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中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（c）-0133-03
Curriculum System Construction of Hydrology and Water Resources Engineering
Zhang Yongbo Zhang Zhixiang Yang Junyao Zhao Zhihuai Zhao Xuehua
（College of Water Resources Science and Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi，030024，China）
Abstract：In order to meet the social requirements of engineering innovative talents，it is necessary to construct the hydrology and water resources engineering professional curriculum system of Taiyuan University of Technology，and it has great significance in cultivating students innovation capability.Based on the analysis of existing problems in hydrology and water resources engineering curriculum system in the College of Water Resources Science and Engineering of Taiyuan University of Technology，hydrology and water resources engineering professional curriculum system construction under the conditions of new situation is proposed，including new curriculum，setting up a reasonable curriculum order，curriculum content reform，selection of reasonable teaching materials，increasing the experimental teaching and scientific research transformation teaching，to lay the foundation for the further improvement of quality of undergraduate teaching and the cultivation of innovative talents of hydrology and water resources engineering.
Key Words：Curriculum system；Teaching reform；Hydrology and water resources engineering；Innovation capability
水文与水资源工程是太原理工大学水利科学与工程学院的主要专业之一，其前身是原“水文地质与工程地质”专业，1975年第一届招生，1997年国家专业调整时取消，2004年水文与水资源工程专业获山西省教育厅批准，2005年恢复招生。作为目前山西省高校中惟一一个水资源类本科专业，坚持立足山西、面向全国的发展方向，针对山西山丘区多、干旱缺水、污染严重、矿山开采诱发地质灾害及水循环系统严重破坏等自然地理和经济发展特点，制订培养计划，开设的课程涉及地表水和地下水两个方面，并且有机地将地表水和地下水结合起来培养专门人才。近年来，我校水文与水资源工程专业取得了较大成绩，毕业生的就业形势良好，但面对新形势条件下我国经济社会发展对创新人才的要求，还存在一定的差距和不足，特别是教学环节中的课程体系存在一些问题，已直接影响到课堂教学效果和学生创新能力的提高。为了适应水文与水资源工程专业目录调整的需要以及满足工程领域发展迅速、知识更新快、工程创新人才需求紧迫的要求，有必要对我校水文与水资源工程专业课程体系进行构建，对提高教学效果及培养学生创新能力等具有重要的理论和现实意义。尽管已有学者针对水文与水资源工程专业进行了诸如课程体系、实践等教学改革[1-8]，但是从总体上看，目前全国关于水文与水资源工程专业教学改革的理论研究成果仍然较少，而山西省在这方面的研究还属于空白。从水利工程高等教育发展角度来说，必须进一步加强我校水文与水资源工程专业课程体系构建，才能为我省水利工程高等教育提供参考和理论支持。
1 课程体系存在的问题
我校水文与水资源工程专业本科生的培养，主要是通过课堂理论教学以及实验、实习等环节来完成的，培养具有水文与水资 源、水与地质环境等方面的专业及专业基础理论，能从事水文与水资源、水与地质环境保护和防治方面的勘察、设计、规划、管理、技术开发、科学研究等的高级工程技术和管理人才。通过近年来对我校水文与水资源工程专业毕业生、本科生及授课教师的调查和访问，水文与水资源工程专业课程体系存在如下问题。
1.1 课程设置不合理
我校水文与水资源工程专业的课程有综合基础课、公共选修课、学科基础课和专业课，在学科基础课和专业课中开设有必修课和选修课，一般先开综合基础课、公共选修课，后开学科基础课和专业课。从总体上讲，这种课程设置仍存在一些不合理现象：（1）同期开课或课程顺序颠倒，造成一些学科基础课与专业课次序不清，不能很好地体现课程之间的相互递进关系；（2）有的课程无法体现本专业的特点，使学生感到学的有些杂乱。如《土力学》和《地基基础与基础工程》，前者属于学科基础课，后者属于专业课，两课程之间本应该有很好的递进关系，却都安排在第五学期。再如《水利工程经济学》和《水利工程概论》，前者属于学科基础课，而后者属于专业课，却把课程顺序颠倒了，将前者安排在第六学期，后者安排在第五学期。另外，对于所开设的《环境影响评价理论与方法》，属于环境工程的专业课，对于水文与水资源工程专业的学生来说，由于没有前期《环境学》等基础课做铺垫，学生总体上感到该课程偏离本专业，对课程内容不能很好地理解。
1.2 课程之间的衔接性差
课程之间的衔接性好坏直接影响着学生对专业知识的掌握和巩固。我校水文与水资源工程专业课程之间的衔接性总体上比较符合教学规定，但也有个别课程之间的衔接性差，以至于学生们感到课程安排有点零乱。如同样为专业课的《水资源工程勘察》《水资源开发利用》《矿床水文地质学》，分别由三位主讲教师进行授课，但由于课程之间的衔接性考虑不够，将《矿床水文地质学》被安排在第六学期开课，而《水资源开发利用》《水资源工程勘察》被安排在第七学期开课，这就造成学生在学习《矿床水文地质学》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识，在学习《水资源开发利用》之前还没有掌握《水资源工程勘察》的专业知识。由于前期《水资源工程勘察》专业知识的缺乏，学生普遍反映在学习过程中对《矿床水文地质学》《水资源开发利用》的部分内容不好理解。这种课程之间的衔接性差的状况，已阻碍了学生对地下水专业知识的巩固，导致课堂学习效果相对较差。
1.3 课程内容交叉重复
课程内容安排是否合理对课堂教学效果的影响也很大。我校水文与水资源工程专业课程内容存在的问题是部分课程内容交叉重复，加上授课教师之间没有做好沟通，对课程内容交叉重复的部分没有进行适当的协调和删减，造成部分课程内容已由某一位老师前期在课堂上进行了讲解，另一位老师后期又在课堂上进行重复讲解。如《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》这两门课，课程内容交叉重复的是地表水勘察这一部分，包括水文测验、水文调查和水文实验等。再如《水文与工程物探》《水资源工程勘察》这两门课，课程内容交叉重复的是水文地质物探这一部分。课程内容交叉重复不仅浪费学生的宝贵时间，而且降低了学生对课程学习的主动性和积极性。
1.4 教学内容重理论轻实践
理论与实践密不可分，二者紧密结合才能促进教学效果的巩固和提高。多年来，由于我校水文与水资源工程专业实验教学条件的限制，部分学科基础课和专业课无法开展正常的实验，不能满足实践教学活动的要求，致使一些课程的教学内容重理论轻实践，无法取得良好的教学效果。如《水文地质学基础》，学生对基本概念与原理容易理解，但深入掌握并灵活运用就困难，这是因为学生无法在实验室进行达西渗流实验、潜水模拟演示实验、承压水模拟演示实验、地下水流动系统模拟演示等实验，对地下水缺乏感性认识。再如《地下水动力学》，由于学生没有在实验室进行过裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、非饱和带水运动实验等实验，影响学生对课程知识的巩固及实践技能水平的提高。还有《水文分析与水利计算》，学生虽然学了许多水文方面的理论知识，但却没有机会进行水文测验和水文实验。教学内容重理论轻实践造成学生的科学实验基本能力无法得到有效训练，降低了学生毕业后在社会上的竞争力或进一步深造的实验实践能力。
