水文与水资源工程方向

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水文与水资源工程方向范文第1篇

一、水文行业发展现状

随着2011年中央一号文的，水利行业乃至水文行业的重要性得到最大程度的凸显，水文行业作为水资源调查和规划的主力军，其行业重要性更是不言而喻，2012年初，国务院出台3号文件对实行最严格水资源管理制度提出明确目标和任务。我国水文事业发展正迎来前所未有的发展机遇。当下，水文行业已树立“大水文”发展理念，坚持走“建设水文、管理水文、经营水文”的发展道路。具体内容为以科学发展观为指导，积极践行可持续发展治水思路，紧紧围绕水利中心工作和经济社会发展需求，统筹规划、突出重点、适度超前、全面发展，以加强水文水资源监测体系建设为基础，以提高预测预报能力为重点，以推进体制机制改革为动力，以提供全面优质服务为目标，以强化科技创新和队伍建设为保障，加快推进水文从侧重局部建设向注重整体发展转变，从技术导向型向服务导向型转变，从数据服务型向成果服务型转变，从行业水文向社会水文转变，努力提高水文现代化水平，为水利和经济社会发展提供有力支撑。具体主要有以五个方面的发展趋势：

1．水文站网体系大幅度加强，机构不断完善，投入增幅巨大

仅以湖北省为例，2010年水文站点1,000多个，2013年已增至4,000多个，到十二五末期将增至10,000多个。同时相应的组织管理机构不断完善，地市级和县级水文机构陆续成立。十二五期间湖北省水文事业投资规模达到18亿，远超历史投入总和。

2．水文观测处理应用的全面信息化

通过运用现代科学技术，尤其是计算机和网络技术，正在实现各类水文及水资源信息及其处理、运用的数字化、网络化、集成化和智能化，达到广泛的信息交流和共享的目的。

3．水文行业公众服务的广度和深度大幅增加

水文行业力图摆脱简单的收集信息信息的公众服务角色，争取在水文与水资源信息的利用上找到新的发展支撑点，具体在水质预警、山洪预警、水土保持、水电开发、水资源论证评价、水量分配监督等方面开展信息服务，同时要求尽量开展精细化的成果服务。

4．大力加快生态水文的建设

十中提出要建设生态文明，具体到水资源方面，首先必须要做好水量和水质的监测，同时积极拓展水生态监测服务体系，特别是仅仅围绕水生态文明建设战略部署，以落实最严格的水资源管理制度为抓手和切入点，成为“三条红线”考核的“水量与水质信息的监控者”、“技术权威人”和“考核参与者”。5．大力发展城市水文目前，国家在加快城镇化建设步伐，城市的防洪、排涝和水资源保护等工作的重要性也日渐凸显，所以，水文工作的部分重心也逐渐向城市转移，具体来讲，一是加强城市防洪水文监测及水文预警预测工作，二是做好城市水量和水质的监测工作，确保“用水安全”。水文站网在城市布点的频度也日趋加大。

