生态水文学论文主题

生态建设与水文水资源有着非常密切的关系，生态建设中的水科学问题及其研究已成为生产实践中急需解决的问题之一。然而由于问题的复杂性、资料的有限性、方法的不成熟性，其研究有待进一步科学化、系统化。生态水文学一词的英文为Eco—hydrology，是由ecology（生态学）和hydrology(水文学)两词组合而成，它大约在20世纪80年代开始出现。在我国，刘昌明等1997年主编的《中国水文问题研究》一书中使用了“生态水文”一词。近几年，生态水文一词频频出现，特别是已成为我国一些大学或研究所的研究领域和方向。英国学者，R.L.wilby等于1997年出版了《Eco-hydrology》专著，该书重点讨论湿地生态系统中植物与水分的关系。Zalewski在1997年的一份水文学技术报告中指出，生态水文学概念是关于水生资源可持续利用的一个新转变，他把生态水文学主界定在水生物学方面。尽管“生态水文学”已在国内外各种报告中频繁出现，但还没有一个明确的定义，鉴于它的研究仍处于新发展状态，可以这样认为 ：在科学体系上，生态水文学属于地球科学范畴，是水文学的一个分支，是生态学与水文学的交叉学科。生态水文学就是将水文学知识应用于生态建设和生态系统管理的一门科学。主要研究生态系统内水文循环与转化和平衡的规律，分析生态建设、生态系统管理与保护中与水有关的问题。如生态系统结构变化对水文系统中水质、水量、水文要素的平衡与转化过程的影响；生态系统中水质与水量的变化规律及其预测预报方法；水文水资源空间分异与生态系统对位关系。长期以来，尽管人们一直在研究生态过程与水文过程的相互作用，但分属不同的学科领域，而未形成统一的学科体系。按照不同的空间尺度，生态水文的研究内容可分为三个方面。以 SPAC 为基础的植物与水分关系的研究，形成生态水文的微观机理研究。伴随土壤水动学发展及SPAC概念的提出，特别是20世纪80年代以来，在国际地圈生物圈计划 （IGBP）的推动下，这方面研究非常活跃，并取得了较大进展。以SVAT（Soil——Vegetation—— Atmosphere——Transfer）为基础的中尺度植被与水文研究，早期的研究 ，主要研究不同植被类型及结构内的水文规律形成如农田水文学、森林水文学和草地水文学等，重点研究不同植被群落中水量平衡、水分循环、水质及其变化等的规律，研究不同植被类型对水文系统、水行为的作用和影响。自20世纪80年代，SVAT概念的提出，特别是1991年国际大气土壤植被关系委员会（ICASCR）成立以来，则更加重视植被（而非植物）、大气与土壤界面之间水文过程，并把三者作为一个系统开展更加深入的、较大尺度的研究。第三，中大尺度地表覆盖变化的水文系统研究，现代社会中，大尺度流域或区域内单纯的一种植被是不存在的，实际存在的是由林、草、农田等不同植被复合而成，由于植被类型、土壤及气候（特别是降水）的空间变异特征，不同组合条件下流域或区域，产流和汇流过程不同，其水量平衡、水质及水循环模式也有很大的差异。因此，如何把小尺度、特高植被的水文行为放大到大尺度，研究不同植被覆盖下大尺度水文系统变化是当前国内外研究热点。按照研究目的，生态水文的研究可分为两类，即良性生态系统中水文规律的认知研究和生态建设中的水问题研究。前者以探索生态与水文过程相互作用的规律，研究二者相互作用机理，同时能为生态建设提供参照和参考，属认识世界的范畴。生态建设中的水问题研究具有明确的应用目的，是生态水文学研究热点之一。一方面要研究和认识生态建设中生态水分条件和生态水资源背景，如何开发和利用有利的水分条件，促进和加速生态恢复。在黄土高原干旱缺水，气候和植被的过渡特征、丘陵地貌使水热局地分异特征，决定了生态恢复生态水文背景的复杂性，植被类型结构和布局确立的困难性。因此，只有在“拉网式”水分背景的地理分布规律的基础上，才能明确回答黄土高原能不能造林？