2 课程体系的构建
根据我校水文与水资源工程专业课程体系存在的问题，我们认为，必须严格从人才培养目标出发，按照专业发展需求，以促进校企合作、产学研共同培养学生工程创新能力及就业等为前提，科学优化和重组课程体系，筛选符合当前教育现状及经济社会发展所需的课程，为学生专业水平的提高及创新能力的培养打下坚实的基础。因此，结合水文与水资源工程专业即包含地表水又兼顾地下水的特点，提出新形势条件下我校水文与水资源工程专业课程体系构建。
2.1 新增课程
在确保我校水文与水资源工程专业本科培养计划中所设课程总门数不变的情况下，根据本学科发展的需要，考虑到《水文分析与水利计算》《水资源工程勘察》两门课程在地表水勘察内容上的交叉重复，可删除《水资源工程勘察》，新增《水文地质勘察》，既避免课程内容的重复，又使学生能较好地掌握水资源工程勘察的方法及最新的技术。考虑到目前地下水环境影响评价在我国建设项目环境影响评价占有越来越重要的地位及环境保护部《环境影响评价导则――地下水环境》（HJ610-2011年）的出版，结合我校水文与水资源工程专业特点、地下水环评人才短缺以及环评单位对地下水环评人员的迫切需求，可删除《环境影响评价理论与方法》，新增《地下水环境监测与评价》，并把《环境影响评价理论与方法》作为教学参考书，使学生掌握地下水环境影响评价的理论方法，为其就业创造良好条件。考虑到《水文地质勘察》与《水文与工程物探》内容的重复以及同位素技术在地下水研究中的广阔应用前景，可删除《水文与工程物探》，新增《环境同位素水文地质》，使学生多掌握一项水文地质新技术，增强其未来应用同位素技术从事水文地质勘察的能力。
2.2 设置合理课程次序
为了体现课程内容之间的相互递进关系，必须对不合理的课程次序进行相应调整，理顺课程开设的前后顺序，使学生在学习过程中达到循序渐进，真正所学课程专业知识的积累。为此，把《土力学》安排在第五学期，《地基基础与基础工程》安排在第六学期，确保学生在充分掌握《土力学》的基础理论知识后，对《地基基础与基础工程》相关专业知识的学习有更深入的理解和巩固。把《水利工程经济学》安排在第五学期，《水利工程概论》安排在第六学期，确保学生在充分了解水利工程经济的基础上，对各项水利工程专业知识的学习有更深层次的掌握。把《水文地质勘察》安排在第六学期，《水资源开发利用》《矿床水文地质学》安排在第七学期，确保学生在前期掌握了《水文地质勘察》的技术方法和手段后，能更好地运用所学知识理解和掌握《水资源开发利用》的理论与方法以及《矿床水文地质学》的调查评价方法。
2.3 课程内容改革
在科学技术日益发展的今天，水文与水资源工程专业知识更新较快，但课程教材更新却相对较慢，其中的一些知识已经无法满足经济社会发展的需求。因此，在课程专业知识的教学过程中，教师必须与时俱进，对课程内容进行合理改革，删除一些课程中内容陈旧、理论与实际脱节的内容，对课程内容要突出其科学性和先进性，深入浅出，能够反映新理论、新技术、新方法及前沿性的新视点，把原来分散的课程内容联成一个有机的整体。如在《水文地质学基础》课程内容改革中，可增加区域尺度非均质性、断裂带渗透性、海洋―陆地界面处的地下水等内容，与学生分析和探讨这些因素对地下水资源的分布、循环、水质和可持续性利用的影响。在《水环境化学》课程内容改革中，可增加水文、化学、生物过程的耦合及水文和地球化学过程的计算机模拟等内容，使学生了解目前水文地球化学研究的热点和方向。在《水污染控制与修复理论》课程内容改革中，可增加有机污染物的野外最有效的降解路径及强放射性废料的地质处置等内容，增强学生在水污染控制与修复中的自我创新能力。
2.4 选用合理教材
合理的教材对促进学生专业知识的学习起着非常重要的作用。为此，严格要求本专业教师对所授课程选用合理教材，必须是国家规划教材和专业规范核心课程教材，且教材名称与所开设课程的名称一致或接近，对于未纳入国家教材计划的非正规教材或正规出版的书籍，严禁用做教材给学生使用，可作为课程参考书使用。通过选用合理教材，不仅避免课程知识交叉重复，而且能反映新理论、新技术、新方法，可使学生比较系统的接受学科基础知识及专业知识的学习。同时结合山西省矿山开采对水循环系统造成严重破坏的实际，加强我校水文与水资源工程专业教材建设，通过申请水文与水资源工程专业委员会下达的教材指标，组织主要骨干教师编写出理论联系实际、基础知识与技术知识兼容的《矿床水文地质学》《水文水利计算》等专业教材，为学生课堂的学习提供更符合实际的教材，达到进一步提高学生创新能力的目的。
2.5 增加实验教学
实验课在教学环节中非常重要，实践性很强。通过实验教学，可进一步巩固学生所学的学科基础知识和专业知识，培养学生的创新意识、创新思维和创新能力。为此，我校水文与水资源工程专业在中央财政支持地方高校发展专项资金及山西省财政专项资金的支持下，对整体水平落后的实验室进行了改造，共建设有6个实验室，包括气候气象实验室、饱和与非饱和带水实验室、水文工程勘察实验室、水文实验室、水环境污染与修复实验室、矿山水文地质实验室，并制定详细的实验计划，使实验室能开设出符合教学大纲规定的实验，如人工模拟降雨实验、土壤入渗性能测量实验、浅层水流流速测量实验、达西渗流实验、潜水模拟实验、承压水模拟实验、裘布依潜水稳定流井流实验、坝基渗流水电比拟实验、地表水溶质迁移转化实验、水质分析实验等。同时为了确保实验的顺利开展，加强实验教学队伍建设，提高实验教师的业务素质，为提高实验教学质量打下坚实的基础。
2.6 科研转化教学
太原理工大学作为教学研究型大学，对教学和科研非常重视。从辩证的角度来看，教学和科研是相辅相成的，缺一不可。我校水文与水资源工程专业授课教师都从事有关科研项目的研究，如国家自然科学基金、山西省自然科学基金、校基金、行业基金及其他横向科研项目等，在国内外核心期刊上或国际会议论文集上发表了诸如水文地质、工程地质、环境地质、径流趋势预测、水资源、水环境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的专业学术论文，并有多篇论文被EI、SCI收录及他人参考引用。针对水文与水资源教师在科研上的优势，提倡各位授课教师以科研促进教学，鼓励教师积极将科研成果转化到教学中。通过科研转化教学，不仅使学生了解各位教师的主要研究方向，从教师的科研成果中学到最新的理论知识，而且能激发学生的科研兴趣，促进学生学习效果的提高及创新能力的培养。
3 结语
课程体系对学生专业知识的学习和创新能力的培养至关重要，必须给予高度重视。太原理工大学水利科学与工程学院水文与水资源工程专业课程体系存在的问题主要是课程设置不合理、课程之间的衔接性差、课程内容交叉重复、教学内容重理论轻实践。水文与水资源工程专业课程体系构建主要包括新增课程、设置合理课程次序、课程内容改革、选用合理教材、增加实验教学及科研转化教学。通过课程体系构建，为进一步提高本科教学质量及水文与水资源工程专业创新人才的培养奠定基础。
参考文献
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关键词：水资源评价与管理；课程建设；实践教学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0095-03
一、概述
华北电力大学水文与水资源工程专业是继水利水电工程专业之后兴办的第二个水利专业，2006年经教育部审批，于2007年招收第一届本科生。2007级水文与水资源工程专业按照2006版人才培养方案设置专业课程，《水资源评价与管理》是这些专业课程中的一门必修课，这版培养计划安排是56学时（3.5学分），没有课程设计和实习等实践教学环节，2006版培养计划应用一年后，到2008年开始对2006版培养计划进行修订，制订2008版本科人才培养方案，根据《水资源评价与管理》这门课程的时代性、实践性和知识更新性都较强的特点，将2008版的《水资源评价与管理》的课程调整为48学时（3学分），另外增设了1周（1学分）的课程设计。依据新修订的2008版本科人才培养方案，华北电力大学2009年开始实施433核心课程建设计划，433核心课程包括4门公共基础课、3门专业基础课和3门专业课。其中，《水资源评价与管理》成为水文与水资源工程专业的433核心课程之一，经过2年的建设，该课程顺利地通过了学校433核心课程的验收，目前该课程的建设和教学改革正逐步进入优化完善阶段。
《水资源评价与管理》课程是水文与水资源工程专业本科学生完成了基础知识学习后接触的主要专业课之一，是水文学及水资源研究领域中不可或缺的重要组成部分。
二、课程建设
《水资源评价与管理》课程建设包括教学大纲、教材、课程设计任务书、教师队伍建设等内容。