二、水文专业人才需求状况与趋势

水文是服务于经济社会发展的重要公益性基础事业，其重要性正在逐步加强，今后类似国家气象局、国家地震局等成立国家水文局也是非常有必要和可能的，目前各流域水文机构和省级水文机构多数属于副厅级单位，已有11个省区市水文机构实行了参照公务员管理。截止2011年底，我国水文部门共有各类水文测站46,783处，包括水文站3,219处、水位站1,523处、雨量站19,082处、水质站7,750处、地下水监测站13,489处。水文部门共有从业人员66,391人，其中在职职工26,270人，离退休职工14,384人，委托观测员25,737人。截止2013年底，全国水文部门共有各类水文测站86,554处，包括水文站4,011处、水位站9,330处、雨量站43,028处、水质站11,795处、地下水监测站16,407处。水文部门共有从业人员69,879人，其中在职职工26,236人，离退休职工15,113人，委托观测员28,530人。根据以上数据，自2012到2013年，各类水文测站总个数年均增长率为36%，水文站个数年均增长率为12%，水位站为148%，雨量站为50%，水质站为22%，地下水监测站为10%。各类水文测站总体数目显著增加，其主要得益于国家对水文基础设施建设的大力投入，“十五”期间国家在水文建设投资27亿元，“十一五”期间投资45亿元，“十二五”期间计划投资289亿元，水文建设投入大幅增长，水文站网数量大量增加，现代化仪器设备更新换代，对水文队伍的数量和质量也提出了更高要求。但从2012至2013年全国水文部门的人员数量分析来看，目前各水文部门人力资源缺口较大，具体可从以下两方面论证：一是2012到2013年水文部门从业人员数量整体未发生变化，而各类水文测站数目大幅度增加，即使广泛推行巡测和自动测报技术，也有一个缓冲期和适应期，现有人员要做好新建各类水文站的日常维护和管理有非常大压力；第二，据调查，现有水文单位从业人员普遍存在老龄化，青年骨干较少的困境，从数据上看，2012~2013年，不考虑委托观测员，离退休职工占总人数比例为36%，离退休职工数净增729人，考虑约2%的自然死亡率，年退休率在3.5%，均高于全国事业单位平均水平。总结以上分析，目前全国水文行业人才需求量呈持续上升势态，按2013年水平计算，每年实际新进职工人数约在920人，根据历年水文单位招聘人员计划统计分析，招收专科生、本科生和硕士生比例约为2：3：1（博士生招收数量较少，且主要集中在水文科研单位），故水文单位招收专科生人数约在300人左右，考虑水利工程、水利信息化相关专业、水质水保相关专业在专科生招聘计划中所占比例，全国每年招聘水文与水资源专科专业学生的计划约在200人左右。收集统计各各流域水文机构和省市级水文机构近3年招聘计划，平均各省每年招聘水文专科学生在6~8名，按30个水文机构测算，全国每年招聘水文专科学生计划约为200人，这个数据和前文统计分析数据基本一致。目前，全国常年开设水文与水资源专科院校有2所，分别是长江工程职业技术学院和黄河水利职业技术学院，年招生规模合计约在120人，同时安徽水利水电职业技术学院、江西水利职业学院、湖南水利水电职业技术学院等平均2~3年开设有水文与水资源短期培训班，主要培养水利工程偏水文与水资源专业学生，规模较小，且主要为定向培养。结合前文分析结论—全国每年招聘水文专科学生计划约为200人，水文行业人才需求量呈持续上升势态—可知，目前专科水文与水资源专业具有上升势态的社会需求和继续发展潜力。同时，结合水文行业发展现状调查结果可知，目前专科水文与水资源专业的职业技能要求正向观测手段信息化能力、水生态观测能力和城市水文监测能力迁移。

三、水文与水资源专业改革发展建议

长江工程职业技术学院水文与水资源专业为学院历史悠久的重点特色专业之一。学院原隶属水利部管理，具有深厚的水利行业背景，划归湖北省管理后，在“校企合作，工学结合”的高职办学指导思想下，进一步密切和长江水利委员会及各省水文机构的联系，开展专业建设和课程建设，取得了一定的成果，在水文发展的新形势下，需要进一步加快人才培养模式和专业建设改革，为水文行业提供高质量的技术技能人才。

1．紧跟水文信息化发展趋势

我国水文行业和其它行业一样，正在快速步入信息化发展的高速通道，具体来讲，目前正在推进的信息化工程主要有四个方面，一是加强基层信息化硬件和软件的建设，做好信息化顶层设计；二是建立水文数据中心，实现信息资源整合；三是构建信息共享一张图，实现一站式服务；四是建立综合应用服务平台，实现应用协同。因此水文与水资源专业需要在课程内容上充分融入现代水文信息技术，加快课程开发和革新速度。

2．加强对水生态监测的关注度

2013年水利部水文局召开了水生态监测工作会议，强调并部署我国的水生态监测工作，长江水利委员会在2015年全面启动了水生态试点监测工作，试点主要集中在长江干支流7个江段，监测项目包括浮游植物、浮游动物、着生藻类、鱼类及鱼苗等。开展这种项目对于传统的水文行业来说是一次跨越式的发展，将会大大拓宽水文行业的范围，显著提高其社会服务贡献度，水文与水资源专业应充分与水生物、水环境等学科交叉，形成外延更加广大的新型水文与水资源专业。

3．逐步建立城市水文监测技术体系

随着我国城镇化进度的加快，城市人口比例的提高，城市的重要性也在日趋提高，而城市防洪排涝、水质安全、水环境等问题也越来越被社会所关注，从2011年开始，陆续有很多水文局开展了系统的城市水文监测工作，水利部也在2014年了《城市水文监测与分析评价技术导则SL/Z572-2014》，这也标志着我国从国家层面正式规范和发展这一水文行业方向。目前城市水文监测刚刚进入发展阶段，很多技术都有待提高和完善，学校的水文与水资源专业也应积极关注这些技术发展，参与到城市水文监测技术体系的建立完善中。

4．适应现代水文巡测的新需求

传统水文行业主要依靠在水文站驻测来实现水文资料的获取，随着社会的发展，以现代水文信息化技术为支撑的水文巡测正在迅速提高其所占比重，将逐步变成新时期水文信息获取的主要手段和方式，同时它也是水文基层测站管理体制和水文测验方式的重大改革。新的《水文巡测规范》已正在进行征求意见，其征求意见稿中包括了巡测的新方法、新标准和新仪器，对于处于发展阶段的巡测工作有着很好的指导和规范作用。学校的水文与水资源专业也应提高水文巡测技术在人才培养过程中的比重，适应现代水文发展的新需求。