栽什么树和造什么林以及种什么草等生态建设中长期悬而未决的实际问题。另一方面，就是生态建设的水文效应研究，如同土壤水力曲线，其吸湿过程和退水过程并不一致，相同的水势，吸湿过程与退水过程中土壤持水量并不一致。因此，流域或区域的生态建设与恢复的水文效应也是一个值得研究的问题。研究重点是评价流域或区域生态建设对水文系统的单项或综合影响；预测不同建议模工对水文系统的可能影响，确定和选择好的模式。生态水文学研究方法目前，国内外生态水文研究中普遍采用的研究方法有对比分析法、水文模型模拟法、水量平衡法。 对比分析法又可分为流域对比分析法和时间序列对比分析法。按研究尺度划分，对比分析法可分为以下几种类型：（1）径流小区对比法 通过有控制措施与实验措施的一对径流实验场或径流沟的同时对比观测，来研究各个单项措施对于水环境的影响。在进行这样的对比观测时，一般应先进行空白的对比观测，来观测它们的基础是否一致，然后再将其中的一个径流场或径流沟加上单项的人工措施，如植被种草等。这个方法的优点是可以把影响水环境的某些因素固定起来，单独研究其中某一个因素对于水环境的影响。但这个方法是在小面积上所得的资料，不能随便应用到大面积上去，主要原因是由于地下水层的深度与河床切割深度的相互关系在小面积上与大面积上有很大的不同；并且，大面积上各个不同部分的情况错综复杂，因此要确定小面积的代表性实际上是有困难的。总的来说，这种方法有利于确定人类活动中的某一单项措施对于水环境的影响，而应用到大面积的定量计算上还存在一定的困难。（2）小流域对比观测法 这种方法原理与上一种方法是相同的，不同的研究尺度和综合程度不同。这种方法的优点是可以人工控制各项单项措施的组合，从而研究综合生态建设的水文效应。同时它要求参证流域的资料具有一致性，即未进行水土流失治理，并且参证流域下垫面地形、地貌条件与本站相似。另一类方法是研究同一流域不同时间段的水文变化，分析生态与水文关系。如研究生态建设前后的资料，进行对比分析。一般采用趋势法和相关分析法两种方法。（3）中、大流域的时段对比法 这种方法是根据有较长期记载的中、大流域控制站，按各流域内下垫面情况有显著改变的各个不同历史时期来研究人类活动对于水环境的影响。这种方法的优点是控制面积大，可以直接得出人类活动对于中、大流域所起的综合影响。但它受到历史资料的限制，并且难以排除气候变化对水环境的影响。以上这几种方法归纳起来可以分为两类：一类是小面积的典型试验研究，一类是大面积的对天然流域的分析研究。由于流域内各部分的自然地理条件各不相同，而影响水环境的因素又复杂多样，因此在计算一个大流域的人类活动对于水环境的影响时，不能机械的将小面积上所得的资料应用到大流域上。因此在不同尺度研究成果的互相借鉴应用中，应运用地理学区域性原则分析，它促进了区域生态水文的研究。 水量平衡法的基本原理是利用水量平衡方程，分析各要素受水土流失治理影响后的差异及其变化。多年平均情况下的流域水量平衡方程为：R=P-E （1）式中：R是径流；P是降水；E是蒸发。受水土流失治理影响后的降水P'、径流R'和流域蒸发E'仍然满足方程（1），即：R'= P'- E' （2）根据研究流域水土保持的性质与主要变量，对（2）式中受影响很小的要素忽略其变化量。该法概念清晰，可逐项评价水土保持对水环境的影响，但该法所需资料多，工作量大。