1.教学大纲的制定。根据2008版本科人才培养方案的基本要求，以电力学科为主的“大电力”特色，水文与水资源工程专业要为“水电”做基础性工作的宗旨，在2006版培养方案的基础上重新编制了水资源评价与管理的教学大纲，对课程的性质、教学目的和任务、教学的基本要求和课程的内容进行了细化和规定。要求掌握水资源评价的概念、方法等，其中主要包括地表水资源量的计算和评价、地下水资源量的分析和评价、区域的水资源及水质评价等，掌握国民经济生产、居民生活和生态环境的需水预测，以及水资源供需分析方法，初步了解水资源分配及优化配置的模型和方法，掌握现代水资源管理的相关基本理论、经验和制度方法等。
2.教材的选择。目前，国内正式出版的水资源评价与管理方面的教材主要有：（1）朱岐武主编，由黄河水利出版社出版的《水资源评价与管理》，该教材主要是按照国家对高职高专人才培养的要求和特点编写完成的。（2）高桂霞主编，由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》，该教材适合于中等专业学校的学生。（3）李彦彬等编写，由中国水利水电出版社出版的教材《水资源评价与管理》，该教材涵盖了水资源评价与管理以及水资源利用方面的主要内容。
在水资源规划与管理方面的教材中也包含水资源评价与管理方面的内容，这方面的教材主要有：（1）左其亭等编著，由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》，该教材包含了水资源评价、社会经济发展预测、水资源系统分析方法、水资源规划以及水资源管理方面的内容。（2）董增川主编，由中国水利水电出版社出版的《水资源规划与管理》，该教材包含了水资源的概念及分类、特点，水资源评价的概念及方法，水资源需水预测、供需平衡分析，水资源优化配置，水资源系统运行调度、综合规划、管理及水资源科持续利用等内容。（3）水利部水利水电规划设计总院编制的《全国水资源综合规划技术细则》是一本很好的指导水资源评价与规划工作的工具书[1]。这些教材涉及的面较广，基本涵盖了水资源评价与管理方面的相关内容，但是作为本科生的教材，内容上既要有一定的广度，而且还要有一定的深度，更关键的是内容一定能反映最新的相关理论或技术方法，鉴于此，笔者主编了华北电力大学《水资源评价与管理》校内教材，该教材突出了《水资源评价与管理》这门课程的时代性和实用性，强调了《水资源评价与管理》是一门不断丰富和发展的课程，内容方面包含了水资源的数量和质量评价、水资源开发利用对环境的影响、水资源综合评价等，着重介绍评价的数据资料准备、评价的程序，评价的新方法中包括物元分析法、模糊综合评判法属性识别方法、主成分分析法、改进的灰色关联分析法和信息熵法等6种方法；水资源管理的内容增加了目前我国最新的水资源最严格管理以及“三条红线”制度等方面，而且随着科学技术的进步、经济社会的发展以及人们生活水平的提高，尤其是全球气候变化及人类活动对水资源的影响，新的水资源评价方法及水资源管理的理念将不断出现。
3.课程设计任务书。根据华北电力大学强化“重实践，强能力”的办学特色，依据一周5天的设计周期编制了水资源评价与管理的课程设计任务书，其内容包含课程设计的目的和意义、基本数据资料、课程设计要求以及时间安排等设计内容，具体包括水文数据资料的收集、整理及处理、不同保证率下水资源量的计算、可利用地表（地下）水资源量的计算、国民经济各部门的需水量的计算及预测、供水需水平衡分析、水资源管理对策和措施的制定等内容。
4.教师队伍建设。经过6年多的发展，已经形成了由3～4名副教授以上的中青年教师组成的水资源评价与管理教学的教师团队，由水文学及水资源、水力学及河流动力学以及管理科学与工程等专业背景的具有博士学位的年轻老师投入到一线教学的工作中来，可以充分利用具有不同专业背景的教师对该课程的不同的理解方面，使课程教学能够集思广益，使课程设计等实践教学效果更为显著。
三、教学过程中存在问题
1.课程学时数较少。我国高等学校在“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养目标要求下，基本都压缩了专业课的学时数[2]。一般3学分都是48学时，要想把水资源评价的基本理论、评价方法、评价程序以及水资源管理的基本理论等全面详细地教授给学生，难度比较大，而且学生在学习过程中，还需要补充很多课外的基础知识，比如补充经济学方面的知识，以满足水价理论方面的教学要求；补充优化原理与方法的知识，以满足水资源优化配置方面的学习等；补充工程水文及水利计算方面的知识，以满足水资源数量评价方面的学习等。
2..教学内容相对滞后。由于水资源规划与管理方面不断涌现出新理论、新方法、新技术、新规范等，但高校的专业课教材一旦选定就要使用几年，难免出现教学内容相对滞后的情况发生，其教学内容还偏重于传统的水资源评价与管理的基本原理及技术方法的讲解，而对诸如水安全评价、水资源管理信息系统研发以及制度建设等新理论、新技术的介绍较少，造成学生在校所掌握的知识滞后于当前学科发展进程[1]。
3.学科交叉性较强。随着水资源的紧缺，水资源问题的日益突出，水资源开发利用程度的不断提高，使水资源评价与管理越来越成为一门理论内容交叉性强、应用面广的课程，涉及到水与资源、水与环境、水与生态、水与经济、水与社会等诸多方面，另外，随着科学技术的发展，应用技术尤其是电子计算机技术、地理信息系统等“3S”技术的发展，水资源评价与管理的任务越来越复杂和多样。
4.学生主动学习的愿望较低。从日常教学的过程中发现，学生在听课中只是去记一些基本概念、基本原理、基本方程，而不是针对具体的水资源问题去寻求和思考具有针对性的对策或措施，主要是为了期末考试的试题而去听课，这样就使得学生没有主动学习的愿望，而是为了考出好的成绩而去学习，缺少对目前水资源、水环境、水生态出现的问题，以及如何将水资源管好、用好提出自己的、具有原创性的想法和建议。
四、教学改革
针对课程教学中出现的以上几方面问题，笔者逐渐从教材的改革、教学手段的多样化、考试方式的改革和鼓励学生申报创新创业项目等几方面进行了尝试。
1.教材改革。如前所述，笔者编制了一本校内教材，将水资源评价与管理的新理论和新方法引入到教材中来，比如在需水预测中，对于河道内生态需水量的计算方法，加入了改进的湿周法、Tennan法、以及流量历时曲线法等[3]；对于水资源管理中的加入了水权理论以及我们国家从2011年开始实施的最严格水资源管理理论的“三条红线”制度等，以尽量减少教材与实际工作的滞后性。
2.教学手段的多样化。随着现代计算机技术以及图形图像技术的发展，尤其是多媒体技术的出现使现代教学逐步摆脱了传统的“粉笔+黑板”的教学模式。因此，在教学过程中积极开发和利用电子讲义、电子课件、水资源水工程方面的录像、图片、以及多媒体PPT课件等，尽量将比较抽象的基本概念、基本原理、难以理解的技术方法等用形象的多媒体形式表达出来，使学生更便于理解和明白，以提高学生学习专业知识的兴趣，并唤起学生的求知欲，从而使学生由被动的“听”变为主动的“学”。多媒体教学在一定程度上，弥补了现有课时的不足[2]。
3.考试方式的改革。为了防止学生只是死记硬背一些概念、原理和公式，以应付期末考试的试题，我校改革了传统的闭卷考试的方式，采取老师统一命题或自命题的方式撰写课程论文，课程论文要有统一的格式和内容，内容要包括摘要、英文摘要、正文、参考文献，其中摘要必须在200～300字之内，而且要有研究意义目的、研究方法、研究结果和结论四部分，参考文献在20～30篇以上，而且英文文献要占一半左右，通过这样的训练，可以使学生掌握撰写学术论文的基本要求，为撰写毕业学位论文打下扎实的基础，也为本科生参加各种竞赛、发表学术论文提供必要的支撑。
4.鼓励学生申报创新创业项目。由于水资源问题的复杂性、多样性和交叉性，在教学过程中，我们鼓励学生勤于思考，多发现跟水有关的问题，先后指导10多名学生根据水与环境、水与生态等方面的知识，申请了大学生创新创业项目，其中2项获得国家级优秀的好成绩，而且以这些创新创业项目为依托发表的SCI或EI收录学术论文3篇，增强了学生学习水资源评价与管理的兴趣。
五、结语
根据华北电力大学水文与水资源工程专业《水资源评价与管理》的课程教学经验，本文对这门433核心课程包括教学大纲的制定、教材的选择、教学手段、考试方式以及如何鼓励大学生申报创新创业项目等方面进行了一些改革探索。按照《水资源评价与管理》课程建设的基本要求，对教学内容进行了丰富、拓展和必要补充，逐渐培养学生对水资源专业领域的了解和把握，通过撰写课程论文逐步实现本科生独立完成学术文献的总结和综述、完成研究方法的实现、研究结果的阐述以及研究结论的得出的能力，真正培养本科生的实际能力。
参考文献：
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关键词：水文 档案 管理
水文是对水的数量和质量在时间和空间上的变化状况和规律进行勘测、研究的一门学科。在水文勘测、水质监测、水文情报预报、水资源水环境评价、水文科学实验以及水文咨询服务等水文活动中形成的具有保存价值的科技文件材料称为水文档案。[1]
一、 水文档案的特点
