比較復雜，是各種景觀類型變化相互耦合作用的結果。
3下墊面變化影響水文效應的主要研究方法
3.1對比流域試驗
早期的研究大都采用對比流域試驗的方法，包括：控制流域法、單獨流域法、平行流域法和多數并列流域法等。這些研究存在研究周期長、可對比性差的問題，這是因為尋找兩個地理和氣象條件完全相同的流域是不可能的，即使是同一個流域前后對比的兩個標準期里，各種條件也不相同，而且各項指標測量方法的可靠性以及測量的精度和誤差都有可能影響最終的結論[40]。因此對比流域試驗只適合集水面積較小的流域（l00 km2以下），不適用于探討大流域的土地利用/覆被變化的水文效應[41]。對比流域試驗的優點是排除了觀測期間氣候變異所產生的誤差，有利于揭示植被-土壤-大氣相互作用的機理。
3.2特征變量時間序列
特征變量時間序列法是選擇較長時段上反映土地利用/覆被變化水文效應的特征參數（如徑流系數、年徑流變差系數、徑流年內分配不均勻系數、蒸散發等），盡量剔除其他因素的作用，從特征參數的演化趨勢上，評估土地利用/覆被變化的水文效應[42]。雖然特征變量時間序列法具有很多優點，但它僅適合下墊面變化比較均勻、降水和土地利用空間差異不大的流域，而且這種方法缺乏機理機制方面的基礎，只能對土地利用/覆被變化的水文效應進行簡單描述[43]。其缺點是不能將氣候變化所產生的徑流變化從實測流量系列中分離，從而增加土地利用/覆被變化對水文影響研究的不確定性。
3.3水文模型
自1970年以來，水文模型的發展經歷了由經驗模型到集總式模型的發展過程，隨著GIS和RS的廣泛應用，又呈現向分布式水文模型發展的趨勢。在水循環的過程中，影響降雨徑流形成的氣候和下墊面因子均呈現空間分布不均勻性，分布式水文模型能夠充分考慮流域下墊面空間分布不均勻性，能有效地模擬人類活動和下墊面因素變化對流域水循環過程的影響，在研究人類活動影響方面具有獨特的優越性[44]。
流域生態水文模型是全球變化下流域生態水文響應研究的重要工具，是生態水文研究的前沿和熱點。流域生態水文模型一方面要充分描述植被與水文過程相互作用和互為反饋機制，另一方面要精確刻畫流域的空間異質性[45]；可以耦合生態過程與水文過程，從機理上認識水文過程，同時，分布式生態水文模型的研制也為尺度轉換提供了一個可行的方法。
但是，水文模型的選擇依賴于獲取資料的詳細程度、時間和經費的限制，更重要的是取決于資料的可用性。此外，模型參數和輸入數據較多，往往導致模型比較復雜，可能造成模擬結果誤差較大[46]。目前，利用水文模型模擬手段研究下墊面變化對流域產匯流的影響，越來越受到國內外學者的關注。Bronstert等[47]采用WASIMETH模型模擬了Rhine河流域不同土地利用類型的降雨徑流過程。歐春平等[48]利用SWAT模型定量解析土地利用/覆被變化對蒸發、徑流等水循環要素的影響。
由于單一方法的局限性，多種綜合方法也更多地應用在下墊面變化影響水文效應的研究中，如水文模型與統計方法相結合、模型耦合法和模型對比法等。萬榮榮等[49]利用HECHMS模型，采用歷史反演法模擬了不同土地利用情景下對洪水水文要素的影響程度。周瑜佳等[50]應用SWAT和TOPMODEL模型，對贛江流域的源頭—梅江流域20年內的植被變化所造成的生態水文響應做出了模擬研究。雖然綜合法能夠彌補單一方法的不足，較好地模擬出下墊面變化的水文效應，但是其需要的數據資料量大，操作也相對比較復雜。
表2幾種流域下墊面變化水文效應研究方法的優缺點比較
Table 2 Comparison of the advantages and disadvantages of
several research methods of the hydrological effects caused by
the underlying surface changes
方法1優點1缺點原型觀測1排除了觀測期間氣候變異所產生的誤差，有利于揭示植被-土壤-大氣相互作用的機理1研究周期長，可對比性差，較大尺度流域上操作難度大水文統計1剔除其他因素的作用，計算比較容易、操作簡單、物理意義明確1缺乏機理機制方面的基礎，不能將氣候變化所產生的徑流變化從實測流量系列中分離水文模擬1比較準確的刻畫流域的水文效應，能對水文效應的變化進行機理性的解釋1依賴于獲取資料的限制，模型參數和輸入數據較多，比較復雜生態水文模擬1在不同的時空尺度上揭示不同環境條件下植物與水的相互作用關系1技術不成熟，發展不完善，應用不廣泛集成方法1彌補上述幾種方法的不足，較好地模擬土地利用/覆被變化的水文效應1需要的數據資料量大，操作相對比較復雜4結論與討論
下墊面變化對水循環的影響研究始于20世紀初，主要集中在森林與水相互作用的研究。到目前為止，根據其發展歷程可以將其劃分為萌芽階段、起步階段和發展階段，并會更加注重下墊面變化對水循環影響的過程和機理研究。林地、草地、耕地、居工地以及水保措施主要是通過改變截留、入滲等降水的重新分配過程及蒸散發狀況，進而影響產匯流過程。而土地利用景觀格局的變化并非是單一的覆被類型變化起主導作用，而是各種變化耦合作用影響了徑流。
對于土地利用/覆被變化水文效應研究，早期的流域對比試驗法適用于較小流域；特征變量時間序列法適用于下墊面變化比較均勻、降水量和土地利用空間差異不大的流域；基于物理機制的水文模型法能夠比較準確的刻畫流域的水文效應，能對水文效應的變化進行機理性的解釋。其中，流域生態水文模型是生態水文研究的前沿和熱點。由于單一方法的局限性，多種綜合方法也更多地應用在下墊面變化影響水文效應的研究中。同時，也不能忽視野外原型觀測實驗在現代水文水資源研究中的重要作用，“原型觀測+數值模型”相結合的技術途徑可能是一個發展趨勢。此外，未來變化環境下，用分布式水文模型來預測下墊面變化對水文水資源效應的影響是一個新的趨勢和發展方向。
下墊面變化對水循環的影響已成為國際前沿領域問題。過去一段時期的研究已取得了很大的進展，但同時仍然存在許多問題亟待解決和研究。例如，如何定量化區分氣候變化與下墊面變化對水循環的影響；研究尺度、研究區域、研究對象、研究環境及研究方法等條件的差異性，使下墊面變化對水循環影響的研究結論存在不一致性；以及加強GIS、RS等現代技術的結合與基于物理機制的分布式水文模型的應用等。這些都是未來研究的關鍵問題及研究方向。
參考文獻（References）：
[1]李昌峰，高俊峰，曹慧.土地利用變化對水資源影響研究的現狀和趨勢[J].土壤，2002，34（4）：191205.（LI Changfeng，GAO Junfeng，CAO Hui.Current Situation and Tendency of Research on Impacts of Land Use Changes on Water Resource[J].Solis，2002，34（4）：191205.（in Chinese））
[2]DeFries R，Eshleman K N.Landuse change and hydrologic processes：A major focus for the future[J].Hydrological Processes，2004，（18）：21832186.
