现代水文学研究前沿和热点论文

4 结束语 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。水资源管理学是水资源管理的知识体系，是建立在众多学科之上的交叉性综合性学科。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。参考文献 姜文来，唐曲，雷波，水资源管理学导论，北京：化学工业出版社，2004 姜文来，初论水资源管理学，中国水利，2004（3）； 赵宝璋，水资源管理，北京：水利电力出版社，1994； 吴季松， 现代水资源管理概论， 北京：中国水利水电出版社，2002； 林洪孝，水资源管理理论与实践，北京：中国水利水电出版社，2003； 左其亭 陈曦，面向可持续发展的水资源规划与管理，北京：中国水利水电出版社，2003； 冯尚友，水资源可持续利用与管理导论，北京：科学出版社，2000；

水文学学科水文学（hydrology）shuǐ wén xué 水文学是地球物理学和自然地理学的分支学科。研究存在于大气层中、地球表面和地壳内部各种形态水在水量和水质上的运动、变化、分布，以及与环境及人类活动之间相互的联系和作用。是关于地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律，以及运用这些规律为人类服务的知识体系。水的出现地球表层的水由地球内部逸出，经过约35亿年的积聚和演变，逐渐形成今天的水圈。水圈的形成不仅改变了岩石圈的面貌，使大气圈中的现象变得复杂多样，而且导致生物圈的出现。因此，水的出现和水圈的形成，是地球自然历史中最重大的事件。研究领域水文学的研究领域十分宽广。从大气中的水到海洋中的水，从陆地表面的水到地下水，都是水文科学的研究对象；水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然圈层的相互关系，也是水文学的研究领域；水文科学不仅研究水量，而且研究水质，不仅研究现时水情的瞬息动态，而且探求全球水的生命史，预测它未来的变化趋势。陆地上的水量虽然只约占全球总水量的，但淡水几乎都分布在陆地。整个人类生活在陆地，最复杂的水文过程也发生在陆地，因此对陆地上的水的研究尤其受到人们的重视。陆地水文学是水文科学的主要组成部分。有关海洋和大气中的水文知识，现已分别归入海洋学和大气科学的范畴里了。编辑本段研究对象动态系统地球上现有约亿立方公里的水，它以液态、固态和气态分布于地面、 地球表层大部分被海洋覆盖地下和大气中，形成河流、湖泊、沼泽、海洋、冰川、积雪、地下水和大气水等水体，构成一个浩瀚的水圈。水圈处于永不停息的运动状态，水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、降水、地面径流和地下径流等水文过程紧密联系，相互转化，不断更新，形成一个庞大的动态系统。在这个系统中，海水在太阳辐射下蒸发成水汽升入大气，被气流带至陆地上空，在一定的天气条件下，形成降水落到地面。降落的水一部分重新蒸发返回大气，另一部分在重力作用下，或沿地面形成地面径流，或渗入地下，形成地下径流，通过河流汇入湖泊，或注入海洋。从海洋或陆地蒸发的水汽上升凝结，在重力作用下直接降落在海洋或陆地上。水文循环水的这种周而复始不断转化、迁移和交替的现象称水文循环。不过，上述只是全球水文循环轮廓的几笔速写，而水文循环的实际情况要复杂得多。在地面以上平均约11公里的大气对流层顶至地面以下1～2公里深处的广大空间，无处不存在水文循环的行踪。不同纬度带的大气环流使一些地区成为蒸发大于降水的水汽源地，而使另一些地区成为降水大于蒸发的水汽富集区；不同规模的跨流域调水工程能够改变地面径流的路径，全球任何一个地区或水体都存在着各具特色的区域水文循环系统，各种时间尺度和空间尺度的水文循环系统彼此联系着、制约着，构成了全球水文循环系统。水文循环内因全球每年约有577000立方公里的水参加水文循环。水文循环的内因，是水在自然条件下能进行液态、气态和固态三相转换的物理特性，而推动如此巨大水文循环系统的能量，是太阳的辐射能和水在地球引力场所具有的势能。水文循环是自然界最重要的物质循环，它成云致雨，影响着一个地区的气候和生态，塑造地貌和实现地球化学物质的迁移，像链条一样连结着全球的生命，为人类提供不断再生的淡水资源和水能资源。水文循环使我们生活的星球变得生机勃勃。倘若没有水和水文循环，我们的星球会像月球一样，是一幅没有生命，寂静荒漠的图景。各种形态水在循环过程中的存在和运动的各种形态，如蒸发、降水、河流和湖泊中的水位涨落、冰情变化、冰川进退、地下水的运动和水质变化等，统称水文现象。水文现象在各种自然因素和人类活动影响下，在空间分布或时间变化上都显得十分复杂。水文现象的时间变化过程存在着有周期而又不重复的性质，一般称为“准周期”性质。例如，潮汐河口的水位存在以半个或一个太阴日为周期的日变化；河流每年出现水量丰沛的汛期和水量较少的枯季；通过长期观测可以看到，河流、湖泊的水量存在着连续丰水年与连续枯水年的交替，表现出多年变化。