水文学从某种意义上说是一门信息科学、观测科学，水文档案是各项水文业务工作的结果。原始记录的收集、水文资料的整编与调查评价研究是业务工作的重要内容。相应地，水文档案一般分为水文原始观测记录、水文资料整编成果及水文水资源调查评价与研究项目成果。
随着水文观测手段的发展，从早期的人工观测形成的手工记录报表，发展到自记仪器形成的曲线图表，采用计算机采集的数据模块。水文资料整编成果是水文水质观测数据经过按技术规范标准进行整编后形成的材料，一般为数据报表，以“站年”为保管单位，一个观测站一年中所有观测项目的整编成果合在一起，装订为一卷。
水文调查评价与研究项目成果是在水文专项调查评价水文实验和水文科研等活动中形成文字图表报告等材料，以项目为单位分别立卷。水文档案具有一般科技档案的特性，并且专业性较强，具有显著的特点：
1、统一性。由于水是统一的整体，它变化复杂而连续，仅仅依靠一个水文观测站的信息，很难准确作出范围较大、时效较长的水文水情预报或研究及预测水文变化，也很难实施各种水文保障服务。为了达到观测资料共享，必须要求观测记录的统一性。也就是说，水文观测方法和观测时间以及观测结果的记录信息传输、数据格式、存贮格式都要求标准化。为此，要严格按照规范统一的水文信息格式填报、传输、接收水文记录，管理方法也要求统一。
2、区域性。水文记录档案是各地水文观测的结果，其观测数据只能代表一定区域范围的水文要素变化情况。水资源的数据只能代表一定区域范围的水文要素变化情况。水资源的地理环境条件有关，如植被、地形等。不同地区环境条件有很大的差异，水文记录也就相应地具有显著的区域性特征。[2]
3、时间性。水体中各种水文要素变化是时间的函数，水文观测记录要求客观地反映某一时间的水文要素实况。为了使观测记录有代表性、准确性和可比性，水文勘测人员必须按照水文观测规范，每天定时进行水文观测。一旦缺测或误测，超过一定时间，则无法进行补测。同一地区，不同时间，其观测结果是不同的，其时间特征很明显。
二、水文档案的重要作用
水文是水利的基础，是防汛、抗旱的耳目和尖兵，是水资源管理和保护的哨兵。水文档案是水利工程规划设计和运行调度、防汛抗旱、水资源开发利用、管理和保护以及一切与水相关联的国民经济建设的重要基础信息和决策依据。同志就深知水文档案的重要，曾经作出指示，水文档案的保护要万无一失。1962年夏天，住在武昌东湖宾馆，水利部长江水利委员会存放水文档案的大楼由于汽油自爆引起爆炸，惊动了。他立刻就当时的湖北省委第一书记王任重电话询问：水文档案受损失没有？并指示：水文档案要复制4份，分藏各地，以防万一。水文档案对防汛抗旱工作具有十分重要的作用，防汛抗旱工作是建立在水文档案管理工作基础之上的，没有水文档案信息，防汛抗旱工作就难以高质量地开展。1998年长江洪水最大时，在中央决策荆江是否要分洪的关键时刻，长江水利委员会水文局针对分洪能达到什么效果、如果不分洪荆江及其以下河段的水位将会如何、未来的气象与水情怎样等6大问题，利用积累的大量水文档案资料，及时、准确地作出了分析预测，为中央决定不分洪提供了重要的科学依据。据统计，1998年水文防洪减灾效益超过800亿元。
水文基本数据是研究水问题重要的基础信息，是我国重要的国情信息资源之一，国民经济建设与社会发展中一切与水有关的活动均需要水文基本数据。 对于水文系统自身来说，水文档案则是水文工作的成果，是几代水文人艰苦辛劳积累的宝贵历史财富。
三、水文档案管理方法
全面加强水文档案管理，提高综合管理水平和利用水平，管好用好这些宝贵的水文档案，做到对历史负责，并为现实各项工作提供优质服务，是水文档案工作的目标和任务。
1、要不断加强档案知识学习、提高认识，增强档案管理意识。认清水文档案管理工作的重要性，争取把档案工作列入领导议事日程，把档案目标管理及档案信息科（档案室）建设作为档案建设的重点工作，使广大干部职工充分认识到档案工作是一项重要的水文基础工作。解决好档案专兼职管理人员的配备问题，加强档案管理相关知识的培训，不断提高档案管理人员素质，进一步提高档案工作的业务水平。作为档案管理人员要认识到，档案管理岗位是一个需要默默奉献的岗位，它产生的效益是无形的又是无价的。档案工作是“功在当代，利在千秋”的事业，作为一个档案工作者要有责任感和使命感，要不断加强学习的自觉性，努力提高业务素质，树立好档案管理部门和档案工作者的良好形象。[3]
2、建立健全各项档案管理制度，是把档案工作纳入制度化、规范化轨道的有力措施。除了认真学习、贯彻《中华人民共和国档案法》、《水利档案工作规定》、《水利工作中国家秘密及密级具体范围的规定》等各项法律法规外，还要结合水文系统档案管理工作实际，制定出本单位的《归档管理制度》、《档案借阅制度》、《安全保密制度》、《档案销毁制度》、《档案分类方案》等一系列管理规定。使档案管理工作有序进行，做到制度健全、职责明确，实行集中统一管理，分级负责的制度，全面推动档案工作的开展。
参考文献：
[1].期刊论文； 赵菁菁 浅谈水文档案的特点及其管理-甘肃水利水电技术2004，40（1）
[2].期刊论文；李涛 加强水利（水文）档案管理服务三峡建设 -科技信息2009（8）
[3].期刊论文；李家年.Li Jianian 加强水文档案综合管理的思考 -江淮水利科技2006（2）
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。
第十届中国水论坛组委会主席、湖北省副省长郭生练教授主持了大会开幕式，武汉大学党委书记李健教授、长江水利委员会水文局局长王俊教授级高工、国家自然科学基金委员会工程与材料科学部水利学科主任李万红教授致辞，中国水论坛主席、中国自然资源学会水资源专业委员会主任夏军教授致感谢辞。水利部长江水利委员会主任蔡其华、挪威科学院Lars Gottschalk院士、华中科技大学张勇传院士、南京水利科学研究院张建云院士等出席了开幕式。
长江水利委员会主任蔡其华、中国南京水利科学研究院院长张建云院士、武汉大学夏军教授、挪威科学院Lars Gottschalk院士、湖北省副省长郭生练教授、香港中文大学陈永勤教授分别作了题为《三峡水库科学调度的几个关键问题》、《关于我国北方水资源问题的再认识》、《水系统科学与流域水环境治理的水质—水量联合调控技术》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯级水库影响的设计洪水计算方法研究》、《广东省半个世纪以来的洪水、干旱与台风灾害演变特征研究》大会特邀报告。长江水利委员会水文局王俊局长、北京师范大学段青云教授、挪威奥斯陆大学许崇育教授、成都勘测设计研究院王仁坤研究员、北京师范大学徐宗学教授、中山大学陈晓宏教授、长江水利委员会长江科学院陈进院长、华中科技大学周建中教授、河海大学陈喜教授、武汉大学杨金忠作了主题报告。114位专家在分会场作了学术交流。
水资源问题已经成为制约经济社会可持续发展的战略性问题，本届中国水论坛围绕“变化环境下水问题与对策”，设立了5个分会场，重点探讨变化环境下水文演变规律、变化环境下水资源优化配置与可持续发展、水能资源开发与水库群优化调度、洪旱灾害演变与对策等4个专题。论坛结合南方洪涝灾害频繁的地域特点，科学解释变化环境对水科学的影响，展望未来水科学发展，从多学科交叉、多学科视野探讨解决水资源短缺、发展经济和保护生态环境的对策与措施，为经济、社会、环境科学发展过程中的水支撑研究提供科学依据，为解决我国及全球水问题做出贡献。
关键词：生态水文学西部地区生态需水
1、生态水文学的发展
水文学(hydrology)是地球科学的一个重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系[1]。自从科学界公认水圈、岩石圈和大气圈都从地圈中分离出来，并作为地球的独立圈存在后，水文科学的形成就有了其基础和地位[23]。
人类进入20世纪末，由于社会经济发展，人与自然的冲突加大，生态环境问题愈来愈突出，如湿地的退化、河道断流、入海水量减少、水体污染加剧等等。近20年来，生态学家们愈来愈意识到水文过程对生态系统功能的重要影响。但是，缺乏了解水文过程与生态系统植物群落变化与相互制约的内在联系。同样，过去水文学家关心最多的是洪水与干旱的成因、工程水文的实际的设计应用等。但是，随着生态与环境问题的重视与提出，愈来愈多的水文学家开始关注与水相关的生态问题，例如流速如何影响河道内的植物生长？河川径流的情势与滨岸生境生态过程之间是如何相互作用与联系的？由于水文循环联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带作用，水文循环过程的变化与其相关的生态环境的变化交叉研究与社会需求，产生了新的学科生长点，即生态水文学(eco-hydrology)。
生态水文学是20世纪80年代以后逐步发展的一门新兴交叉学科[1-20]。它重点研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理，揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系，回答与水循环过程相关的生态环境变化的成因与调控。利用生态水文学原理可以积极地用来保护和改善自然景观，正确指导生态环境脆弱地区的生态环境建设与水资源管理。