: 在阐述河流生态恢复的基本思路和原则的基础上 ,提出了河流生态修复的基本任务和主要对应措施 ,河流 摘要 生态修复的任务一是改善水文条件 ,二是改善河流地貌的特征 ,三是恢复濒危或特殊物种 ; 河流生态修复的措施包括人 工直接干预 ,自然恢复以及增强恢复措施 。 关键词 : 河流 ; 水利工程 ; 生态恢复 中图分类号 : X171. 1 文献标识码 :B 目前,河流退化已被公认是一个全球性的生态环境问题 , 1. 2 生态修复的基本原则 生态恢复与重建的基本原则一般包括自然原则 、 社会经济 技术原则 、 美学原则 3 个方面 。自然原则是生态恢复与重建的 基本原则 ,也就是说只有遵循自然规律的恢复与重建才是真正 意义上的恢复与重建 , 否则只能是背道而驰 , 事倍功半 。社会 技术经济条件是生态恢复与重建的后盾和支柱 ,在一定程度上 制约着生态恢复与重建的可能性 、 水平与深度 。美学原则是指 退化生态系统的恢复重建应给人以美的享受 。按照上述基本 原则的要求 ,结合河流的实际情况 ,拟定以下指导性原则 : ( 1) 地域性原则 。由于不同区域具有不同的生态环境背 受到国际社会的普遍关注 , 随着环境意识 、 生态观念的增强以 及生活水平的提高 ,社会对修复严重受损的河流生态系统的要 求越来越迫切 。因此 , 很有必要对河流开展生态恢复的措施 。 在实际修复中 ,很难将河流修复到原来没有受到人为干扰的状 态 ,一般只是适当修复 ,以在恢复河流基本生态功能的前提下 , 满足人们的需要 。 1 生态修复的基本思路和原则 1. 1 生态修复的基本思路 河流生态的修复必须以系统 、 整体和可持续发展的观点 , 景,如气候条件 、 地貌和水文条件等 ,这种地域的差异性和特殊 性就要求我们在恢复和重建退化生态系统的时候 , 要因地制 宜 ,具体问题具体分析 ,千万不能照搬照抄 , 而应在长期定位试 验的基础上 ,总结经验 ,获取优化与成功模型和模式 ,然后方可 示范推广 。 (2) 生态学与系统学原则 。生态学原则包括生态演替原 以河流的整体生态系统结构 、 功能为基础 , 从水土资源开发利 用及生态环境现状出发 ,结合城市景观规划 ,以水造景 ,把水景 观融入城市景观 ,充分考虑城市河流沿岸居民和游人的活动需 求及环境感受 ,以 “绿” “水” 和 作为空间基质 , 构成景观开敞的 亲水性人文活动空间 , 为市民创造一个安全 、 舒适和富有情趣 的水边环境 。 当前 ,水利工程的主要任务是要紧紧围绕着生态恢复和重 建为中心 ,综合采用工程技术 、 生物技术和管理技术措施 ,改变 以前单纯的就河道论河道 , 就环境而论环境的作法 , 确保一般 河流的流量 ,恢复洁净水流 ,保护水质 ,形成良好的河流景观和 滨水环境 ,建设城市水网并加强绿化 , 要求水边空地具有舒适 开阔的空间 ,并重视它的生物多样性 , 将受损河流建设成生态 型的城市河道 ,保持城市资源与环境的可持续发展 , 恢复城市 水生态系统 。 收稿日期 :2008203226设计 。 则、 事物链网 、 生态位原则等 ,生态学原则要求我们根据生态系 统自身的演替规则分步骤分阶段进行 , 循序渐进 , 不能急于求 成 。另一方面 ,在生态恢复与重建时 , 要从生态系统的层次上 展开 ,要有整体系统思想 ,不能 “头疼治疼 、 脚疼医脚” 。根据生 物间及其与环境间的共生 、 互惠和竞争等关系 , 以及生物多样性原理 ,构建生态系统结构和生物群落 , 使物资循环和能量转 化处于最大利用和最优循环状态 , 力求达到水份 、 土壤、 植被 、 生物同步良性演进 ,只有这样,恢复后的生态系统才能稳步 、持 续地维持与发展 。 (3) 最小风险原则和效益最大原则 。由于生态系统的复杂 性以及某些环境要素的突变性 ,加之人们对生态过程及其内在 机制认识的局限性 ,人们往往不可能对生态恢复和重建的后果 以及生态最终演替方向进行准确的估计和把握 ,具有一定的风 作者简介 : 罗 波 ( 19792) , 男 , 助理工程师 , 主要从事 水务工 程 河流生态恢复的基本思路与对策 罗波 险性 。只有经过认真透彻地研究恢复对象和综合分析评价 ,才 会将风险降到最低限度 。