形成这种周期变化的基本原因，是地球的公转和自转、地球和月球的相对运动，还包括太阳活动，如太阳黑子的周期性运动的影响。它们导致太阳辐射的变化和季节的交替，使水文现象也出现相应的周期变化。当然，水文现象还受众多其他因素的影响，这些因素自身在时间上也不断地变化，并且相互作用和相互影响着。编辑本段水文学简史追溯人类探索除水害、兴水利的历史，犹如人类的文明史那样悠久。在生产实践中，特别在与水旱灾害的斗争中，人类不断观测各种水文现象，思考和研究它们的规律，积累起关于水的丰富知识，逐渐形成、并不断发展了水文科学。水文学源远流长，经历了漫长的酝酿时期，而它的飞跃发展则是最近一个世纪的事。同自然科学的许多学科相似，人们还难以找出公认的里程碑，把水文科学的历史进程划分成若干明 秦代李冰设都江堰的“石人”确的阶段。我们只是顺着它前进的足迹，大体划分以下。萌芽时期(远古至约公元1400年)在尼罗河、幼发拉底河、恒河和黄河这些古老文化发祥地的遗迹中，我们可以看到这一时期已经开始了原始的水文观测。最早的水位观测是在中国和埃及开始的。约公元前22世纪，中国传说中的大禹治水，已“随山刊木”(立木于河中)，观测河水涨落。此后，战国时李冰设于都江堰的“石人”，隋代的石刻水则，宋代的水则碑等，表明水位观测不断进步。最早的雨量观测于公元前四世纪首先在印度出现，中国于公元前三世纪的秦代已开始有呈报雨量的制度，到了公元1247年，已有了较科学的雨量器和雨深计算方法，并开始用“竹笼验雪”以计算平地降雪深度。明代刘天和在治理黄河工作中，已采用手制“乘沙量水器”测定河水中泥沙的数量。中国古籍《吕氏春秋》中写道：“云气西行云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休，上不竭，下不满，小为大，重为轻，国道也。”提出了朴素的水文循环概念。成书于公元约六世纪初的《水经注》中，记述了当时中国境内1252条河流的概况，成为水文地理考察的先驱。诚然，这些原始的水文观测和水文知识是肤浅零星的，但已为当时生活和生产提供了重要的水文资料。例如，根据雨量多少决定税收的多少，根据上游的水位向下游传递水情等，标志着水文科学的萌芽。奠基时期(约1400～1900)欧洲文艺复兴带来的科学思想的解放和科学技术的进步，为水文科学发展成为独立的学科奠定了基础。这一时期，水文仪器的发明使水文观测进入了科学的定量观测阶段。1663年雷恩和胡克创制了翻斗式自记雨量计，1687年哈雷创制测量水面蒸发量的蒸发器，1870年埃利斯发明旋桨式流速仪，1885年普赖斯发明旋杯式流速仪。这些近代水文仪器使流量、流速、蒸发、降水的观测达到了相当的精度，利用这些近代水文仪器进行水文观测的各种水文站陆续出现。1746年，中国在黄河老坝口设立了全国第一个正规水位站，开始系统观测水位，并进行报汛。这些成就使水文现象的观测视野在深度和广度上空前扩大，为水文科学在理论上的发展创造了条件。在这一时期，近代水文科学理论开始逐渐形成。1674年佩罗提出了水量平衡的概念，成为水文科学最基本的原理之一；1738年伯努利父子发表水流能量方程，1775年谢才发表明渠均匀流公式；1802年道尔顿建立了研究水面蒸发的道尔顿公式；1856年，达西发表了描述孔隙介质中地下水运动的达西定律；1851年莫万尼提出了汇流和径流系数的概念，并发表了计算最大流量的著名推理公式。这些科学理论的创立，为水文科学在河道水流、蒸发、地下水运动、径流形成和水文循环等领域的发展奠定了理论基础，它表明人类对水文现象的认识已由萌芽时期那种肤浅零星的知识，发展到了比较深刻系统的知识。同时也表明，人类对地球上水的运动、变化规律的探索，已发展到以大量观测事实为基础，进行假说、演绎和推理，进而建立各理论体系的近代科学方法论。19世纪末，专门水文研究机构开始出现，一些国家开始出版水文年鉴。弗里西著的《河流水文测验方法》、福雷尔著的《日内瓦湖湖泊志》、马略特著的《水的运动》等水文学专著陆续出版。这些著作总结了当时水文观测和理论研究的成就，标志着水文科学作为一门近代科学已奠定基础。应用水文学兴起时期(约1900～1950)这一时期，水文科学在观测方法，理论体系和研究领域等方面继续取得新成就，但它最重要的进展是应用水文学的兴起。进入20世纪，特别是第一次世界大战以后，大量兴起的防洪、灌溉、交通工程和农业、林业乃至城市建设向水文科学提出越来越多的新课题，解决这些课题的方法也由经验的、零碎的逐渐理论化和系统化，水文科学的应用特色逐渐表现出来。首先，从1914年到1924年，经过黑曾、福斯特等人的工作，把概率论、数理统计的理论和方法系统地引入了水文科学，使水文变量(如洪峰和洪量)和它出现的机率联系起来，为预估工程未来运行时期内可能出现的水文情势开辟了道路。接着，从1932年到1938年，谢尔曼、霍顿、麦卡锡、斯奈德等人在产流和汇流计算方面取得开拓性进展，为根据降雨推算洪水开辟了道路。随后，克拉克、林斯雷等人在单位线、多个水文变量联合分析和径流调节的理论、方法等方面发展并丰富了上述的内容。