生态水文学的提出与发展大致在20世纪70年代以后。早期的生态水文学主要定义在生态湿地系统范畴。例如，1996年wassen等学者专门撰文[44]，认为“生态水文学是一门应用性的交叉学科，旨在更好地了解水文因素如何决定湿地生态系统的自然发育，特别在自然保护和更新方面有重要价值”。
1971年，联合国教科文组织（unesco）正式启动人类生物圈（mab）计划，水生生态系统研究成为该计划中的一个重要项目。第一阶段的会议于1986年在法国图卢兹召开，主要讨论了土地利用对水生生态系统的影响。会议期间，确定了一个具有决定性意义的主题：陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡带，对生物化学循环和景观镶嵌体具有重要的调控作用。因此，过渡带的研究被推荐为unesco未来生态系统工作的重点。它是生态水文学发展的雏形阶段。
1988年，unesco组织了过渡带研究的国际专题研讨会。期间，国际应用系统分析协会和匈牙利科学研究院筹划了水陆过渡带功能方面的合作研究项目，试图通过对生态过程的充分理解，确定过渡带恢复或重建的管理思想。
1996年9月在法国召开了“小流域生态水文学过程”研讨会。会议共收到30篇论文，研究集中在小尺度上，内容主要包括土壤和大气相互作用的模拟，径流产生过程和水流路径、水量和水文生物地球化学行为等。在这次会议中，还讨论了分区和尺度的影响问题，分析了气候变化对水文行为和数量的影响。1997联合国教科文组织出版了“小流域生态水文学过程”会议文集。
联合国教科文组织（unesco）国际水文计划（ihp）是由世界各个国家政府组织参加、在国际上有重要影响的水科学及其相关的水资源和环境科学的大型国际研究计划。从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年（ihd）计划后，ihp已经执行了五个阶段，其中：第一阶段（ihp-i，1976-1980）着重人类活动影响，水资源与自然环境之间关系的研究；第二阶段（ihp-ii，1981-1985）着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区域，并向着综合利用水资源的水问题方向发展；第三阶段（ihp-iii，1986-1990）定名为“为经济、社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”，除继续把水文科学作为重点外，把计划内容扩大到合理管理水资源；第四阶段（ihp-iv，1991-1995）研究计划重点是“大气-土壤-植被”之间的水循环关系，全球气候变化对陆地水文过程的影响。
ihp第五阶段（ihp-v，1996-2001）方向是“脆弱环境中的水文水资源开发”，由三个模块、八个主题和31个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是“地表生态过程”。生态水文学是ihp计划的核心内容[14-19]。之后，生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年，联合国教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研讨会。
1997年国际水文计划出版了专集：生态水文学—水生资源可持续利用的新范例。文集指出生态水文学主要是为了研究水循环过程、机制与生物、非生物之间的相互关系。水生环境的水量、水质和某些过程，不仅受气候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影响。因此，生态学和水文学知识的综合，被认为是一个研究水和生物关系的合适的新工具。这本书首次提出了新的、具有挑战性的概念——生态水文学，建立淡水资源可持续发展的基础。图1表明了生态水文学与以往生态学和水文学思维的不同方式：
1998年5月在波兰召开了unescoihp-v2.3-2.4工作组会议。同年，出版了会议文集，主要包括以下4个方面的内容：1）介绍了生态水文学的框架和研究领域；2）提出了当前存在的缺点和未来发展路线；3）宣传生态水文学的概念，认为河流生态系统是受水文过程控制的“超有机体”。确定生态水文学研究的目标为：（a）比较和评价现有的水文和生态过程相互关系的信息；（b）评论预测的潜力、确定未来研究最重要的方向；（c）识别与水文过程相关联的环境问题层次；（d）定量生物因素、非生物因素之间的联系以及它们在水中的沉积物质、营养物质和污染物质运输、转化中的作用，以确定从区域到流域尺度上的转移路径；（e）以可持续发展为目标，建立可操作性的程序交互平台以及科学家、政策制定者和决策者之间新的思维方式。这一出版物为生态水文学的研究提供了指导作用。
1999年9月8日至22日，ihp-v组织了生态水文学研究进展方面的会议，在不同科学团体之间交流了生态水文学的研究成果。会议为来自24国家的不同领域的年轻科学家提供了辩论的机会。在生态水文学和水资源管理方面，科学家交换了基础性研究和应用研究的最新观点。基于研究过程中得到的数据和知识，科学家讨论和提议了生态水文解决环境问题的潜在办法。2000年出版了生态水文学研究进展文集。
需要指出，ihp-v中生态水文计划的核心目标旨在从流域观点、从河流系统与自然社会经济的联系中，理解生物和物理过程的整体性，以提高水资源的管理水平。专家们认为，当今世界范围的水资源问题已经受到来自全球气候变化和人类自身经济开发活动的巨大影响与挑战。在面对不断变化环境的水资源管理中，生态水文学的研究方法和思想将是最好的、可持续的方法。这一范例认为，流域就好像一个超有机体，它具有反抗压力的抗性和弹性特征，是面对变化环境下水资源可持续管理的最有效的一个工具。
1999年，为倡导生态水文学方面的科学研究，国际知名的英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。
同年，英国谢菲尔德大学（sheffielduniversity）自然地理系andrewj．baird博士和德比大学（derbyuniversity）自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家robertl．wilby博士共同编著出版了《生态水文学》。它是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书，阐述和探讨了各种环境植物与水分相互作用问题。该书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者有很大的参考价值。中国科学院寒区旱区环境工程研究所赵文智和王根绪博士翻译出版了该书的中文全文[44]。
目前，在生态水文学或水文生态学的研究领域，活跃着一大批科学团体，使得这一领域的研究有了很大的发展。在联合国教科文组织国际水文计划（unescoihp）-v(2.3/2.4)的支持下，由maciejzalewski组织出版了一系列“生态水文学”专集，是一个里程碑。以后“生态工程杂志（eej）”杂志、“水文科学杂志（hsj）”都出版了“生态水文学”专刊。以zalewski为特约主编致力于生态水文学研究的新期刊。国际水文科学协会（iahs）也专门由acreman博士主编了“水文生态学”有关专集。
进入21世纪后，国际水文计划（ihp）实施2002-2007年新的第六阶段计划，方向确定为“水的相互作用：来自风险和社会挑战的体系”。主要的不同点是需要考虑下面若干方面新的研究与挑战的问题，即：地表水与地下水、水文循环的大气与陆地部分、淡水与咸水、全球化的流域与河流尺度、质与量、水体和生态系统、科学与政治、水与文化。它由五个主题组成：主题1、全球变化与水资源；主题2、流域地表水与地下水动力学集成；主题3、陆地生境水文学；主题4、水与社会；主题5、水教育与培训。其中主题3的陆地生境水文学仍然是生态水文学核心内容。
总之，生态水文学是现代水文科学与生态科学交叉中发展的一个亮点，它以生态过程和生态格局的水文学机制为研究核心，以植物与水分关系为基础理论，将尺度问题贯穿于整个研究之中，研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生态水文学的发展对我国生态环境建设，将会有重要的促进和推动作用。
2.国内外生态需水研究的问题
生态需水（ecologicalwaterrequirements）是生态水文学中的一个重要的研究课题。凡是联系到与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题，都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。在国际上提出生态需水的概念与研究生态需水的理论与方法，已经有了一段历史。在我国，生态水文学的研究刚刚起步，生态需水理论与方法还有待于发展与完善。