[3]夏軍，談戈.全球變化與水文科學新的進展與挑戰[J].資源科學，2002，24（3）：17.（XIA Jun，TAN Ge.Hydrological Science Towards Global Change：Progress and Challenge[J].Resources Science，2002，24（3）：17.（in Chinese））
[4]Whitehead P G，Robinson M.Experimental basin studies―An international and historical perspective of forest impacts[J].Journal of Hydrology，1993，145：217230.
[5]Onstad C A，Jamieson D G.Modelling the Effects of Land Use Modifications on Runoff[J].Water Resources Research，1970，6（5）：12871295.
[6]Bronstert A，Niehoff D，Buerger G.Effects of climate and landuse change on storm runoff generation：Present knowledge and modeling capabilities[J].Hydrological Processes，2002，（16）：509529.
[7]李麗娟，姜德娟，李九一，等.土地利用/覆被變化的水文效應研究進展[J].自然資源學報，2007，22（2）：211224.（LI Lijuan，JIANG Dejuan，LI Jiuyi，et al.Advances in Hydrological Response to Land Use/Land Cover Change[J].Journal of Natural Resources，2007，22（2）：211224（in Chinese））
[8]Bewket W，Sterk G.Dynamics in land cover and its effect on stream flow in the Chemoga watershed，Blue Nile basin，Ethiopia[J].Hydrological Process，2005，19：445458.
[9]Bari M A，Smettem K R J，Sivapalan M.Understanding changes in annual runoff following land use changes：A systematic data based approach[J].Hydrological Processes，2005，19（13）：24632479.
[10]Naik P K，Jay D A.Estimation of Columbia River virgin flow：1879 to 1928[J].Hydrological Processes，2005，19（9）：18071824.
[11]鄧慧平，李秀彬，陳軍鋒，等.流域土地覆被變化水文效應的模擬—以長江上游源頭區梭磨河為例[J].地理學報，2003，25（1）：5362.（DENG Huiping，LI Xiubin，CHEN Junfeng，et al.Simulation of Hydrological Response to Land Cover Changes in the Suomo Basin[J].Acta Geographica Sinica，2003，25（1）：5362.（in Chinese））
[12]楊宏偉，許崇育.東江流域典型子流域土地利用/覆被變化對地表徑流影響[J].湖泊科學，2011，23（6）：991996.（YANG Hongwei，XU Chongyu.Effect of LUCC on Runoff of Three Representative Watersheds in Dongjiang River Basin[J].Journal of Lake Sciences，2011，23（6）：991996.（in Chinese））
[13]石培禮，李文華.森林植被變化對水文過程和徑流的影響效應[J].自然資源學報，2001，16（5）：481487.（SHI Peili，LI Wenhua.Influence of Forest Cover Change on Hydrological Process and Watershed Runoff[J].Journal of Natural Resources，2001，16（5）：481487.（in Chinese））
[14]范世香，裴鐵播，牛麗華，等.森林對地表徑流影響的模擬實驗初探[J].水科學進展，1993，4（3）：179182.（FAN Shixiang，PEI Tiefan，NIU Lihua，et al.Simulation Experiment for the Effects of Forest on Surface Runoff[J].Advances In Water Science，1993，4（3）：179182.（in Chinese））
[15]李毅，邵明安.草地覆蓋坡面流水動力參數的室內降雨試驗[J].農業工程學報，2008，24（10）：15.（LI Yi，SHAO Mingan.Hydrodynamic Parameters of Overland Flow during Llaboratory Rrainfall Experiments under Ggrass Coverage[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2008，24（10）：15.（in Chinese））
[16]宋維峰，余新曉，張穎.坡度和刺槐覆蓋對黃土坡面產流產沙影響的模擬降雨研究[J].中國水土保持科學，2008，6（2）：1518.（SONG Weifeng，YU Xinxiao，ZHANG Ying.Effects of Slope Ggrade and Cover of Robinia Pseudoacacia on Runoff and Soil Loss from Loess Slopes under Simulated Rainfall[J].Science of Soil and Water Conservation，2008，6（2）：1518.（in Chinese））
[17]李文華，何永濤，楊麗韞.森林對徑流影響研究的回顧與展望[J].自然資源學報，2001，16（5）：398406.（LI Wenhua，HE Yongtao，YANG Liyun.A Summary and Perspective of Forest Vegetation Impacts on Water Yield[J].Journal of Natural Resources，2001，16（5）：398406.（in Chinese））
[18]郝芳華，陳利群，劉昌明，等.土地利用變化對產流和產沙的影響分析[J].水土保持學報，2004，18（3）：58.（HAO Fanghua，CHEN Liqun，LIU Changming，et al.Impact of Land Use Change on Runoff and Sediment Yield[J].Journal of Soil and Water Conservation，2004，18（3）：58.（in Chinese））
[19]黃明斌，康紹忠，李玉山.黃土高原溝壑區森林和草地小流域水文行為的比較研究[J].自然資源學報，1999，14（3）：226231.（HUANG Mingbin，KANG Shaozhong，LI Yushan.A Comparison of Hydrological Behaviors of Forest and Grassland Watersheds in Gully Region of the Loess Plateau[J].Journal of Natural Resources，1999，14（3）：226231.（in Chinese））
[20]De Roo A P J.Modelling surface runoff and soil erosion in catchments using geographical information systems[R].Netherlands：Utrecht，1993.