在此期间，水文站在世界范围内发展成规模宏大的水文站网系统，这些成就为应用水文学的兴起在理论上、方法上和资料条件方面奠定了基础，并率先形成了它最重要的分支学科——工程水文学。接着，农业水文学、森林水文学、都市水文学也相继兴起。1949年，林斯雷和柯勒、保罗赫斯合著《应用水文学》；同年，姜斯敦和克乐斯合著的《应用水文学原理、美国土木工程师学会编著的《水文学手册》等应用水文学专著陆续问世，总结了这一时期的成就，标志着应用水文学的诞生。应用水文学，以它直接为生产和生活提供多方面服务这一鲜明特征，获得迅速发展，成为近代水文科学体系中最富有生气的分支学科。现代水文学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 地下水示意图，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响。研究和评价人类活动的水文效应和这种效应的环境意义，揭示人类活动影响下水文现象的规律，进而探讨水文分析的新方法和新途径，防止人类活动对水文循环的影响朝着不利于人类生存环境的方向发展，这一切正在成为水文科学面临的新课题。另外，现代科学技术使获取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了长足的进步。例如，遥感技术的应用，使同时观测大范围内的宏观水文现象成为可能；核技术的应用使人们能够获得微观水文信息；水文模拟方法、水文随机分析方法、水文系统分析方法，使人们研究水文现象的能力发展到新的水平；尤其是电子计算机的应用，使水文科学从水文观测到基本规律的研究，由人力和机械操作，发展到以电子计算机为核心的自动化。水文科学和其他科学之间的边缘科学正在不断兴起，学科间的空隙逐渐得到填补。同时，人们开始看到，水已成为影响社会发展的重要因素。水在表现它的自然属性的同时，它的社会属性也日益表现出来，并逐渐为人们所认识。因此，水文科学将有可能发展成为具有自然科学和社会科学双重性质的一门综合性科学。编辑本段研究特点研究方向定位水文循环是自然界各种水体的存在条件和相互联系的纽带，是水的各种运动、变化形式的总和，是水文科学研究的主要对象和核心内容；而在水文循环过程中，水文现象所表 水现出的特点，决定了水文科学研究的特点。整体研究首先，水文科学把各种水文现象作为一个整体，并把它们同大气圈、岩石圈、生物圈和人类活动对它们的影响结合起来进行研究。例如，在借助水量平衡方法研究某个流域的水量变化时，既要考虑流域周围大气中水汽输送，也要考虑流域上空大气中水分含量的变化；既要考虑降水，也要考虑蒸发；既要考虑流域的地面径流，也要考虑流域土壤含水量和流域内外地下水的交换，而且还要考虑流域内水利工程，以及其他人类活动的影响。资料数据辅助其次，水文科学主要根据已有的水文资料，预测或预估水文情势未来状况，直接为人类的生活和生产服务。例如，提供洪水预报和各种水情预报，对旱涝灾害的发生作出中长期预测，为水利工程在未来运转时期中可能遇到的特大洪水作出概率预估等。水文科学主要靠建立从局部到全球的水文观测站网，通过对自然界业已发生的水文现象的观测进行分析和研究。各种水文实验，除少数在实验室内进行以外，主要是在自然界中，例如在实验流域中进行。在水文科学研究中广泛采用成因分析和统计分析的方法，并使二者尽量结合起来。成因分析主要以物理学原理为基础，通常建立某种形式的确定性模型，以研究水文现象发展演变过程中的确定性规律。统计分析法以概率论为基础，通常建立某种概率模型(纯随机模型)，探讨水文现象的统计规律。编辑本段水文科学的分支概论由于水在人类生存和社会发展中的重要作用，所以水文科学不单纯是一门基础科学，也是一门广泛为生产和生活服务的应用科学。水文科学不断从数学、物理学、化学等基础科学中汲取养料。它运用数学力学定律和方法描述水的运动；运用物理学中的热学、声学和光学原理，研究水体的热状态和解释水体中的声学和光学现象；根据化学键和分子缔合的理论，阐明水的液态、气态和固态的转化原因和方式等等。因为水文循环使水圈、大气圈和岩石圈紧密联系，所以，水文科学又与地球科学体系中的大气科学、地质学和自然地理学等的关系密切。初级研究方向水文科学开始主要研究河流、湖泊、沼泽、冰川和积雪，以后扩展到地下水、大气中的水和海洋中的水。传统的水文科学是按研究对象划分分支学科的，主要有：河流水文学、湖泊水文学、沼泽水文学、冰川水文学、雪水文学、水文气象学、地下水水文学、区域水文学和海洋水文学等。河流水文学也称河川水文学，研究河流的自然地理特征、河流的补给、径流形成和变化规律、河流的水温和冰情、河流泥沙运动和河床演变、河水的化学成分、河流与环境的关系等。湖泊水文学主要研究湖泊中的水量变化和运动，湖水的物理特性和化学成分、湖泊沉积湖泊的利用等。沼泽水文学研究沼泽径流、沼泽水的物理化学性质、沼泽对河流和湖泊的补给、沼泽改良等。冰川水文学主要研究冰川的分布、形成和运动、冰川融水径流的形成过程及其时空分布、冰川突发性洪水的形成机制和预测、冰川水资源的利用。