早在20世纪四十年代，随着水库的建设和水资源开发利用程度的提高，美国的资源管理部门开始注意和关心渔场的减少问题。美国鱼类和野生动物保护协会对河道内流量与鱼类生长繁殖、产量的进行了许多研究，提出了河流最小环境(或生物)流量的概念，已有学者撰文强调了河川径流作为生态因子的重要性。
在20世纪70年代后，澳大利亚、南非、法国和加拿大等国家针对河流生态系统，比较系统都开展了关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量关系的研究。以大马哈鱼的河流生境（habitat）需水为例，加拿大哥伦比亚大学（ubc）有关学者通过大量的实地调查，分别获得了维系大马哈鱼到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生态需水基本数据，其中包括适宜的流速和水深等。进一步，他们绘制了大马哈鱼繁衍所必需的河流生境质量的高低与基本生态需水（流速和水深）之间的曲线关系。
为了保护水生生物或生境，通常是基于河流物理形态、鱼类和无脊椎动物确定最小或最佳的生态需水流量。但是，这一流量仅仅考虑了渔业的流量需求或者湿地对水的需求，并没有体现生态系统的完整性。国外学者g.e.,petts认为，在河流管理中生态的需要与河流流量变化特征相联系应该至少考虑3个方面，即：（1）纵向的连接；（2）洪泛平原的流量；（3）维持河道的流量，包括最小的和最适宜的流量。基流流量的自然频率和持续时间也应加以考虑，无论何时，都要尽可能地保持生态可接受的流量变化。
gleick提出了基本生态需水量的概念（basicecologicalwaterrequirement），其概念实质是生态建设（恢复）用水[10]。falkenmark区分了绿色水（greenwater）和蓝色水的概念，指出从“蓝色”水的社会利用部门转向利用“绿色”水的生态系统中来，这种“绿色”水储存在土壤中用于蒸发或合成植物有机体。事实上，“绿色”水就是生态需水的概念，这种“绿色”水的概念适用于水生生态系统和陆地生态系统。
直到20世纪90年代，随着国际水文计划等大的项目推进，研究的对象开始打破过去局限于所关心的物种（如鱼类）或某一单一目标的情景，人们才开始考虑维持河流系统完整性的生态流量需求，提高对河流生态系统保护的有效性。但是，由于在西方发达国家，并没有中国西部如此生态问题的多样性和复杂性，因此，他们对生态需水的研究主要集中在维系自然生态系统平衡的方面，比较少考虑高强度人类活动大量挤占生态需水的现实问题。
中国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。就中国西部地区而论，20世纪90年代以前的水资源规划与配置管理中，很少涉及生态环境建设与生态需水问题。水资源可持续利用与合理配置是从国家“九五”攻关项目开始，提出的“生态需水”是一个新生事物。在中国，由于生态水文学基础研究起步比较晚，大家对于“生态需水”概念的理解也不尽相同。许多国内文献书籍、研究报告出现有“生态需水”、“生态用水”和“生态耗水”多个名词。有人认为它们的概念与涵义是不同的，但是有人认为它们都是指一回事（见文献[22]、[26-46]）。
1989年，中国科学院地理研究所汤奇成较早提出生态用水问题[45]。他认为“为了保证塔里木盆地各绿洲的存在和发展，必须要保护各绿洲的生态环境，而生态环境的保护也离不开水，这部分水可统称为生态用水”。1995年[46]，他认为“对生态环境用水很少或根本没有安排，这种情况必须彻底加以改变，否则干旱区绿洲外的环境将日益恶化；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”。以后许多专家学者对生态需水、生态用水和生态耗水等，提出不同的观点、定义和研讨，丰富了生态需水的理论与学术研究。
2001年，由钱正英、张光斗主编正式出版了的中国工程院重大咨询项目研究成果“中国可持续发展水资源战略研究”[27]。提出我国水资源的总战略必须以水资源的可持续利用支持经济的可持续发展；建议从防洪减灾、农业用水、城市和工业用水、生态环境建设等8个方面实行战略性改变，在中国大地上真正展开一场提高用水效率的革命。在该报告中，对生态用水做的定义是：“从广义上说，维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等，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步改善所需要消耗的水资源总量。”。
在学术研讨方面，潘启民等把生态用水理解为生态需水量（状态值）和生态耗水量（动态概念）两个概念[47]。严登华等把河流水可划分为生态水、资源水和灾害水[30]。王芳等通过她的博士论文研究探讨了生态需水理论问题[38-39]，将生态需水概念界定为：为维护生态系统稳定，天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。将生态需水划分为可控（非地带性）与不可控（地带性）生态需水和天然与人工生态需水。刘昌明强调要在研究水循环和水量转化规律的基础上确定生态需水的理论内涵，提出陆地系统中的水可分解为资源水、灾害水、生态水和环境水。生态需水研究面临许多新的挑战。
笔者们参加了中国工程院重大咨询项目“西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究”。有几个不同的观点：（1）我们理解的国际水文计划（ihp）研究意义上的生态需水，是指以水文循环为纽带、从维系生态系统自身生存和生态功能角度，相对一定生态环境品质目标下客观需求的水。例如，为了维系河流某鱼类的生境，需要必须的基本水文特征值保证（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生态系统对水资源需求的大小需要通过科学实验与观察获得，并不是人们主观要给出什么样的水资源配置。水的配置是针对水资源管理、不同水的用户即用水而言。因此，就应该有生态耗水和用水的概念，它们与生态需水有区别也有联系。（2）中国工程院重大咨询项目中所指的“生态需水”不同之处，在于为水资源的合理配置服务、为生态建设（林草，河道生态功能要求）服务的生态需水。所以，国际上提出的生态需水概念需要讨论与扩展。通过讨论，有比较一致的看法是：
生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。进一步，对中国西部生态环境建设研究工作的目标，生态需水可以理解为维系一定生态功能的环境目标（例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期的生态景观、或者具体目标如黑河水必须要到东居延海等）下科学意义下生态系统需求的水资源。它是生态环境建设重要的科学依据。
生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。
因此，生态需水与生态耗水是有不同的含义，既有联系又有区别。例如，在黄河上游地区，自然降水条件下一般能够满足天然植被蒸散发对水的需求（降水p大于蒸散发e），因此，生态需水估计的数量比较小。但是，由于人的行为通过水土保持等措施建设林地，耗用（减少）了输送到河流下游的水资源量。人们往往称这部分耗用（减少）的实际水量为生态耗水量。所以，在黄河上游地区生态需水量与生态耗水量是有不同的。
相比之下，在西北内陆地区河流的下游，由于内陆地区河流的下游降水非常少，为维系胡杨林生态系统生存，估计的生态需水将完全占用河川径流量。维系胡杨林生态系统的生态环境用水也完全取决与能够提供给下游的河川径流量。在某种意义下，维系胡杨林生态系统的生态需水量也就是生态耗水量。
因此，生态需水与生态耗水的概念在西部地区既有联系又有区别。通过生态需水的估算，能够提供维系一定的生态系统与环境功能所不应该被人所挤占的水资源量基本的信息，它是西部地区水资源可持续利用与生态环境建设的基础，它也是估计在一定的目的、生态环境建设目标或配置条件下，生态环境耗水大小的基础。通过对生态需水和生态耗水的估计，能够分析人对生态需水挤占的程度，决策生态环境建设对生态环境用水的合理配置。
3.中国西部地区生态需水研究的挑战
水是干旱区的关键生态因子,植被的组成和结构由水密切控制,同时在各种尺度上对水产生重要的反馈作用。因此，在干旱区，研究生态学和水文学的相互关系，研究生态需水问题，对干旱区生态建设的模式和生态恢复至关重要。一方面，干旱区水文过程对植被生理特征和格局成因产生影响，同时植被对水土流失具有控制作用。
生态需水的实质是生态系统结构、功能和水分之间相互关系问题。生态需水是生态水文学研究的重要内容之一，只有建立在流域水循环基础上通过生态水文学理论的指导，生态需水量的确定才会更合理。目前在生态需水估算方面，面临许多挑战的问题。主要有：
3.1干旱区植被对缺水的适应机制研究