[21]Van der Ploeg R R，Schweigert P.Elbe River flood peaks and postwar agricultural land use in East Germany[J].Natruwissenschaften，2001，88：522525.
[22]Maros Heil Costa，Aurelie Botta A Cardille.Effects of largescale changes in land cover on the discharge of the Tocantins River，Southeastern Amazonia[J].Journal of Hydrology，2003，28（3）：206217.
[23]謝高地，甄霖，陳操操，等.流域宏觀尺度降雨景觀徑流變化的相互作用[J].資源科學，2007，29（2）：156163.（XIE Gaodi，ZHEN Lin，CHENG Caocao，et al.The Changes and Their Iinteractions of PrecipitationLandscapeRunoff in Jinghe Watershed[J].Resources Science，2007，29（2）：156163.（in Chinese））
[24]Kang I S，Park J I.Effect of urbanization on runoff characteristics of the OnCheon Stream watershed in Pusan，Korea[J].Hydrological Processes，1998，25：351363.
[25]Burns D，Vitvar T，McDonnell J，Hassett J，et al.Effects of suburban development on runoff generation in the Croton River basin，New York，USA[J].Journal of Hydrology，2005，311：266281.
[26]Whlte M D，Greer K A.The effects of watershed urbanization on the stream hydrology and riparian vegetation of Los Penasquitos Creek，California[J].Landscape and Urban Planning，2006，74：125138.
[27]葛怡，史培軍，周俊華，等.土地利用變化驅動下的上海市水災災情模擬[J].自然災害學報，2003，12（3）：2530.（GE Yi，SHI Peijun，ZHOU Junhua，et al.Simulation of Flood Disaster Scenario under Driving Action of Land Use Change in Urban of Shanghai[J].Journal of Natural Disasters，2003，12（3）：2530.（in Chinese））
[28]史培軍，江源，王靜愛，等.土地利用/覆蓋變化與生態安全響應機制[M].北京：科學出版社，2004.（SHI Peijun，JIANG Yuan，WANG Jingai，et al.Land Use/Cover Change and Ecological Security Response Mechanism[M].Beijing：Science Press，2004.（in Chinese））
[29]鄭璟，方偉華，史培軍，等.快速城市化地區土地利用變化對流域水文過程影響的模擬研究：以深圳市布吉河流域為例[J].自然資源學報，2009，24（9）：15611572.（ZHENG Jing，FANG Weihua，SHI Peijun，et al.Modeling the Impacts of Land Use Change on Hydrological Processes in Fast Urbanizing RegionA Case Study of the Buji Watershed in Shenzhen City，China[J].Journal of Natural Resources，2009，24（9）：15611572.（in Chinese））
[30]穆興民，李靖，王飛，等.基于水土保持的流域降水-徑流統計模型及其應用[J].水利學報，2004，（5）：122128.（MU Xingmin，LI Jing，WANG Fei，et al.Rainfallrunoff Statistical Hydrological Mmodel Based on Soil and Water Conservation Practices[J].Journal of Hydraulic Engineering，2004，（5）：122128.（in Chinese））
[31]仇亞琴，王水生，賈仰文，等.汾河流域水土保持措施水文水資源效應初析[J].自然資源學報，2006，21（1）：2430.（QIU Yaqin，WANG Shuisheng，JIA Yangwen，et al.Preliminary Analysis of Hydrological and Water Resources Effects under the Impact of Water and Soil Cconservation Eengineering in Fenhe River Basin[J].Journal of Natural Resources，2006，21（1）：2430.（in Chinese））
[32]葉寶瑩，張養貞，張熟文，等.嫩江流域土地覆被變化對徑流量的影響分析[J].水土保持通報，2003，23（2）：1518.（YE Baoying，ZHANG Yangzhen，ZHANG Shuwen，et al.Effect of Landcover Change in Nenjiang Watershed on Runoff Volume[J].Bulletin of Soil and Water Conservation，2003，23（2）：1518.（in Chinese））
[33]Sonja Germer，Christopher Neill，Alex V.Krusche，Helmut Elsenbeer.Influence of landuse change on nearsurface hydrological processes：Undisturbed forest to pasture[J].Journal of Hydrology，2010，380：473480.
[34]Lahmer W，Pfutzner B，Becker A.Assessment of land use and climate change impacts on Mesoscale[J].Physics and Chemistry of the Earth，2001，26：565575.
[35]Klocking B，Haberlandr U.Impact of land use changes on water dynamicsa case study in temperate meso and macroscale river basins[J].Physic and Chemisery of the Earth，2002，27：619629.
[36]Bewket W，Sterk G.Dynamics in land cover and its effect on stream flow in the Chemoga watershed，Blue Nile basin，Ethiopia[J].Hydrological Processes，2005，19（2）：445458.
[37]Calder I R.Land use impacts on water resources[A].Background Paper No.1.In Landwater Linkages in Rural Watersheds[C].Electronic Workshop，FAO：Rome，18 September27 October，2000.