鉴于生态恢复与重建是一个高成本 投入工程 ,要在考虑当前区域经济承受能力的同时 , 又要考虑 生态恢复的经济效益和收益周期 ,这是生态恢复与重建工作中 十分现实而又为人们所关心的问题 。保持最小风险并获得最 大效益是生态系统恢复重建的重要目标之一 ,这是实现生态效 益、 经济效益和社会效益统一的必然要求 。 23 岸,使之成为具有栖息地 、 生物廊道 、滨岸过滤带 、 生物堤等多 种生态功能的生态河道 。河流滨岸建设线状 、 带状植被廊道 , 与山体植被 、 平原防护林网 、 城市园林等绿化带纵横交错 ,构成 多级绿色廊道网络 。除了防止水土流失外 , 还具有生物迁徙通 道的作用 。因此,在干涸河滩上 , 应以两岸建设生物防护工程 为主来逐步缩小由于断流给生态环境所带来不良的影响 ,因地 制宜地合理利用河道 , 在保证行洪需要的情况下 , 在裸露的河 滩上植树造林 、 种植灌草 。对于河流生态修复 , 任何修复方案 都不能只局限于河道 ,而应将河流所在的流域作为一个整体来 考虑 。这是由于人类对自然界的影响是大尺度的 ,而且导致水 体退化的原因主要不是在水体中形成的 ,多是在相连的其他生 态系统中形成的 ,通过水流排放引起 。河流生态恢复与重建的 难度和所需时间与生态系统的退化程度 、 自我恢复能力以及恢 复方向密切相关 。一般来说 ,退化程度较轻的和自我恢复能力 愈强的生态系统愈易恢复 ,其所需的时间也愈短 。 生态系统的自我恢复往往较为缓慢 , 而人为重建可在一定 程度上改变生态系统演替的方向和速度 , 并可缩短其恢复周 期 。在不同的地区 ,生态系统的自我恢复能力和所需的时间具 有很大的地域差异 。通常而言 , 在温暖湿润的气候条件下 , 自 然恢复速度比较快 ; 而在寒冷或于燥的气候条件下 , 自然恢复 速度比较慢 。因此 ,各地区为了实现各自生态系统的有效恢复 与重建 ,就必须遵循恢复生态学的基本规律 ,结合实际情况 ,选 择合理的重建模式和技术体系 。 参考文献 : [1] 浦德明 ,何刚强 . 城市河道整治与生态城市建设 [J ] . 江苏水利 , 2003 , (5) . [2] 孙宗凤 . 生态水利的理论与实践 [J ] . 水利水电技术 ,2003 , (4) . [ 3 ] ,李传奇 . 河流廊道与生态修复 [J ] . 水利水电技术 ,2003 , 王薇 (9) . [4] 董哲仁 . 生态水工学的理论框架 [J ] . 水利学报 ,2003 , (1). [5] 李朝方 ,赖炳秀 . 浅谈观澜河青湖段生态治理工程设计 [J ] . 中国 2 河流生态修复的任务和措施 2. 1 河流生态修复的任务 河流生态修复的任务有 3 类。 一是水文条件的改善 。水文条件的改善是指水量 、 水质的 改善 ,自然水文周期的模拟等 。包括 : 通过水资源的合理配置 维持最小生态需水量 ; 通过污水处理 , 控制污水排放以及提倡 清洁生产改善河流水质; 水库的调度除了满足社会经济需求 外 ,尽可能接近自然河流的脉冲式的水文周期等 。 二是河流地貌学特征的改善 。河流地貌学特征的改善包 括 : 尽可能恢复河流的纵向连续性和横向连通性 , 保持河流纵 向和横向形态的多样性 ,防止河床材料的硬质化 。 三是濒危或特殊物种的恢复 。着重强调的是加强河流生物栖息地的建设 ,注重水库库区的生态重建 。 2. 2 河流生态修复的措施 人类活动极大地影响了河流生态系统 , 导致水质恶化 、栖 息地消失 、 洪水泛滥 、 适宜性和美学价值降低 。人们逐渐认识 到健全的河流生态系统的重要性,采取了各种技术和措施来修 复退化了的河流生态系统 。国外的类似工程河流生态修复措 施包括 : ① 人工直接干预措施 , 如重建植被 、 修建人工湿地等 ; ② 自然恢复措施 ,包括恢复缓冲带、 降低河道边坡 、 重塑弯曲河 谷等 ; ③ 增强恢复措施 , 包括修复浅滩和深塘、 修复水边湿地 ( 沼泽地 、 ) 、 森林 修复池塘等 。 □ 自然的河道 , 从河槽 、 漫滩到两岸的缓冲带存在着不同的 植被 。而经过人为调节后的河流 ,水生态环境发生了巨大的变 化 ,使原有的植被群落受到损害 、 生物多样性降低 。通过在河 流滨岸建立绿色廊道 ,对现有河道除了尽可能保持原有的宽度 和自然的状态外 ,主要采取建立植被缓冲带的形式替代人工砌 农村水利水电