研究表明，干旱区的某些植物具有水分补偿能力，即利用冬季（低强度）降水补偿夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水来补偿，这大概是灌木在这种环境中得以与一年生植物竞争的一种手段。另外，在干旱区，植物为了适应荒漠环境，具有许多生理结构上的变化。国外学者ewenari把荒漠植物分为两类：一类是随水变植物，这类植物对极端干旱具有许多生理上的适应性；但大多数植物属于恒水植物，这些植物对干旱有许多适应机制。不同植物的水分利用效率的、对水分亏缺的生理响应机制等研究，将为植被建设和恢复提供理论支持。
3.2植被格局成因的控制性因素研究
干旱区植被最显著的特点就是低覆盖度。研究表明，如果干燥度系列从p/etp>1（降水量与潜在蒸发量的比值）降到<0.3，就会发现潜在植被从全面覆盖而经一系列破碎的植被冠层到植被处于斑块状分布状态。近期研究表明，在黑河下游，随着上游来水的减少，不同景观类型的面积、数目和优势植被发生了很大的变化。在干旱区，胡杨、柽柳的空间分布普遍呈紧缩分布现象，当干旱程度有所减缓时，植被在空间上的分布相对较为分散。在防止土壤侵蚀的人工植被建设方面，由于只考虑植被盖度和高度，忽视了斑块格局及其配置方式。所以出现了北方人工植被土壤旱化、稳定性低的问题。以上说明了水分动态影响植被的分布格局，但这种分布格局如何响应水文过程的变化，它的生态学意义何在？植被的这种自然分布格局能否指导干旱区植被恢复等均有待研究。在今后的研究中，应加强植被类型、格局的生态水文学和生态需水研究。
3.3植被格局对水土流失、土壤侵蚀的定量化研究
在干旱地区，植被多呈斑块状分布，这种分布对改变水分径流的路径、减缓水蚀，提高斑块内的土壤水分含量等都具有重要意义。尽管对植被斑块的丛生状况有所认识，近来理论方面的研究和模拟方面的研究也有助于了解这一过程，但对这种现象的生态机制却知之甚少。这种缀块分布格局如何影响径流？这种格局的生态学意义何在，都是值得探讨的问题。另外，应加强大时空尺度上的植被格局和水文过程的关系研究。
分析干旱植物在水分胁迫下的群落组成结构、分布格局与演变过程，始终是干旱区生态水文科学研究的重要领域，迄今为止，关于这方面的研究未能取得突破性进展，尤其是群落演变的生态机理仍然处于未知阶段。近年来，关于干旱区植物分布如何影响径流和水分分布，以及如何调节干旱区侵蚀等问题的研究受到广泛重视，同时，大尺度“土壤—植被—大气”传输相互作用以及干旱区植被随气候变化的演化也是目前生态学家和水文学家共同感兴趣的话题。
3.14区域生态需水估算方法研究
我国的生态水文学基础研究刚刚起步。尽管在一些方面已经取得令人鼓舞的成果，如陈亚宁在新疆塔里木下游生态需水方面新的研究等，但总的看，目前处在初期发展阶段，没有比较成熟的估算方法，还存在这样或那样的问题，需要多途径比较与发展。
现行的区域生态需水估算方法主要思路是：依据不同气候带与降水等条件，开展自然生态系统分区，确定生态需水计算的不同类别的生态-水文参数；利用遥感提供中国西部区域土地利用信息，确定生态需水计算的不同类别的范围；通过不同植被类型的蒸散发计算、流域降水-径流计算确定河道外生态需水（地带性和非地带性的生态需水）以及河道内生态需水；最后利用水资源分区的水量收支平衡控制，估算生态需水或生态耗水总量。
由于对于生态需水概念理解的不同，实际中生态需水估算的方法就有不同或者差异。例如，按维护现状生态系统不再退化的理解，就会有一套基于2000年的遥感图，依生态分区，分类以及用总水量平衡核算的核算方法。按生态建设目标（过去，现状和未来），又有不同数量的估算方法。
客观说，基于生态水文学的研究思路是估算生态需水的基本途径，它从成因观点估算流域的生态需水，有比较好的理论依据。但是，由于西部地区生态环境问题的复杂性，特别是缺乏必要的生态水文过程与空间变化的资料，由点的植被蒸发扩展到面的植被耗水机理的尺度问题等，导致目前估算有一定困难与结果的差异。现行的水量平衡方法估算生态耗水，能够从宏观总量上给予控制，但是生态需水的精度取决于水资源平衡中其它耗水部门估算的正确与否。因此，在区域生态需水估算方法不成熟的情况下，鼓励多种途径方法的相互比较和佐证，可能比一种方法为好，这也是新生事物学科发展所需要的。如何在有限水文水资源资料和生态监测资料条件下，获得更为客观与科学的生态需水估计，的确是一个重要的挑战性任务与课题。
4.结语
生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现，生态水文学成为国际研究的热点问题之一。本文回顾了生态水文学的发展历程，讨论了生态需水研究明亮的问题与挑战。它们作为生态环境建设的基础与学科发展，有如下几点认识与建议：
（1）优先、重点保护原则：在西北地区，由于水资源匮乏，不可能保护所有的生态系统，只能优先保护控制性生态系统，满足控制性生态系统对水分的需求。在此基础上，进一步形成保护干旱区生态系统的网络结构。干旱区流域下游荒漠绿洲是外来径流作用的产物，绿洲景观结构及组成类型的空间分布严格受河流廊道影响。因此，若把河流两岸乔灌木林和河岸灌丛草甸视作河流廊道的构成要素，则荒漠绿洲的高级生物组成实质就是河流廊道。在干旱区河流廊道不仅具有传输能量与养分的功能，而且是绿洲生物流的载体和传导源，为维持整个流域生态系统的稳定发展奠定了坚实的基础。所以干旱区河流廊道就是控制性的生态系统，生态需水应该优先得到满足。
（2）以生态水文学为基础研究生态需水问题：生态水文学是生态学和水文学的交叉学科，它所关心的是水文过程对生态系统配置、结构和动态的影响，以及生物过程对水循环要素的影响。水文循环深刻地影响着全球生态系统的结构和演变，包括自然界中一系列的物理过程、化学过程和生物过程，是其它物质循环的基础。因此，确定某一生态系统需水时，只有以水文过程为基础，结合生态系统的特性需求，才能较为合理地计算生态需水量。这也是今后生态需水理论与实践研究重要的发展方向。
社会的需求是水文发展的动力，水文工作是随着国民经济和社会的发展而发展的，值此新疆水文水资源局成立50周年之际，回首阿勒泰水文水资源勘测局50年的风雨历程、50年的沧桑巨变，总结过去、开辟未来，以崭新的姿态，在新的世纪再创水文事业的新辉煌。
一、50年来，水文站网的发展
1953年在阿勒泰地区布尔津县设立第一个水文站（即额河干流控制站——布尔津水文站）起，阿勒泰的水文事业从无到有逐步发展起来，目前在额尔齐斯河及乌伦古河两条河流的干支流上共有国家站网规划基本水文站16处（其中，国家重点水文站5处），水利工程专用水文（报汛）站2处，这些站所收集的大量珍贵历史水文资料为阿勒泰地区各项水利工程的设计和城市建设及防汛抗灾的决策提供了准确的科学依据。
二、50年来，水文基础设施的发展
水位自记采集传输仪
水文缆道综合控制台
水位雨量数据采集仪器
变频交流水文绞车
在国家有关部委和地方各级政府的高度重视下，在水利部有关司局和各地水行政主管部门的大力支持下，我局建设改造了4个国家重要水文站、对6个水文危房进行了更新改造，扭转了基础设施陈旧落后的局面，各水文测站监测能力得到提高。
GPS、全站仪、超声波水位计、水位雨量数据采集仪、电子经纬仪、电子水准仪、水文缆道综合控制台等先进仪器设备的应用，大大提高了水文的工作效率和信息采集的自动化水平，目前我局各水文测站水位、雨量自动记录仪器配置达到85%。
塔克什肯站旧貌
塔克什肯站新颜
南湾站旧貌
南湾站新颜
三、50年来，水文测验整编工作的发展
水文建站初期，测验设施十分简陋，流量测验依靠吊箱、木船来进行,易发生翻船等事故;夜间进行流量测验时用马灯照明，观测水位用人工目测，降雨观测用木尺观读。目前水位观测设备配有自记水位计或水位数据采集仪，流量测验采用流速仪或水面比降法施测，各站均采用水文电动缆道测流,减轻了劳动强度，职工的人身安全有了保障，提高了工作效率。
50年代初水文资料计算、整编的计算工具是算盘，运算速度慢，计算精度不高，后来逐步发展到用计算尺、电子计算器。八十年代随着微机的引进与应用，水文资料的整编逐步实现了电算化,提高了工作效率和资料成果质量。
四、50年来，水文情报预报工作的发展
洪水是一种自然现象，在当今时代，要完全驾驭所有洪水，或者使用工程措施逃避任何洪灾，既不经济亦不可能，水文情报预报做为一项非工程措施是解决这个问题的最好手段之一。我区境内的各河流水量均来源于阿尔泰山南坡的季节性积雪，夏季的融雪性洪水和局部暴雨洪水给下游造成一定的经济损失，因此，防汛任务十分繁重。为此，我局从设站起对下游提供水情信息的同时，从1982年起正式开始每年各主要河流的年径流量、洪峰和夏季各月的水量趋势预报。
传递畅通、及时、准确是做好水情预报工作的关键环节，50年代至60年代，水文站的报汛方式是将水情电报送到附近邮电局发电报；70年代后，随着有线电话的发展，测站用电话机向邮局发送水情电报；如今已发展到各报汛站用程控电话和电台报水情，水情科则安装了数传设备，可直接向自治区水文局传递水情情报,实现了水文情报预报的自动化操作，达到了情报处理快速、数据传递准确的要求。
五、50年来，水资源与水环境监测评价工作的发展
阿勒泰水环境监测分中心成立于1981年，分别在1994年、1999年和2004年通过了国家计量认证，从单一的地表水监测评价扩展到以地表水为主体，融地下水、生活污水及工业废水等监测于一体的比较完整的水质监测站网体系，在全区主要河流上设立了29个监测站点，目前已开展了41个项目的监测工作，为地区水质监测评价及取水许可制度的实施等方面做了大量工作。