[38]王根緒，張玨，劉桂民，等.馬營河流域19672000年土地利用變化對河流徑流的影響[J].中國科學D輯，2005，35（7）：671681.（WANG Genxu，ZHANG Yu，LIU Guimin，et al.Impacts of Land Use Changes on Runoff from 1967 to 2000 in the Mayinghe River Basin[J].Science in China （Series D），2005，35（7）：671681.（in Chinese））
[39]李麗娟，姜德娟，楊俊偉，等.陜西大理河流域土地利用/覆被變化的水文效應[J].地理研究，2010，29（7）：12331243.（LI Lijuan，JIANG Dejuan，YANG Junwei，et al.Study on Hydrological Response to Land Use and Land Cover Change in Dali River Basin，Shaanxi Province[J].Geographical Research，2010，29（7）：12331243.（in Chinese））
[40]陳軍鋒，李秀彬.森林植被變化對流域水文影響的爭論[J].自然資源學報，2001，16（5）：474480.（CHEN Junfeng，LI Xiubin.The Impact of Forest Cchange on Watershed HydrologyDiscussing Some Controversies on Forest Hydrology[J].Journal of Natural Resources，2001，16（5）：474480.（in Chinese））
[41]魏曉華，李文華，周國逸，等.森林與徑流關系—一致性和復雜性[J].自然資源學報，2005，20（5）：761770.（WEI Xiaohua，LI Wenhua，ZHOU Guoyi，et al.Forests and Streamflowconsistence and Complexity[J].Journal of Natural Resources，2005，20（5）：761770.（in Chinese））
[42]李秀彬.土地覆被變化的水文水資源效應研究—社會需求與科學問題[A].中國地理學會自然地理專業委員會.土地覆被變化及其環境效應論文集[C].北京：星球地圖出版社，2002.16.（LI Xiubin.Study on Effect of Land Cover Change on Hydrology and Water ResoucesSociety Demand and Scientific Issue[A].In：Commission on Physical Geography of GSC.Papers on Land Cover Change and Its Environmental Effects[C].Beijing：Celestial Body Map Press，2002.16.（in Chinese））
關鍵詞：水庫；汛限水位；控制
中圖分類號： R123.7文獻標識碼：A 文章編號：
汛限水位是為預防可能出現的洪水、確保大壩及下游安全、水庫在汛期允許興利蓄水的上限水位。我國傳統的汛限水位是以概率和統計學為基礎，采用不考慮預報信息的情況下設定的。
隨著人口的增加和社會經濟的發展，我國的年用水量不斷增加，水資源供需矛盾突顯。為了緩解當前的水危機，國家在2003年提出了實現洪水資源化的理念。
調整汛限水位作為實現洪水資源化的重要手段，與水庫防洪風險緊密相連，將對經濟、政治、社會、環境產生利害雙重性的影響。借鑒國外經驗，結合我國國情對影響汛限水位調整的因素進行綜合分析，有利于在水資源規劃方面兼顧當前和長遠利益，使有限的水資源更好地為可持續發展服務。
1.水資源開發利用現狀
人類水資源開發共經歷了傳統水利、工程水利和資源水利三個階段。我國自建國后進入進入工程水利階段以來采用外延性擴建水利工程的方式增加供水，盡管經濟得到發展，卻遇到水資源開發利用方式粗放、水資源條件難堪重負的問題。以現行用水方式推算，我國到2030年用水最高峰期將達8，800億立方米，將超過水資源、水環境承載力極限。強化節水措施、推進資源水利發展在我國勢在必行。
我國正處在加速實現現代化的特殊時期，快速的經濟發展不僅給資源水利的發展帶來了機遇，也帶來了挑戰。一方面，根據發達國家經驗，在2030年完成工業化之前，年需水總量還將逐年遞增；另一方面，節水技術的推廣是以資金和技術為支撐的循序漸進發展的過程，在經濟、技術相對薄弱的情況下式的推行節水，將增加發展成本、動搖經濟快速發展的基礎。
通過適當的工程、非工程措施，挖掘現有水庫的蓄洪潛力體現了資源水利的特點，有利于經濟、快捷地緩解當前水資源緊缺狀況，有利于為節水技術的發展爭取更多的時間和經濟支持。
2.汛限水位挖掘的潛力點
2.1防洪標準
水庫防洪標準是通過設計洪水數值的大小體現的。我國目前采用的是以高緯度國家蘇聯為代表的萬年一遇洪水和與中低緯度國家美國為代表的可能最大洪水（PMF）兩種標準中的最大者，實際上以蘇聯標準為主，山區和平原大型水庫分別采用萬年一遇洪水、兩千年一遇洪水標準設防。蘇聯是高緯度國家，年最大洪水多以融雪為主形成，變差系數Cv較小，萬年洪水僅為多年平均值的2~5倍。中國緯度較蘇聯的偏低，暴雨是形成洪水的主因，變差系數Cv較大，萬年洪水為多年平均值的6~10倍，北方則高達14~30倍。對中國河流近600年來歷次洪水的考證也證實，其中最大值接近于PMF，而PMF一般比萬年洪水小10%~30%。一些學者已經對我國在缺水的情況下仍套用蘇聯經驗提出了質疑。
2.2流域下墊面