5．参与水文行业的重要工程

水文与水资源工程方向范文第2篇

面对我国在水资源利用中的各种问题，清华大学水文水资源研究所，改革开放以来，先后承担国家科技攻关、国家自然基金、国家“973”、 “863”等国家和省部级项目近百项，逐渐形成了以应用水文学、水资源规划与水战略、灌溉与排水、水生态环境，防洪减灾、数字水利等为主要研究方向的学科体系，并结合国内外学科动态和国民经济重大需求，开展与宏观经济、生态环境信息科学技术和公共政策等学科的交叉研究。其中，该研究所水文水资源方向研究团队，也在干旱半干旱区的流域水循环机理、水资源高效利用机理，以及水资源规划理论与实践等领域取得了突出的成绩。

流域水文循环机理研究

可以说，流域水文循环机理研究是当今水文学最具希望的前沿领域。针对现有的水文分析方法，清华大学水文水资源研究所利用地面观测与卫星遥感相结合、流域宏观规律与微观机理相结合的方法积极探讨和建立这一新的水文学理论。

2004年起，他们开始在山东省位山引黄灌区筹建生态水文综合试验站，并于2005年3月正式开始观测。该试验站采用了国际水一能量观测计划(GEWEX)中的通量观测设备和观测项目，同时还增设了土壤物理、作物生理、地下水监测。另外，还定期和不定期对土壤水分、地下水水质、作物长势等进行强化观测。通过田间直接观测研究地下水一土壤一作物一大气耦合系统中的水热循环机理及田间蒸散发规律；结合田间观测、卫星遥感建立灌溉条件下区域分布式水文模拟模型，分析和评价我国北方大型灌区水资源消耗的时空变化规律。在长期观察的基础上，他们参考我国其他干旱半干旱地区的实地观测与试验，将水文数据分析方法和水动力学理论相结合，在水文学的基础理论方面进行了探讨，从水能量(热)耦合平衡概念出发，统一了关于蒸发的三个假设即Penman假设、Bouchet假设和Budyko假设，一经刊出即获得国际学界的高度评价。此外，他们还重新推导了流域的水热耦合平衡方程，并建立了基于水热耦合平衡假设的流域蒸散发模型，为预测气候变化的区域水循环响应提供了理论依据。

水热循环基础理论研究之外，水沙科学与水利水电工程国家重点实验室还是国内较早开始流域分布式水文模型研究的单位之一，甚至多位成员早在上世纪90年代于国外留学期间就开始对其进行研究。近年来，又陆续推出了GBHM模型、基于代表性单元的分布式水文模型以及散耗性分布式水文模型。

其中，基于地貌特征的分布式水文模型《GBHM》充分考虑了流域的地形地貌特征，以Gls为工具，利用分形理论对分布在不同气候条件的流域进行了地形地貌特征分析。在此基础上，独立提出了一套有别于常用的方形网格和三角形网格的离散单元划分方法，将流域宏观水文特性与水动力学过程结合描述流域水文过程，既提高了计算效率又保证了精度，从而有效地解决了特大流域分布式水文模拟的瓶颈问题。在GBHM模型的基础上，耦合了土壤侵蚀和泥沙输移，污染物的地表径流冲刷及在土壤中的迁移转化等过程，构建了分布式的流域水量水质耦合模型。

他们提出的“基于代表性单元的分布式水文模型”，不仅总结了流域水文本构关系建立的方法，提出了具有较强适应性的基于蒙特卡罗模拟的数值法，构建了适用于一般流域水文模拟的完整的本构关系，与基本方程一起构成的闭合常微分方程组，还采用先进的数值计算方法，大大提高了模型求解的计算效率、稳定性和鲁棒性，已在中国和美国的近10个不同类型的流域进行应用和模型结构与参数的诊断研究。

同样地，“干旱区散耗型水文模型”的提出也是他们不断积累与创新的结果。在对干旱区绿洲水文过程的长期研究之上，他们突破传统的流域概念，根据干旱区绿洲的水文过程以径流的散耗为主的特点，提出了水文模型。该模型描述了干旱区完整的水文过程，包括出山口以上的径流产汇和出山口以下的径流散耗，将流域相应地可划分为径流产汇区和径流散耗区，对干旱区绿洲内水分转化过程建立各种计算方程和转化关系，从而可对整个绿洲的水资源的转化和消耗进行计算和分析，并可为其他地区的水文模拟提供新的思路。四水转化与水资源高效利用机理