雪水文学主要研究积雪的数量和分布、融雪过程、融雪水对河流 分支学科—地下水水文学和湖泊的补给、融雪洪水的形成和预报，有时把雪水文学和冰川水文学合称为雪冰水文学。水文气象学研究水圈和大气圈的相互关系，包括大气中水文循环和水量平衡，以蒸发、凝结、降水为主要方式的大气与下垫面的水分交换，其中尤其着重研究暴雨和干旱发生和发展的规律。地下水水文学主要研究地下水的形成和运动，地下水与河流，湖泊的相互补给，地下水资源的评价和开发利用。区域水文学着重研究某些特定地区的水文现象，如河口水文，坡地水文、平原水文、岩溶地区水文、干旱地区水文现象等。海洋水文学着重研究海水的物理性质和化学成分，海洋中的波浪、潮汐、洋流、海岸带泥沙运动等。上述诸学科通常也统称为普通水文学或水文学。水文科学分支水文科学主要通过定点观测、野外查勘和水文实验(主要是野外实验)等手段，获得水体时空分布和运动变化的信息，因而逐渐形成了水文测验学、水文调查、水文实验三个分支学科。水文测验学研究如何正确、经济、迅速地测定各种水文要素的数量及其在时间和空间上的变化，主要包括站网布设、测验方法和资料整编方法的研究。还包括测量仪器的研制和资料存储、检索、传送系统的研究。水文调查是水文科学的野外勘测和考察部分，旨在对水体形态和数量、集水面积内的自然地理条件等作出科学的分析和讦价。在中国，历史大暴雨、历史大洪水和枯水的调查是水文调查的重要内容。水文实验旨在通过野外和室内实验，揭示水文循环过程各环节中水的运动、变化的某些规律，如水向土中下渗的规律，土壤水的运动规律、径流形成规律、土壤和水面蒸发的规律，以及人类活动的水文效应等。水文科学作为一门应用科学主要包括工程水文学、农业水文学、森林水文学、都市水文学、医疗(卫生)水文学等分支学科，其中以工程水文学发展最为迅速。工程水文学包括水文计算、水利计算、水文预报等组成部分，水文计算和水利计算为各类防洪工程、灌溉工程、水力发电、航运工程、道路和桥捅工程、军事工程等的规划、设计提供水文依据。水文预报为工程的施工和运转及国民经济各部门提供洪水、枯水、冰情等各种形式的水文预报。农业水文学主要研究水分—土壤—植物系统中与作物生长有关的水文问题，尤其着重研究植物散发和土壤水的运动规律，为农业规划和农作物增产提供水文依据。森林水文学着重研究森林在水文循环中的作用即森林的水文效应，包括森林对降水、蒸发和径流形成的影响。都市水文学是应用水文学中较年轻的分支学科着重研究城市发展中的水资源、墟市排水的环境效应和城市对径流形成的影响等问题。分支研究20世纪50年代以来，随着科学技术的迅速发展，水文科学不断引入许多其他学科的新成就，出现了一些新的分支学科，例如，在水文调查和水文预报中，研究遥感技术的应用，逐渐形成遥感水文学；在水文实验、地下水运动研究中应用核技术，逐渐形成同位素水文学；随机过程的理论和方法的引入，逐渐形成随机水文学。这些新的分支学科虽然在成熟程度上都还不能与水文科学体系中原有学科相提并论，但它们表明，水文科学在继续分蘖、不断萌发新的分支。

海洋，勘探，重金属，地下河，稀有元素，这些领域都会涉及到，这是一项非常关键的科学。

国内水资源管学研究进展 我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代，早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加，并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战，学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。 赵保璋主编的《水资源管理》（1994年）是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中，作者提出，大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的，而是有机的联系，统一而相互转化的整体。而现实中，长期以来我国水管理体制较为混乱，水权分散，形成了“多龙治水”的局面。该书认为，水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发，对水资源的合理开发利用、规划布局与调配，以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制，按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理（赵保璋，1994）。 冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标，在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中，所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键；政策指导是进行水事活动决策的规则和指南；组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量，实施水资源开发利用的一系列活动实践；协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系，控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施；监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。 吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编（吴季松，2002）。《现代水资源管理学概论》一书中，作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看，该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。 左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发，对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容，并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容，包括：加强教育、提高工作觉悟和参与意识；制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求，该书还专门探讨了水资源的信息化管理，介绍了电子信息技术和“3S”（GIS、GPS和RS）技术在水资源管理活动中的应用。 林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为：依据水资源环境承载能力，遵循水资源系统自然循环功能，按照经济社会规律和生态环境规律，运用法规、行政、经济、技术、教育等手段，通过全面系统的规划，优化水资源配置，对人们的涉水行为进行调整与控制，保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨，论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容，并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是，该书提出，随着人类水资源问题认识的发展深化，水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科，其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面，其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容，是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。 姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》，本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上，对水资源管理学的基本理论进行探讨，然后专题阐述水资源管理的各个领域，最后展开案例研究。全书共分十九章，第一章，水资源管理学概述，界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系；第二章，水资源管理学的理论基础，分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础；第三章—第十七章，专题论述，论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理；第十八章和第十九章，案例研究，以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。

我知道，比如说水资源，还有就是水循环，然后也包括农产品，还有就是水力资源，以及抗旱和防洪，然后也包括农业灌溉，还有就是保护生态环境等等。