由于人類活動的影響，流域的下墊面較以前發生了很大改變。
1）直接影響
建國初期所建的大型水庫是在全流域范圍根據氣候和特定的下墊面條件完成水文演算的。此后幾十年，水庫上游相繼建起的一系列蓄水建筑物使流域下墊面條件發生了改變，匯流成洪條件也相應發生了改變。在上游工程防洪標準高于下游水庫防洪標準的情況下，洪峰及時段洪量減少，峰現時間延后，水庫的防洪風險相應降低。
2）間接影響
人類的生產活動也間接對徑流產生影響。一方面，農作物增加了水分蒸騰，降低產流能力；另一方面，人們開采地下水和礦藏為接納降水騰空了地下庫容。我國一些地區由于采煤，地面河流已經連年干涸。海河中西部平原近年該區發生量級200mm的暴雨未發生大的澇災，而相同量級降雨在20世紀60~70年代將造成相當嚴重的災情出現。目前國內有關地下水庫的研究較少。
2.3分期汛限水位控制
水庫汛限水位的確定與P頻率設計洪水及最大出庫流量有關。在最大出庫流量不變的情況下，在年際尺度上，根據P頻率設計洪水可確定出一個固定汛限水位值；在年內尺度上，由于設計洪水只發生于汛期，可認為汛前P頻率設計洪水發生率為1，汛末為0，其間逐漸遞減，相應的汛限水位可形成由低到高的曲線而水文風險不變。汛限水位動態調控方法不但增加了水庫的興利庫容，在汛前將庫水位用至汛限水位以下的情況下，還可減小汛期的防汛風險。此外，國家在水庫加固中重視擴大泄流能力也是汛限水位調整的有利因素。
2.4天氣預報
水文專家龐炳東指出，汛限水位是水庫迎接設計洪水，而設計洪水并非每年都出現。過去由于天氣預報技術落后，無法對下一步可能發生的洪水進行相對準確的預估，水庫運行控制時較為保守，往往為等待設計洪水，失去了蓄水機會。隨著天氣預報精度的提高，人們可以從物理成因角度去探求洪水成因，而不必把注意力偏重于以概率和統計學為基礎的小概率事件上。
3.汛限水位優化的限制因素
對失事水庫的調查數據表明，漫壩多發生于沒經嚴格水文規劃的小型水庫，大型水庫發生率極小，滲流、管涌和地震毀壩是造成我國大型水庫失事的主因。
我國的水庫大多建于20世紀50~70年代，由于施工質量差，工程隱患多，多年來蓄水不足。后來國家對一些水庫進行了除險加固，但工情變得更為復雜，工程能否應對汛限水位優化后造成的水位超常規運行還存在不確定因素。汛限水位優化后的主要風險將在于工程隱患及工程管理方面。
4結論
我國大型水庫在汛限水位優化方面存在蓄洪潛力挖掘空間，對汛限水位進行優化能增加洪水利用率、緩解當前及今后一段時間的水資源緊張狀況，為經濟的持續快速發展與節水技術的全面推廣爭取時間。
水庫在創造效益的同時也兼具風險性，在洪水資源化方面的任何努力都必須在保證工程足夠安全的前提下進行。在沒經安全論證的情況下，現行水庫運行模式不能拋棄。
鑒于影響汛限水位優化的因素復雜，建議從多方面開展工作：
（1）科學規劃。根據對水文、水資源供需情況的重新調查，特別是根據工程的安全狀況的評估進行統籌規劃，利用水文遙測系統、天氣預報系統和現有成熟水位優化理論，制定出兼顧工程安全和地區用水需求的理論汛限優化水位。
（2）主動管理。除了要對工程安全進行常規監測外，還要在非汛期嘗試逐步抬高運行水位，以發現并消除隱患，進一步從物理角度對工程蓄水潛力進行摸底；對水庫工程進行抗震模擬實驗；建立涵蓋降水、需水、工程安全等因子的計算機輔助決策系統，防止出現人為決策失誤。
（3）展開工作。聯合國土部門利用國家推進城市化的政策構建蓄滯洪區并以此形成土地儲備銀行。
參考文獻：
[1] 葉秉如，水利計算及水資源規劃[M].中國水利水電出版社，2006.
張秀玲，文明宣.我國水庫失事的統計分析及安全對策探討.水利管理論文集，水利部水管司，1992.
李云玲.水資源需求與調控研究[D].中國水利水電科學研究院博士后研究工作報告.2007，
論文 關鍵詞：水資源綜合規劃；防洪安全；防洪規劃；水文模型
論文摘要：為了研究城市水資源綜合規劃中各類涉水規劃對防洪的影響，分析了平原河網區城市的洪澇特性及洪澇災害形成原因，提出了適用于平原河網區城市水資源綜合規劃的防洪安全校核 計算 方法．以太倉市水資源綜合規劃防洪安全校核計算為實例，根據該市土地利用特點和下墊面特性，分別建立相應的產匯流模型，計算不同規劃條件下的河網洪水位，計算結果可以為制定滿足太倉市防洪安全要求的水資源綜合規劃方案提供依據．
我國的涉水規劃主要包括水資源規劃、水環境保護規劃、水運規劃、防洪規劃以及水生態和水景觀規劃等．以前這些規劃多數都是單獨考慮，或者只考慮其中一部分，尤其是在各個城市的水利規劃中，由于涉水管理部門眾多，每個部門都制定各自的規劃，有些規劃之間無法達成一致甚至產生沖突，造成不必要的重復建設，影響城市的長遠 發展 。因此，有必要把以上規劃綜合起來考慮，進行水資源綜合規劃，系統、 科學 地規劃涉水事務，充分反映各涉水部門的需求，實現水資源的高效利用，統籌涉水工程的合理布局，對城市水系進行有序的開發利用，為人與 自然 的和諧共處奠定基礎。
水資源綜合規劃必將涉及對原有河道及水利工程的調整，而這會對城市的防洪安全產生一定的影響，尤其是我國很多城市位于平原河網地區，如太湖流域、珠江三角洲等地區，地勢平坦，地面高程較低，有的城市還遭受潮汐、臺風或梅雨的影響，外河水位在汛期和期可能高于城市地面高程，極易造成嚴重的洪澇災害．因此，必須通過防洪安全校核，對水資源綜合規劃中的各類工程進行安全模擬，檢驗這些工程是否滿足規劃條件下的防洪要求，并提出新規劃條件下的防洪除澇方案。
水資源綜合規劃保障水資源的可持續發展，滿足人類社會、 經濟 發展對水資源日益增長的需求，而防洪安全校核是水資源綜合規劃得以實施的安全保障，因此，防洪安全校核在水資源綜合規劃中的應用研究具有重要的理論意義和實用價值．本文研究了平原河網區城市的產匯流特性及水文計算方法，針對水資源綜合規劃進行水系調整和水利工程布設，運用城市產匯流理論和河網水動力學相結合的方法，計算不同規劃水平年相應防洪標準下的河道洪水位，檢驗規劃工程的安全狀況，為防洪措施的制定提供科學依據。