“四水”是指大气水、地表水，土壤水和地下水，其转化规律及水热耦合迁移和转化机理是SPAC(土壤植物一大气连续体)研究中的重点，是农田水循环研究的基础。

上世纪80年代初，当时的水文教研组就开始了土壤水领域的研究，在土壤水分运动机理、土壤水分运动参数测定，植被蒸发蒸腾原理、降雨入渗机制等方面取得了一系列研究成果，他们编著出版的《土壤水动力学》已是国内该领域的权威著作。建立新疆叶尔羌灌区地下水和土壤水，盐观测基地在国内较早地开展了SPAC相关研究，形成了SPAC机理、模型与应用的一系列成果。微观机理方面，包括陆面蒸发和腾发的机理、饱和一非饱和土壤中的水分运动机理、田间土壤一植物一大气系统中水热的耦合运移机理、伴随水循环的作物生态过程机理。宏观区域水循环方面，他们又应用“3S”技术将微观(田间)水循环机理应用到灌区或区域，用以研究区域水资源消耗，特别是蒸散发的时空变化规律并评价农业节水潜力。

由于长期在新疆塔里木河流域开展四水转化与水资源高效利用研究，他们提出干旱区绿洲四水转化模型，并进一步提出了以耗水平衡为基础的干旱半干旱地区水资源高效利用理论，为新疆叶尔羌、山东位山、宁夏青铜峡等大型灌区的节水改造及水资源的合理高效利用提供支撑，为干旱区水土资源的可持续利用提供了理论支撑。此外，结合遥感技术的发展，他们还开发了遥感腾发模型PT-VITT，为大尺度非均匀区域的腾发研究提供了新途径。

水资源规划理论与实践

在不断的探索中，他们逐渐寻找出水资源研究的突破口，将研究重点从水资源系统本身的规律，扩展到对水资源系统与社会经济系统及生态环境系统的耦合问题的研究，研究尺度也从单个水利工程向覆盖全流域和相关区域的范围发展，研究成果主要集中在流域尺度的宏观经济水资源理论，面向生态环境的宏观经济水资源合理配置理论与方法上。

针对流域生态用水管理与调度评估关键技术，他们结合塔里木河流域生态用水问题，建立了干流地表水、地下水、土壤水监测系统，取得了系统的监测资料建立了干流上中游，干流下游水均衡模型，测算了不同根系深度、不同地下水埋深对应的潜水蒸发量，确定了自然植被的年耗水量，计算了塔里木河干流生态需水量。一系列成果在干流下游水资源配置和工程规划以及应急输水的效果评估等工作中发挥了重要价值。

针对水权理论框架和实施关键技术，以及基于水权的水资源管理理论与方法的研究，他们在全国水资源综合规划，石羊河流域近期综合治理、中澳水权项目、中日水权项目中

得到体现，提出了我国初始水权分配的理论、原则和模型方法。相关成果已成功应用于石羊河流域综合治理规划中，该规划于2007年12月国务院正式批准实施。

针对流域人与自然用水冲突协调关键技术，他们又提出了以耗水为中心的，社会经济发展与自然生态保护相协调的，干旱区绿洲水资源配置规划的思路和方法，应用于叶尔羌河流域规划修编及水资源合理配置研究，提出干旱区社会经济用水比例，适宜灌溉面积，合理地下水位，自然生活耗水量等指标，为干旱半干旱区水资源高效利用以及人与自然用水冲突协调提供了理论支撑。

而针对干旱半干旱地区的地面地下水联合调度关键技术，他们在大比例尺水文地质条件勘查、流域地下水监测网络、大型水均衡试验场等试验观测的基础上，建立了基于Gls平台的灌区地表水一土壤水一地下水，溶质垂向运移与二维水平扩散耦合的模型体系，运用数量化理论进行了区域水文地质参数的评估，应用于疏勒河流域的水土资源综合规划，对世行项目规划的移民方案提出了重要的修正意见并得到采纳。

流域水量统一调度

不唯如此，在水沙科学与水利水电工程国家重点实验室平台上，他们整合水文水资源的研究成果并应用于流域水量统一调度。以黄河流域和塔里木河流域水量统一调度工作为背景，他们提出了系统流域水量调控的理论方法和模型体系，建立适用于流域水量统一调度的管理系统和情景模拟平台，应用于两个流域的水量统一调度实际工作中，对防止河道断流和提高水量统一调度的科学性具有重要作用。在理论方法层面，提出了水量统一调度的两个理论基础，即水流演进与水量调控机理和水资源与社会经济系统耦合作用机理；在模型层面，提出了流域水量调控的自适应模型和基于复杂适应系统理论的整体优化模型；在应用层面，更是开发了黄河流域水量调度决策支持系统和塔里木河流域水量调度决策支持系统，并投入使用。