作者：蒋宪伟链接：来源：知乎著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。自二十世纪五十年代以来，各式各样的同位素技术被引入到水文研究领域，为水循环特征的研究，提供了一种不同于以往的，十分快捷而有效的途径，从而在获取地下水的年龄、估算地下水滞留时间、不同水体间相互的混合比例及水力联系等信息方面，发挥了传统方法无可替代的重要作用。为了针对研究区开发利用中所面临的种种问题与挑战，为了更全面地研究探索所研究区域的水循环特征，可以利用同位素技术对所研究区域的地表-地下水系统进行调查分析，从而知晓了解系统中各水体的起源、消耗、补给、循环速度、不同水体间的水力联系和相互转化关系，为更好地进行水循环研究提供更加良好和精确的信息。二十世纪五十年代初，水科学领域中初步引入同位素技术，此时的同位素技术主要以人工同位素示踪技术为主，并成功解决了一些存在于水文学和水文地质学中的问题[1]，比如运用单孔同位素示踪法在地下水渗流场中测量水的流速与流向。然而人工示踪法的操作受场地条件、设备仪器等限制，且可能造成水体污染，从而使生态环境受损，另一方面，人工示踪法的成本昂贵，并难以实现连续动态监测[2]，因此应用的范围十分有限，并未较大规模地应用。六十年代后，从主要运用人工同位素的方法渐渐转向运用环境同位素技术的方法。环境同位素方法的出现改变了传统水文研究方法的格局，使得对水文过程的研究有了新的方向。这种方法是根据测定稳定同位素在自然界的变化来研究水文过程，从而可以获得传统方法无法获取的一些关键数据[3]，继而其成为水科学领域中一种重要的、有别于传统的研究方法[4]。一般而言，氘（D）和18O这两种氢和氧的同位素，是稳定环境同位素中最常用到的，主要因为它们是自然界中水分子构成中的组成部分，并于自然界中有着良好的化学稳定性，正是这些优点，使得这两种同位素成为十分理想的示踪剂[5]。自1961 年国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，IAEA）和世界气象组织（World MeteorologicalOrganization，WMO）建立了全球降水同位素监测网（Global Network of Isotopes in Precipitation，GNIP）后，有关于氢氧同位素的研究发展迅速，所应用得领域不断得被拓宽和拓展，比如，依据大气降水中所蕴含的同位素信息来预估并寻找河流、湖泊、以及各类地下水的转化关系和补给源区[6]。七十年代后和八十年代，由于同位素技术的迅猛发展，同位素技术被逐渐地运用于与流量过程线和降雨径流过程的划分中，而随着这两项技术的应用，标志着同位素技术正式成为建立水文模型的一种重要方法。同位素技术在降水径流过程中的应用，其主要是利用氘（D）和18O作为示踪剂，分析研究再一次降水径流中，降水和基流分别所占的比重。而在流量过程线的划分方面，同位素技术主要提供了物理基础，并且此物理基础十分完善。Pearce等于1986年将流量过程线进行划分，将其划分为降水和地下水这两项成分，同时根据水量的质量守恒原理，从而建立两项流混合模型。在此后，Dewalle等于1988年，利用与上文相同的原理和方法，将壤中流从地下水中独立出来，作为单独的一项，然后同样根据质量守恒对流量过程线进行划分，这样就建立了三项流混合模型。随后，各类基于同位素技术的应用与模型层出不穷，从稳定同位素至放射性同位素都有了极其迅猛的发展[7]。随着同位素分析技术的提高与分析成本的下降，同位素在水文学中的应用也越来越广泛，与此同时，我国也有越来越多的人将同位素技术运用于水文研究中。在我国，同位素技术的应用主要集中于研究径流分割，不同水体（或含水层）之间水力联系与补给关系、混合比，研究地下水的起源与形成，其中包括地下水的循环深度、补给来源、补给高程，还有许多着眼于咸水和地热水成因的研究，另外还有有关于地下水污染的示踪、污染源在水中的储运过程，以及通过环境同位素来研究库区或坝体的渗漏、进行古气候与古环境至今是如何演化的研究等。基于质量守恒定律和瑞利分馏定律这两条定律，可以分别推导在静止的水体中，随时间动态变化的稳定同位素组成的微分方程模型，以及在运动水体中，随时间和空间变化的未定同位素组成的偏微分方程模型。并通过数学的方法，从理论上论证在上述各模型之间中所存在的内部联系，进而得出于河道的运动水体中稳定同位素组成与各类因素的定量关系，这些因素主要包括了流量、流速、分流系数、蒸发率等，为通过以数值模拟水体中的稳定同位素组成信息，提供了良好的确定的数学基础。在我国，临近太平洋的东南部地区，由于常年并且长期的受到季风水汽的影响，在近年来，通过测定降水以及其他各类水体中的氢氧稳定同位素信息，来追踪大气水循环路径，已经成为了十分常用的方法。在降水过程中，蒸发和凝结都会导致降水同位素组成发生变化。

3、 国内外水资源管理学研究进展 国际水资源管理学研究进展 到目前为止，明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点，国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究，并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。 在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年，联合国教科文主持，国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”，探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。 1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会：面向21世纪新的挑战”，讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织（UNESCO）国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求，而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中，寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比，可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理，使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域（如水电、水资源供给与供给设施，灌溉与排水等）一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。 1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”，洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。 1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”，探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。 2000国际水文科学学会（IAHS）年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标，以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识：未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理，其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为，为了实现流域统一管理的目标，必须做到以下几点：①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上；②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力；③为了达到水资源管理的目的，持续的检测和评估工作十分必要；④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。（Miguel A. Marino 等，2001）2001年，国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨，包括：以往水资源管理活动的经验和教训；面对新挑战的区域可持续水资源管理；水资源管理的研究方法。 伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论，近年来，国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著，这些专著大多以论文集的形式出版，很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此，这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容，使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类，我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。 Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会（IAHS）2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic认为，从20世纪80年代开始，人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求，而新的管理方式仍在摸索中，水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为，在传统的水资源管理活动中，僵化的管理体制（包括法律、政策和管理机构）是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下，缺乏远见，并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式，为此，他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。