1平原河網區城市產匯流計算
產匯流計算是防洪校核研究的前提和基礎，計算精度直接影響防洪校核研究的可靠性，產匯流計算涉及的產匯流分區情況、下墊面分類、設計暴雨計算、產流計算、匯流計算均需與水資源綜合規劃保持一致性。
1產匯流分區及下墊面分類
平原河網地區地勢平坦，河道交錯，湖泊池塘眾多．隨著城市經濟的快速發展，大量開發區的建設，下墊面的特性發生了顯著變化，不透水面積明顯加大．不同的下墊面具有不同的產流 規律 ，因此，根據河網水系分布、地形特點、水利工程布局及洪水特性把研究區劃分為不同的產匯流分區，各分區再根據城市的土地利用狀況劃分為4種不同的下墊面條件，即水面、水田、旱地(包括山丘地和非耕地)和城鎮。
1．2暴雨計算
由于形成各次特大暴雨的氣象條件不同，而且雨區的地形千差萬別，所以特大暴雨的雨量時空分布是多種多樣的，并沒有一種固定的形式．一般統計當地的歷次實測特大暴雨資料是取其平均值，或取其最惡劣的組合情況，作為擬定設計暴雨時空分布的依據。
1．3產流計算
由于平原河網區下墊面由4種不同類型組成，因此，產流計算時需針對不同的下墊面用不同的產流模式進行計算。
對于水面，按水量平衡方程由降雨扣除水面蒸發推求產水量；對于水田，考慮水稻不同生長期的水田需水深度、耗水系數及灌排方式推求灌排水量；對于旱地采用新安江三水源模型進行產流計箋；對于城鎮區域則劃分為不透水面積和透水面積兩部分分別計算產流量，其中不透水面積是從降雨中扣除洼地蓄水及蒸發，剩余部分全部為地表徑流，透水面積按新安江模型計算產流量。
1．4匯流計算
坡面匯流計算采用單位線法或推理公式法．河網匯流計算采用明渠非恒定流模型，根據流域河道和水利工程資料，將水系概化成由河網和水域組成的體系．河網由流域內骨干河道和重要連接等組成，是流域輸送水流的載體；水域由支流小溪、水塘等水體概化而成，主要起調蓄水量作用．對河網采用節點一河道模型，對成片水域則劃分為單元，每個單元僅起蓄水調節作用，不起動力輸水作用．引入陸域寬度概念，使河網和水域組成統一的數學模型。
2防洪安全校核在太倉市水資源綜合規劃中的應用
2．1防洪分區及分區控制要求
太倉市位于江蘇省東南部，自2004年起，太倉市開展了水資源綜合規劃的編制工作，包含水資源、水環境、水景觀、水運等規劃內容，這些規劃所作的近、中、遠期工程布局與防洪相互影響，有必要根據水資源綜合規劃確定的工程總體布局，進行規劃工程的防洪安全校核計算，得出近、中、遠期規劃的河網最高洪水位，以檢驗規劃工程的安全狀況，從而保障水資源綜合規劃的順利實施。
根據太倉市各地洪澇特性、水利工程狀況、地面高程、土地利用條件、防洪要求等要素，將太倉市分為4個防洪分區，每個分區內又劃分為4種不同的下墊面條件：水面、水田、旱地(包括山丘地和非耕地)和城鎮。
a．圩區：區內地勢較低，地面高程在吳淞3．50m左右，主要依靠動力排水，規劃要求圩區能抵御外河50年一遇最高洪水位，圩內遭遇20年一遇暴雨時不受澇。
b．半高地：太倉城區和經濟開發區均在此區域，地面高程3．5- 4．0m，汛期易受洪澇侵襲．規劃要求：遭遇50年一遇洪水時最高水位不超過4．0m；遭遇100年一遇洪水時，太倉城區和經濟開發區通過水閘控制能夠抵御最高洪水位；遭遇20年一遇暴雨時，太倉城區、經濟開發區及其他圩區不受澇。
c．平原區：區內地勢平坦，地面高程4．0 -4．5m，汛期暴雨遭遇時排水困難易發生洪澇災害．規劃要求遭遇50年一遇洪水時，楊林塘以南地區最高水位不超過4．0m，楊林塘以北地區最高水位不超過4．5m。
d．沿江區：沿江區是太倉市沿江經濟開發帶，區內地勢較高，地面高程4．5-5．0m，排水能力較強，規劃要求遭遇100年一遇洪水時最高水位不超過4．5m。
2．2河網水位計算結果及分析
2．2．1計算結果
根據水文水力模型按洪水歸槽計算得出現狀及近期、中期、遠期規劃工程條件下，太倉市50年一遇及100年一遇各典型河道最高水位．南北向與東西向骨干河道交匯節點最高洪水位計算值見表1．
2．2．2結果分析
a．對于50年一遇最高洪水位，按各水利分區地面高程分析，除平原區和沿江區南部瀏河沿線附近地區外，大部分地區不能抵御50年一遇的最高洪水位。
b．在近期規劃條件下，水系進行了系統調整，骨干河道加以拓寬和銜接，河網的通暢性得到很大提高．規劃區50年一遇洪水位比現狀工況條件有了較大降低，按各防洪分區地面高程分析，除圩區、半高地區南部地面高程低于50年一遇最高洪水位外，其他大部分地區地面高程均高于50年一遇的最高洪水位。
c．在中期規劃條件下，水系調整已經趨于完善，水系通暢性良好，沿江河道和水閘排澇能力較強，與近期工況條件相比，平原區和沿江區50年一遇和100年一遇最高洪水位有了顯著降低；而圩區和半高地區受陽澄淀泖區洪水影響比較顯著，降低幅度相對較小，地面高程仍不能抵御規劃工況條件下的最高洪水位。
d．遠期規劃僅對水系進行適當調整，與中期工況條件相比，平原區和沿江區最高洪水位略有降低，洪水狀況和與中期規劃類似．
以上各水平年河網最高水位 計算 結果可以為各分區制定防洪控制措施提供 科學 依據．
關鍵詞：水生態安全;耕地保有量;石羊河流域
中圖分類號：F323.213 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4161（2012）01-0105-04
耕地保護是我國的基本國策，加強多方面的耕地保護研究也已經是一種必然。現階段基于糧食安全的耕地保護研究已經相對成熟，且研究結果的區域可參照性強；而基于生態安全的耕地保有量研究還相對缺乏。水量安全、水質安全、水生態環境安全和與水有關的經濟安全為水生態安全主要考察水資源的四個方面［1］。本文從水量安全的角度，根據區域生態、生產、生活用水的需求與供給情況，分析在有限供水條件下，按不同灌溉定額下的耕地保有量，以確保區域水資源的供需平衡，保證區域生態安全和區域發展為原則，依靠水生態安全來確定區域耕地保有量。