理论方法与模型暂且不论，仅是应用层面的工作就大大值得称道。经过反复的实践，他们将现行水量调度方法方案编制由原来的人工计算变为计算机控制，而且应用自适应理论和基于复杂适应理论的水资源优化配置理论，建立了水量自适应分配模型和优化调度模型，克服了以往调度中存在的多项缺点，不仅能根据国务院分水指标，实时跟踪动态目标，快速精确地将水量分配给各用水单位，也能对全流域年水量调度分配指标进行优化，并通过三维仿真对调度方案进行模拟仿真。应用实践表明，所建立的模型系统，克服了实际调度中存在的关键技术难题，增强了水量统一调度的科学性和预见性，提高方案编制的效率和调度精度，为黄河和塔里木河流域水量统一，科学调度提供了操作平台和决策环境。两个流域水量调度系统的建立，产生了巨大的经济效益和社会效益。

桩桩件件，不一而足，在水文水资源研究所师生的共同努力下，该研究所在水文学方向上先后荣获多项国家级、省部级科技奖励；编写出版了一批优秀的科研成果专著，在国内外著名学术期刊发表了大量具有影响力的学术论文。

水文与水资源工程方向范文第3篇

【关键词】数学建模；水文预报；水资源规划

中图分类号：TV12 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2013）07-202-01

近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。不论是用数学方法在科技和生产领域解决哪类实际问题，还是与其它学科相结合形成交叉学科，首要的和关键的一步是建立研究对象的数学模型，并加以计算求解。人们常常把数学建模和计算机技术在知识经济时代的作用比喻为如虎添翼。

数学建模在水文与水资源工程专业中更是发挥着重要的作用，尤其是在水文预报和水资源规划方面。

一、数学建模的介绍

（一）数学建模概述

数学建模是在20世纪60和70年代进入一些西方国家大学的，我国清华大学、北京理工大学等在80年代初将数学建模引入课堂。经过20多年的发展现在绝大多数本科院校和许多专科学校都开设了各种形式的数学建模课程和讲座，为培养学生利用数学方法分析、解决实际问题的能力开辟了一条有效的途径。数学建模是一种数学的思考方法，是运用数学的语言和方法，通过抽象、简化建立能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学手段。

（二）数学建模的应用

数学建模应用就是将数学建模的方法从目前纯竞赛和纯科研的领域引向商业化领域，解决社会生产中的实际问题，接受市场的考验。可以涉足企业管理、市场分类、经济计量学、金融证券、数据挖掘与分析预测、物流管理、供应链、信息系统、交通运输、软件制作、数学建模培训等领域，提供数学建模及数学模型解决方案及咨询服务，是对咨询服务业和数学建模融合的一种全新的尝试。

（三）数学建模十大算法

1.蒙特卡罗算法，该算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性。2.数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法，通常使用Matlab作为工具。3.线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题，通常使用Lindo、Lingo软件实现。4.图论算法，这类算法可以分为很多种，包括最短路、网络流、二分图等算法，涉及到图论的问题可以用这些方法解决。5.动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。6.最优化理论的三大非经典算法：模拟退火法、神经网络、遗传算法（这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的算法，对于有些问题非常有帮助，但是算法的实现比较困难，需慎重使用）7.网格算法和穷举法，网格算法和穷举法都是暴力搜索最优点的算法，在很多竞赛题中有应用，当重点讨论模型本身而轻视算法的时候，可以使用这种暴力方案，最好使用一些高级语言作为编程工具。8.一些连续离散化方法，很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只认的是离散的数据，因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要。9.数值分析算法（如果在比赛中采用高级语言进行编程的话，那一些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用）。10.图象处理算法。

二、数学建模在水文与水资源中的应用

（一）数学建模在水资源规划中的应用

全国水资源综合规划的目的是为我国水资源可持续利用和管理提供规划基础，要在进一步查清我国水资源及其开发利用现状、分析和评价水资源承载能力的基础上，根据经济社会可持续发展和生态环境保护对水资源的要求，提出水资源合理开发、优化配置、高效利用、有效保护和综合治理的总体布局及实施方案，促进我国人口、资源、环境和经济的协调发展，以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展。

（二）数学模型在水文预报中的应用

水文预报是水文学为经济和社会服务的重要方面，特别是对灾害性水文现象做出预报，对综合利用大型水利枢纽做出短期、中期和长期的预报，作用很大。中国已开展预报服务的项目有：洪水水位与流量、枯水水位与流量、含沙量、各种冰情、水质等。