摘要：由于水资源是与人类生存和国民经济发展密切相关的自然资源，特别是近年来由于水资源短缺引发的各种问题，长期以来对有关专家学者对水资源管理极为关注，积累了大量的文献资料，水资源管理学产生与发展具有深厚的基础.积极推进和发展水资源管理学，对于水资源可持续利用与管理具有深远的历史和现实意义。 关键词：水资源 管理 进展 我国水资源存在主要问题是短缺、污染和灾害，水资源管理在解决这些问题中具有举足轻重的地位。建立水资源管理学具有重要的理论和实践意义。水资源管理学是管理水资源知识体系，以水资源为管理对象，探讨水资源高效利用保护的各种措施规律，实现水资源可持续利用。水资源管理学研究内容包括水资源数量管理、质量管理、法律管理、权属管理、行政管理、规划管理、配置管理、经济管理、投资管理、风险管理、技术管理、工程管理、数字化管理、国际水资源管理、安全管理等等。 1、 水资源管理学内涵 加强水资源管理成为有关水资源领域出现最为频繁的词汇。但究竟什么是水资源管理，目前学术界尚未统一，《中国大百科全书》在不同的卷中，对水资源管理有不同的解释。综观传统的水资源管理概念，有以下特点：首先，从整体上来看，他们都是以水资源开发作为主线，“保护”处于被动的地位；其次，视野相对狭窄，大多数概念只局限于水资源本身，缺乏复合系统下对水资源的综合认识，以水论水；第三，缺乏生态环境的和水资源高效利用的内涵。基于此，作者认为，水资源管理就是为了满足人类水资源需求及维护良好的生态环境所采取的一系列措施的总和。 水资源管理学是从学科角度对水资源管理进行系统研究的科学，是水资源管理知识体系，是建立在水文学、水资源学、管理学等诸多学科基础之上的新的交叉性综合性学科。通过水资源管理学的研究，可以为提高水资源利用率和利用效率，保障水资源安全，通过水资源可持续利用支撑国民经济健康发展提供理论和实践基础。 2、水资源管理学研究内容 水资源管理学研究对象很明确，就是围绕水资源持续高效利用的而展开的一系列管理活动。目前，水资源危机在世界范围内蔓延，水资源危机的出现和加剧与人类在经济活动中缺乏对水资源的有效保护和管理有着重要的关系。水资源是社会经济发展的重要自然资源，人类的绝大多数经济活动都要涉及水资源。可持续发展是当前和未来人类社会与经济发展的基本战略目标。关于可持续发展的定义和解释多种多样，但都基本围绕着 “满足目前需要但不破坏未来发展需求的能力”这一核心思想。实现社会的可持续发展的一个重要内容就是实现水资源等自然资源的可持续利用。在人类追求可持续发展目标的前提下，实现水资源的可持续利用要求人类必须正视干旱洪涝灾害、水资源短缺、水环境污染等诸多与水资源相关的问题，这给水资源管理学提出了新挑战和难得的机遇。传统的水资源管理活动无法应对挑战。实现可持续的水资源利用目标必须改变传统的水资源管理活动，必须以可持续发展的、系统的和综合的观点构建全新的现代水资源管理体系，这成为水资源管理学研究的主要研究内容。 具体地说，水资源管理学的研究内容至少应包括以下几个方面： 水资源数量管理和质量管理、水资源法律管理、水资源权属管理、水资源行政管理、 水资源规划管理、 水资源配置管理、 水资源经济管理、 水资源投资管理、 水资源风险管理、 水资源利用技术管理、水资源工程管理、 水资源数字化管理、 国际水资源管理、水资源综合管理、水资源安全管理和水资源数字化管理等等。