一、研究區概況與研究方法
（一）研究區概況
武威市地處甘肅省河西走廊東端，位于東經101°49′～104°16′，北緯36°29′～39°27′之間。從水資源狀況來看，全區多年平均自產水資源總量為14.937億m3，其中黃河流域3.725億m3，利用率僅9%，大部分流出區境：石羊河流域11.212億m3，利用率已高達89.6%。根據2005年土地利用更新數據，武威市耕地面積359 563.53hm2。2005年水澆地226 162.8hm2，占耕地總量的62.90%；由于干旱缺水，武威市土地資源得不到充分利用，已利用的農地總體質量較差。一是農用土地比重低，全區農、林、牧總用地僅占轄區面積的49.25%；二是墾殖率低，僅有11.22%，區內僅石羊河流域就有宜農荒地約13. 393萬hm2，因無水而難以開墾；三是耕地利用率低，全區耕地保灌面積僅占耕地總面積的59%左右，多年來包括復種面積
在內，全區總播種面積只占總耕地的92%左右；四是林牧業用地質量較差，林地中有林地面積僅39.44%，現有森林維持生態平衡的功能脆弱，草地中干早半干旱和荒漠草場約64.05萬hm2，比重高達64.42%，草地的綜合生產力水平低下。
（二）研究方法
研究以武威市土地利用總體規劃修編前期研究專題為背景，以石羊河流域水危機和生態危機為研究對象，選取2003 年為現狀水平年，2010 年和2020 年為規劃水平年，根據預測的農業用水量和農田灌溉配水定額計算出武威市基于水生態安全的耕地保有量。具體測算步驟為：
（1） 水資源供給分析。
（2） 水資源需求預測。包括：生活用水預測、工業用水預測、農業用水預測、生態環境用水需水量預測。
（3） 耕地保有量測算。
通過擬定田間節水灌溉模式，擬定各灌溉模式灌溉定額，確定農田灌溉配水定額，根據節水灌溉調整后得到的規劃水平年農田配水面積和綜合灌溉凈定額確定各個縣區規劃水平年的農業用水量，根據確定的農業用水量和農田灌溉配水定額可計算出基于農田灌溉配水確定的耕地面積。在研究區域耕地類型單一的情況下，即可得到規劃水平年基于生態安全的耕地保有量。考慮部分區域耕地資源分布特點和經濟發展情況，需要再加上旱地面積來確定規劃水平年基于生態安全的耕地保有量。具體計算公式如下：
S為耕地保有量；S1為水澆地耕地保有量；S2為旱地面積；
Q為農業生產用水量；V為農田灌溉配水定額。
二、結果與分析
（一）武威市供水量計算
石羊河流域水資源總量為16.59億m3，包括地表天然水資源量和與地表水不重復的地下水資源量。其中地表天然水資源量為15.6億m3， 與地表水不重復的地下水資源量0.99億m3。
按水系分，西大河水系水資源總量2.02億m3，其中地表水資源量為1.91億m3，與地表水不重復的地下水資源量0.11億m3；六河水系水資源總量14.45億m3，其中地表水資源量為13.57億m3， 與地表水不重復的地下水資源量0.88億m3；大靖河水系水資源總量0.13億m3，其中地表水資源量為0.13億m3，與地表水不重復的地下水資源量20萬m3。武威市供水量可按石羊河流域水資源總量扣除西大河水系水資源總量后計算［2-4］。
（二）武威市需水量預測
根據分析預測的各水平年社會經濟發展指標和需水定額，預測各水平年需水量。
在分別預測農田灌溉需水、生活用水、工業用水、基本生態需水的基礎上，可加總得出，不同水平年流域總需水量。
（三）水資源配置
12010水平年流域水資源配置
根據民勤盆地和六河中游的水資源供需平衡結果，綜合分析，2010水平年，推薦的田間節水措施，即六河中游戶均1座日光溫室和1畝大田滴灌，高效節灌面積達到24.73萬畝，占中游總配水面積的11.64%；民勤盆地戶均1座日光溫室和人均1畝大田滴灌，高效節灌面積達到27.46萬畝，占民勤盆地總配水面積的48.81%。
規劃范圍武威金昌兩市出庫斷面可分配水資源量15.31億m3（包括與地表水不重復的地下水資源量0.99億m3和淺山區小溝小河可利用資源量0.64億m3），水資源配置方案為：涼州區7.30億m3，民勤縣2.66億m3，古浪縣0.70億m3，金昌市4.65億m3。
此方案下，全流域用水結構（生活∶生態∶工業∶農業）由現狀的3.7∶4.5∶5.4∶86.4，調整為4.6∶6.1∶12.0∶77.3，農業用水比例大幅下降，用水效率明顯提高；各盆地地下水采補基本平衡。
22020水平年流域水資源配置
在2010水平年治理措施的基礎上，為了實現民勤盆地地下水正均衡，使地下水淺埋區（埋深小于3米）范圍逐步擴大，需進一步在六河中游的黃羊、古浪、東河、清河灌區進行節水改造，節余水量通過東大河至蔡旗專用輸水渠輸向民勤。基本實現全流域社會經濟與生態環境的可持續發展。
2020水平年水資源配置方案：
規劃范圍武威金昌兩市出庫斷面可分配水資源量15.31億m3（包括與地表水不重復的地下水資源量0.99億m3和淺山區小溝小河可利用資源量0.64億m3），水資源配置方案為：涼州區7.30億m3，民勤縣2.96億m3，古浪縣0.7億m3，金昌市4.35億m3。
此方案下，全流域地下水采補實現正均衡0.94億m3，其中六河水系中游武威南盆地地下水采補持續保持2010水平年基本平衡狀態，下游民勤盆地實現正均衡0.26億m3；西河水系正均衡0.65億m3。到2020年，全流域用水結構（生活∶生態∶工業∶農業）由2010年的4.6∶6.1∶12.0∶77.3，調整為6.6∶6.9∶16.4∶70.1，農業用水比例進一步下降，用水結構更趨合理。
（四）流域水量分配方案
根據水資源基本規定和定額指標體系，提出多年平均情況下的流域水資源分配方案，見