水文预报的方法，在产流方面常用降雨径流相关图，在汇流方面常用单位线。现在的发展方向是应用流域水文模型，根据流域上实测的降雨或降雪资料预报流域出口的流量过程。

在实际应用中，通过建立模型并求解，做出短期或中长期的预报，对防洪、抗旱、水资源合理利用和国防事业中有重要意义。

水文与水资源工程方向范文第4篇

关键词：土地利用变化； 水文效应； 探究视角

中图分类号： P285.2+3 文献标识码： A

众所周知，由于人口数量不断增加，城市化趋势日益明显，土地资源与水资源需求越来越紧张。从这个角度出发，不断总结现阶段土地利用对于水资源影响的理论基础，探析土地利用与水资源利用之间的关系，从而为后期土地利用变化对于水文效应的研究工作打下基础。

一，土地利用变化的水文效应研究困难

现阶段，在水资源影响因素中土地利用变化因素的研究中，总会出现很多

的困难。详细来讲，其一，数据资料获取难度大，我们知道，水文数据记录时间都比较短，精度不是很准确，但是在现在以模型方式去研究的背景下，要求使用高精度的数据资料。其二，土地利用对于水资源产生的影响是多方面的，往往涉及到自然，社会与经济等方面的因素。其三，以传统的试验方法和统计分析方法去分析土地变化的水文效应，显得以偏概全。其四，土地利用变化的水文效应的尺度不明确，很可能在时间和空间上表现出很大的差异性。上述四个基本问题是研究土地利用变化的水文效应的切入点，如何使用以先进的视角去审视，以先进的技术去处理，将关系到土地利用变化的水文效应的研究成果。

二.研究内容上的多样性

2.1植被覆盖度对于土地利用变化的影响

土地利用变化对于水资源影响的研究，一开始是从植被覆盖度的角度开始的。相关学者普遍认为森林类型的变换将对于水文产生显著的影响，但是在影响的界定却存在很多的异议。比如在其对于径流的影响上，英国学者Robinson认为成熟林可以在抑制洪峰流量上发挥作用；Sikka 等将印度草改造成为蓝桉树林地，却发现枯水流量不断减少，对于洪峰流量有着明显的抑制作用；还有新西兰学生的研究得出了造林对于洪峰的影响程度远远高于对于枯水流量的影响程度。这样的差异性结论，是由于其研究的对象有着时间和空间上的差异性。

2.2人为驱动对于土地利用变化的影响

随着城市化趋势不断发展，人们对于土地利用的水文效应的研究开始转向于城市用地，工农业用地和牧草地。在此方面众多学者有着一直的观点：城市用地的不断增加，使得径流量不断增加，相对应的地下水不断减少，从而使得区域的水文处于不稳定状态，很容易诱发洪水危险；例如, Wijesekara等结合加拿大某流域的研究发现，由于人口的不断增加，使得集水区不断出现，相对应的落叶林和常绿林不断减少，这不仅仅使得集水区承受这洪水危险，而且将不利于地表水的稳定供给。

2.3土地利用空间对于土地利用变化的影响

现阶段，对于土地利用变化的水文研究也开始向土地利用空间方向研究，其主要集中在对于因为空间差异性导致的水资源影响进行探析，比如，Thanapakpawin 等以泰国Mae C haem 流域为研究区域，高地貌特征明显区域，如果耕地米阿尼不断扩张，将会对于其年均降水量产生影响，这样的影响程度往往相对于低地貌来说更加的明显。这说明了土地利用空间对于土地利用变化的水文特征产生了很深刻的影响。

三.研究方式的发展性

传统意义上的土地利用变化研究，主要是以土地数量结构为基础，通过对于历史记录信息去归纳土地利用的变化特征。主要涉及到三个方面的内容，即土地空间使用变化，植被覆盖面积变化和人为建筑的变化。从这个角度来讲，为了更好的迎合现实需求，研究在方式上实现了全面的发展，呈现出动态化和复杂性的特点。其主要表现在三个方面：其一，基于情境分析法的理论，土地利用变化模型成为情境构建的基础的同时，也便于社会经济因素的全面渗入，使得研究更加的全面和深刻；其二，随着研究工作的不断深入发展，使得人们开始关注于土地变化的空间分布，不再是单纯意义上的建筑数量结构，极大的延伸了其研究的视角；其三，结合土地利用变化模型可以结合其时间和空间上的特征，保证合理使用各方面的信息要素，在分布式水文模型的理论基础上实现与土地利用变化模型的结合。

3.1分布式水文模型

所谓分布式水文模型，是指以气候，人类活动和水资源为元素，构建起科学合理的框架，其对于土地利用变化的水文效应的研究工作有着巨大的作用。也就是说物理的分布式水文模型有着其他模型难以比拟的优势，其不仅仅可以有效的反映出流域内的空间信息，还可以揭示气候特征和物理参数情况，因此被广泛的使用到水文研究工作中。由于实验对象，实验条件和实验目的不同，其在研究过程中可能将其分为分布式和半分布式水文模型，基本上涉及到以下几个类型：SWAT模型，MIKE-SHE模型，PRMS模型，VIC模型，DiCaSM模型和ArcEGMO模型等。在上述模型的建立过程中，不仅仅要充分结合研究区域的实际特点和研究对象，还要对于其制约因素和可用情况进行分析。

3.2情景分析方法

情景分析方法，在土地利用变化中应用也是比较普遍的。情景设定主要是由于土地利用变化特征和发展目标的差异性。尤其是在研究内容不断增多的情况下，研究者将视角转移到气候变化和土地利用上，不仅仅要求实现两者的独立分析，还要对于其间的相互影响表现出来。这就需要借助情景分析法。但是情景分析法是在土地利用变化模型和水文模型发展成熟的情况下慢慢开展的，一方面土地利用变化模型使得土地利用变化实现了动态化模拟，能够成为情景分析法详实的信息来源，实现了从数据结构向空间结构的转化。另外一方面，水文模型可以帮助情景分析法去处理很复杂的情景设定，使得其在不同情景中展开对比。

四.结束语

综上所述，随着人类经济社会活动加剧，势必会不断加大对于土地资源的使用，由此带来的影响是多方面的，动态化的。尤其在土地利用变化的水文效应方面，虽然现阶段我们在很多角度和方法上都有所突破，但是由于自然，社会，经济的不确定性，使得其影响因素之间产生不同程度的影响，从而使得土地变化的水文效应的研究工作的难度不断加大，我们应该坚持实事求是，在现有理论基础上去促进研究工作的发展。

参考文献

[1]夏军,谈戈.全球变化与水文科学新的进展与挑战[J].资源科学,2002,24(3):1～7

[2]李昌峰,高俊峰,曹慧.土地利用变化对水资源影响研究的现状和趋势[J].土壤,2002,(4):191～205.

水文与水资源工程方向范文第5篇

关键词：需求与推广；水资源；技术

一、发展趋势和科技需求

在强烈的社会实践需求和现代科学技术发展的推动下，水文水资源的技术开发和研究将进一步深化，其研究领域和研究尺度不断扩大，技术方法的先进性将进一步提高，服务于水利和相关行业生产实践的能力将进一步提高。水文水资源领域科技发展的趋势是：

(一)水文信息的采集和监测能力将不断提高。地面水文信息采集监测站点与气象雷达和遥感卫星等将形成立体观测信息网络，大大提高对整体水文事件特别是极端水文事件的分析、监测和预警能力。

(二)大尺度以及环境变迁影响下水文研究工作的开展。不仅研究陆面地表水、土壤水和地下水量的转换机制，而且利用高分辨率遥感卫星等更先进的空间观测手段研究陆面海洋大气界面上的水分和能量的交换过程。

(三)跨学科的综合和交叉。水文水资源与地球科学、计算机与信息系统、系统工程科学、社会学、经济学、生态学等的交叉性不断加强，将促进实现水源有效开发利用与经济高速增长和生态环境的协调发展。

(四)现代高新技术的广泛应用。随着现代科学技术的迅猛发展，核技术、地球观测技术、信息技术、现代控制理论和方法等在水文水资源研究的各个领域中融合渗透，使得水文水资源的研究方法出现突破性进展。

我国经济社会快速发展、城市化进程加快和人民生活水平不断提高，与此同时我们又面临水资源短缺、水环境恶化和水旱灾害严重等问题，并成为国家经济社会可持续发展的重要制约因素。力争以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展，着力解决水资源的供需平衡矛盾，是水文水资源科技研究的中心任务。围绕这个中心任务，结合水文水资源领域科

技的发展趋势，水文水资源领域的技术需求主要包括：

(1)在防洪抗旱减灾方面。加强新技术、新途径(如雷达测雨、卫星遥感、地理信息系统、同位素技术、信息技术等)在洪涝、干旱、水环境监测(包括水雨情时空分布、地下水监测、土壤墒情生态条件等)和预测预报技术的推广应用，加强水文与气象耦合的水文预报技术研究，提高防汛抗旱能力。

(2)在水资源利用和管理方面。一方面是“开源”，包括非传统水资源的利用技术(流域洪水资源利用技术、城市雨水资源利用技术、雨洪回补地下水技术、污水资源利用以及海水淡化等)的应用和推广；另一方面是“节水”，开发和推广先进的节水灌溉技术、水资源水质水量监控技术，建设水资源实时监控与管理信息系统。