在多年平均水量方案的基礎上，對不同來水頻率（P=90%、P=75%、P=50%、P=25%、P=10%）按照優先順序進行分配，即：枯水年：按照優先保證生活用水、其次保證重點工業和基本生態用水、剩余水量滿足農業和其他用水的配水原則進行分配；豐水年：按照配水優先序不變、水量不再增加、富余水量全部沿河道下泄。
在空間上表2的水量界定的是分配給各縣區的凈水資源量，在類別上界定的是分配給各行業的凈耗水量。各縣區各部門的水量總和，即為該縣區在來水多年平均狀況下的最大的可耗水量。各縣區可在此框架下，通過節約、調整、處理、利用等措施，挖潛改造，最大限度地提高水資源對國民經濟各部門的滿足程度。
（五）灌溉定額
武威市現狀灌溉模式主要為常規灌溉，田塊大、平整度差，灌溉粗放，用水浪費，此部分灌溉面積約占總面積的92%，高效節水灌溉比例不到1%。
根據石羊河流域的自然條件，通過節灌模式的適應性分析論證，適宜發展的節灌模式主要有：渠灌、管灌、大田滴灌和日光溫室等。渠灌就是對斗農渠實施硬化襯砌，田間采用小于0.5畝的小畦灌溉；管灌就是對斗農渠采用管道輸水，田間采用小于0.5畝的小畦灌溉。
灌溉定額綜合考慮氣候、高程、土壤、種植結構等因素［5］，結合灌溉試驗資料，對比新疆、甘肅黑河流域等自然條件類似地區的節水灌溉制度以及本流域的灌溉試驗資料，分西大河片、六河中游片、六河下游片，擬定各灌溉模式灌溉定額。對應不同的田間節灌模式，按灌溉模式面積比例分片綜合出不同水平年的凈灌溉定額。詳見表3。
（六）基于水生態安全的耕地保有量測算
石羊河流域現狀產業結構布局與流域水資源承載力極不匹配。第一產業規模偏大，用水量過多，水資源利用效率和效益不高。為此，必須通過優化農業種植結構，控制農業灌溉規模，加大節水型經濟作物種植比例，減少農業用水總量，把擠占的生態用水退出來。加快流域的城鎮化建設、產業結構調整和農業內部結構調整步伐，減輕水土資源的承載壓力，是流域治理最直接有效的措施［6-10］。
農田灌溉規模調整后，石羊河流域要以糧食自給自足為條件，大面積推廣高效節水模式，因地制宜的推進產業化的高效種植業發展之路，其已經不再適宜作為甘肅省的商品糧基地。在種植結構調整方面，六河中游適宜發展以外銷為主的日光溫室蔬菜基地［11］；對于六河中游井灌區，可以以葡萄酒業為支撐，發展釀酒葡萄基地；依托下游民勤盆地獨特的自然地理條件，實施經濟作物的規模化種植，可選擇棉花、瓜類、鹽地藥材等，目標是帶動武威市逐步走上農業產業化、工業化發展之路。同時，為了確保產業結構調整的順利實施、地區各類產業的持續發展，政府在高效節灌模式的實施過程中，應當積極做好市場引導、技術指導、水資源管理等各項工作［11］。
以上述確定的農業用水量和農田灌溉配水定額為依據，可計算得出2020年基于農田灌溉配水確定的耕為21.61萬hm2。
三、討論與結論
武威市土地利用總體規劃中，確定的耕地保有量目標，2020年，為35.72萬hm2，完全保證較高復種指數下的武威糧食的完全自給以及較低復種指數下至少120%的糧食自給。該規劃目標與武威市現狀耕地面積接近。武威市現狀耕地中，水澆地占62.9%，即水澆地面積約為22.05萬hm2，與基于水生態安全測算值基本接近，即現狀水澆地面積已是水生態安全的臨界值。根據測算結果可考慮武威市是否適合作為糧食基地，其耕地保有量測算方法有必要根據區域實際進行更新研究。
石羊河流域位于甘肅省中西部，屬于典型的灌溉綠洲農業。但由于綠洲農業被沙漠戈壁包圍著，氣候惡劣，流域內水資源過度開發利用，綠洲用水供需矛盾非常突出［12］，區域生態系統異常敏感和脆弱。尤其是下游民勤地區生態已十分脆弱，隨著人口的持續增加，在50年綠洲氣候不明顯的情況下，由于人們不合理的開發，導致地下水開采過度，造成綠洲面臨退化消亡威脅，嚴重危及當地居民的生存［13］。傳統農業規模一直處于擴張狀態才維持了現有人口的溫飽生活水平［14］。一方面為確保糧食安全而擴張綠洲農業，人工綠洲不斷擴大，另一方面這種傳統粗放的農業擴張又會直接導致生態環境的惡化，天然綠洲則不斷萎縮，致使石羊河流域農業發展陷入一種惡性循環。因此，耕地保護納入生態系統是生態保護的必然，也是保持區域水土平衡的需要。
參考文獻：
［1］張翔,夏軍,賈紹鳳.水安全定義及其評價指數的應用［J］.資源科學,2005,27 (03) : 145―149.
［2］ 李有林.石羊河流域地下水水環境問題［J］.地下水,2000,22（03）:113―116
［3］唐斌山.石羊河流域水資源開發利用戰略的多層次模糊綜合評判［J］.干旱地區農業研究,1994,12（03）85―93
［4］高飛，石培澤.石羊河流域西大河水系水資源時移轉化關系［J］.西北水資源與水工程,1994,5（03）:70―73
［5］ 張鑫. 區域生態環境需水量與水資源合理配置［D］.西北農林科技大學,2004.
［6］馬國軍.石羊河流域水資源承載力與生態安全研究［D］.甘肅農業大學學位論文,2008.
［7］宋明偉. 石羊河流域生態環境需水量研究［D］.甘肅農業大學學位論文,2007.
［8］張志科.寧夏彭陽縣節水存在問題及發展對策［J］. 北京農業,2008,3（02）:64―66.
［9］高建峰等.工程水文與水資源評價管理［M］.北京.北京大學出版社,2006:232―238.
［10］王霞.流域水資源優化配置理論與應用研究［D］.河海大學學位論文,2006.
［11］靳曉穎.石羊河流域地下水系統劃分及水資源科學管理［D］.中國地質大學學位論文,2008.
［12］杜少平,馬忠明.現代農業節水技術研究現狀、存在問題及發展趨勢［J］.世界農業.2009，（04）：63―66.
［13］張明鐵等.額濟納綠洲生態環境變化及原因分析［J］.中國水土保持科學,2003,1(04):56―60.
［14］ 矯樹春,領耀文.近40年來民勤綠洲空間變化研究［J］.干旱區資源與環境,2004,18(08):92―96.