(3)在生态安全和环境保护方面。加强供水水源地水质监测实时和预警技术；加强新一代卫星遥感技术对水体浊度、水环境、生态条件等监测信息的推广应用。

(4)大型公用基础软件和信息共享平台建设。水文水资源领域包括大量的专业软件，包括水文监测分析、水资源评价、水资源调度、水资源管理等，这些软件专业性强、适用性广泛，推广这些软件，有助于提高水文水资源行业的水平。促进信息共享平台的建设十分必要，因为基础资料是进行所有创新性科学研究的根本和基础。

二、水文水资源领域技术的推广应用

(一)现代水文预报预测技术

现代水文预报预测技术的核心就在于提高水文预报预测的预见能力，从而为抗旱防洪减灾更好地服务。所以应当加强气象与水文相耦合的预报预测技术的开发和推广，并推进定量的气象数值预报预测产品在水文领域中的应用，尤其是提高水环境变化、抗旱、防汛的预报预测水平；并加强对短中期台风暴潮、水雨情、天气的预报预测工作。这些推广技术包括了气象与水文相耦合的对降雨径流长中期的预报技术、结合定量的气象数值预报预测产品、基于新途径和新技术的水文预报预测技术、基于分布式水文模型和天气雷达测雨信息源的实时的洪水预报预测技术。

(二)水文信息的监测、传输技术

必须推广具有较高效率、操作方便和高灵敏度的水质、旱情、水雨情等实时监测与预警的技术和设备，以满足我国社会经济发展过程中对抗旱防洪减灾目标的要求。这些推广技术包括了新型、高灵敏度的水文信息的监测传感器、远程传输、信息采集、数据管理、处理和分析的技术与设备、地下水温度和水位等自动监测的技术与设备、河湖水质的在线自动监测的技术与设备、依靠卫星遥感信息进行大范围的土壤墒情的实时监测分析技术与设备等。

(三)水资源的合理配置与调度技术

对于流域水资源进行综合管理的实质就是以统筹解决生态安全、供水安全与防洪安全目标等的流域水资源的统一调度。因此应当建立和推广将总量控制来作为核心的统一调度的流域水资源技术体系，从而实现从单一的水利工程调度跨越到跨流域或全流域多水源(过境水、地下水、地表水)的统一配置和调度技术。这些推广技术包括了跨流域生态改善与应急输水监测技术、流域工程体系中多目标联合调控的技术、区域地下水的修复与保护技术研究、半干旱和干旱地区的地下水数值的模拟及其水资源的优化配置等。

三、地下水数值模拟发展趋势

就目前的地下水动态预测模型研究进展来看，研究结果更多都是比较侧重于特定区域、单一模型研究，结果不具有普遍应用性。对于耦合模型来说，更多的是从数学优化角度来进行耦合，单纯追求模型模拟精度，忽略对耦合模型内在机理的讨论研究。实际上，由于地下水系统的复杂性、非线性、多尺度性、突变性和随机性等本质属性的存在，使得对地下水动态预测研究变得较为复杂，如何建立既能提高地下水动态预测精度又能真实反映地下水系统内在规律的预测模型，显得具有重要意义。另外地下水模拟软件的发展取决于地下水数学模型及计算机软件技术的发展两个方面。模型是地下水模拟软件的内在核心，模拟软件是模型实现的技术手段。模型的发展将会扩大软件的适用范围，提高模拟的精确度。软件技术的应用将大大提高模拟软件的速度、质量及现代化水平。尽管世界上地下水及其相关模拟软件多达数百个，但由于地下水系统的复杂性，到目前为止，还没有任何一种地下水软件能解决一切地下水问题。根据国际上地下水的研究动向，可以预计今后地下水数值模拟的发展趋向可能有以下几个方面：

(1)反映实际地下水流的数学模型的建立和机理研究。如以确定性模型描述地下水系统的内部环境特征，将边界条件和源项作为随机时间序列建立预测模型，从而建立确定性随机耦合模型，来预测地下水动态，提高预测的精度与可靠性。

(2)无限边界有限处理的研究，尤其给定水头边界。

(3)数值计算方法，减少计算内存仍是地下水流数值分析的重要课题。多种数值分析方法相结合来处理一个课题是一个值得探讨的方向。

(4)介质的非均质性及由此而引起的参数的尺度效应研究。

(5)非饱和流及非饱和运移问题，多相流及其运移问题等的模拟研究。

(6)3s技术与地下水模拟模型紧密集成技术依然是将来的主要研究方向。

(7)随着污染的加剧，地下水中痕量污染物在迁移过程中发生的物化反应和有微生物参加的生物化学作用所造成的对人体健康的可能影响将日益成为人们关注的焦点。因此，考虑物化反应和生化作用的溶质迁移模型，特别是地下水中有机物质迁移模型将是一个重要研究趋势。