六、50年来，咨询服务工作的发展
为适应市场经济的需要，我局拓宽咨询工作服务领域，结合水文自身的特点和优势，开展为水利工程水文设计、为在建水利工程提供水文情报预报和为当地国民经济建设服务的各项服务工作。
通过开展水文科技有偿服务，弥补了水文事业经费的不足，也改善了职工的福利，激发了工作积极性，增强了单位的活力。
多年来，阿勒泰地区利用我局勘测收集的水文资料，设计施工了引额济克工程、哈巴河山口电站枢纽工程、青河县布尔根水利枢纽工程、青河沙尔托海枢纽工程、富蕴县哈拉恰海枢纽工程、吉木乃县塔斯特水库、青河县阿拉图拜水库、富蕴哈拉通克水库、阿勒泰市城市防洪规划、布尔津县城市防洪规划、哈巴河县城市防洪规划等一系列水利工程，有待开展前期工作的水利工程、水土开发灌区工程及其他诸多储备项目也需要大量的水文水资源资料进行设计分析。
七、50年来，完成的主要水文分析报告和科技论文
（一）分析报告
这些年来，我局技术人员前后完成了《阿勒泰地区地表水资源评价》（送审稿）、《吉木乃县塔斯特水库除险加固水文分析》、《富蕴县哈拉恰海枢纽工程（峡口坝）水文分析》、《富蕴县哈拉通克水库除险加固水文分析》、《富蕴县地表水资源评价》、《哈巴河县阔斯台塔勒德水库水文分析》、《青河县阿拉图拜水库水文分析》、《青河县阿苇灌区引水工程水文分析》、《哈巴河县地表水资源评价》、《哈巴河防洪规划水文分析》、《引额供水工程下游河谷环境评价水文勘测技术》、《阿勒泰市城市防洪规划水文分析》、《布尔津县城市防洪规划水文分析》及《额尔齐斯河流域水资源规划评价》等报告的分析、编写工作。
（二）学术论文
近年来，专业技术人员撰写的《阿勒泰地区河流冰情特征》、《阿勒泰地区河流水文特性》等30余篇科技论文分别发表在《水文》、《干旱区地理》等国家级和省级刊物上。
同时，由我局科技人员参加完成的《新疆300-500年水文、气象序列的重建与应用》获国家科技进步三等奖、新疆维吾尔自治区科学技术进步二等奖。
八、50年来，职工教育与对外宣传
(一)职工教育
随着水文事业的发展，迫切需要培养水文业务人员，我局先后派业务骨干外出进修。通过学习和培训，我局水文职工队伍的业务素质明显提高。目前在职78人中，60%的职工具有大学、大专、中专学历，其余大部分工作人员均为经水文专业技术学校培训的水文勘测工种技术工人。
(二)对外宣传
为促进各级领导和社会各界了解、关心、重视和支持水文工作，我局加大了对外宣传工作力度。由于我局测站点多、线长，高度分散，相对比较封闭，我们一方面利用自治区水文水资源局创办的刊物《新疆水文信息》宣传自己，同时向《阿勒泰报》、《阿勒泰政府网》、《阿勒泰新闻网》积极投稿，宣传阿勒泰水文；另一方面，积极主动地与广播电台、电视台、阿勒泰日报社等新闻单位联系，使他们了解水文行业的重要性，真正做到“电视上有影、广播里有声、报刊上有文”，并开办了<阿勒泰水文网>，向社会全面展示阿勒泰水文人的风采。
九、50年来，精神文明建设取得了丰硕的成果
在全局干部职工的大力支持和共同努力下，精神文明建设各项工作成效显著。
经有关部门复审，我局继续保持了自治区级“卫生红旗单位”、地区级“文明单位”、“综合治理优秀单位”、“计划生育合格单位”、“安全文明小区单位”、“综合治理优秀单位”、“绿化合格单位”等荣誉。
关键词：水文测验；新问题；对策；研究；分析
中图分类号：S157 文献标识码：A
一、前言
所谓水文测验其实就是系统收集以及整理各种水文资料技术工作的一个总称，在水文测测验过程中，首先必须要获得相应的各种水文方面要素的数据，再研究、分析及计算后，将其进行整理综合，以此用于评价与合理开发应用水资源的一个主要参考资料，从而为工程项目的建设规划、管理、设计、运行、使用、抗旱以及防汛等提供相应的参考依据。从目前我国水文测验工作的情况来看，整体所获得的成效较为良好，但仍旧存在着相应的问题，下面文章就基于目前我国水文测验工作所面临的新问题进行研究和分析，并提出相关对策。
二、水文测验概述
水文测验的内容主要包括以下几个方面：第一，为了取得各种水文要素资料在，在实施测验之前，应构建相应的水文站网，或者对原有水文站网进行相应的调整，为了能够经济、准确、完整且及时地观测各种水文要素，确保所获得的这些资料可在同一基础上实施比较与分析，应该加强各种水文测验法的研究，并在此基础上制定系统、统一且合理的技术标准。第二，为了更加精确且全面的对水文要素变化规律实施观测，应研制相应的水文测验设备以及仪器，按照所制定的这一技术标准，在各水文观测站上实施水位观测，实施泥沙测验与流量测验，观测水质、土壤含水量、水温、蒸发量、冰清、地下水位以及降水量等，以便获得更为合理的实测资料，同时还应定期进行巡回测验。第三，水文调查。其主要包括测站周围河段与以上流域范围内的实际水情状况，基于统一格式与方法来在审核与整理所获得的这些水文资料，使其形成为系统成果，以便于后期的应用。
在水文测验中，流量测量的方式主要包含以下三种：第一，流速面积方法，其主要是进行流速与断面面积的测量，接着将二者相乘，得到的总和就是总流量值，在测量过程中，通常利用流速仪来进行测速，利用回声测深仪、测探杆或者测深锤来进行各垂线水深的测量；第二，稀释法，即在河段的上游进行示踪剂的投放，通过了一定距离以后，可得到相应的混匀与稀释，其总量保持不变，根据稀释倍数与流量之间的比例，来进行流量的计算；第三，量水建筑方法，由于跨河流的建筑物自身的流量和上下游水位、上游水头差之间存在着一定的函数关系，因此，可在断面上进行标准形式量水堰以及量水槽的设置，通过相关的水力学公式来进行流量的计算。
三、新时期下水文测验工作服务的主要内容
第一，水资源的配置服务。基于某个区域、流域与跨流区域的经济发展情况、水资源发展情况、承载能力、水资源发展变化的趋势等的研究和分析，为社会的持续发展以及国民经济稳定建设战略性布局提供相应的服务，并为调整社会发展产业结构提供相应的服务，分别从宏观上以及战略上提供相应的咨询服务、决策服务。
第二，水生态环境的管理与保护服务。为了推动社会经济和社会生态环境的协调、可持续发展提供相应的预报服务以及监控服务。
第三，水资源的管理服务。即为水权的转让、水资源的分配以及取水的许可等内容，在制定相关政策法规上提供更为全面、合理的决策信息。
第四，水资源的调度服务。即为洪水资源的合理、科学利用调度、水量与水质之间联合调度、年际间或者实时水资源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之间的联合、在同区域内不同水体间水资源等各种调度提供相应的预测预报、检测及评价服务。
在当前新时期下，水文测验工作的实施，应根据具体服务对象自身的特点以及实际要求，为其提供优质、全面且合理的各种服务，从而促使其测验工作得以有效且有序地进行，更好地将自身所存的价值体现出来。
四、新时期水测验所面临的新问题及其对策
（一）信息技术水平的提高，新技术的出现
随着社会经济的快速发展，信息技术水平的提高，出现了很多的新技术，水文测验工作也开始向数字化与智能化方向发展，超声波水位计、遥测系统、固态存储、计算机网络以及微机遥测系统等一系列高新技术也得到了广泛地应用，而这对于水文测验工作人员也提出更高的要求，对其专业技能与计算机应用技术水平的要求随之提高。针对这种情况，在新时期下如何提高水文测验工作人员的综合素质，也逐渐成为了水文行业关注的一个焦点问题。基于笔者多年工作经验来看，要想有效解决这一问题，其重点就在于应加强水文测验工作人员专业技术的培训与教育，尤其是计算机应用技术方面的培训，切实提高测验工作人员自身的综合素质。若有条件，还可构建一个专业型水文测验教育基地，以此来重点实施培训。此外，水文测验工作人员自身还要转变其传统的观念，提高水文测验工作重要性的认识，不断充实自己，这样才可社会经济的发展同步，适应当前社会的各种发展变化需求。
（二）水文测验基础设施的建设较为落后
据调查资料显示，目前我国在水文测验工作上，不管是在水质的测验，还是在水量的测验上，均存在着一个普遍的现象，即基础设施的建设程度较低，在测验过程中所用的设备均比较落后和单一，而这也在不同程度影响水文测验精度以及时效。鉴于此，笔者建议，在新时期的水文测验工作中，除了要加强水文测验工作人员综合素质的教育与培训，同时还应加大水文测验基础设施的建设力度，提高基础设施自身的能力，从而提高其测验的精度。同时还应构建相应的应急保障体系，加大各种备用设备的建设，从而切实提高水文测样工作的整体成效，使其能够更好地适应当前社会的发展需求，满足水资源管理的各种需求。
（三）在综合治理防洪工程上，水文要素产生了一些新的变化
在综合治理防洪工程中，超采地下水与地表径流的逐渐减少，使得水文区域原有的要素规律均发生了相应的变化，同时在治理过程中，不管是同级水位的流量流速的变化，还是加大或者减小闸门的流量，均会使水文要素发生一定的改变，继而为水文资料的研究分析以及相关服务的提供带来各种各样的问题。针对这些问题，笔者建议在进行综合治理的过程中，水文测验站首先应该了解并掌握该区域范围内，防洪工程的实际情况以及其可能所发生的变化，及时掌握河道发生洪灾的规律，基于相关信息的综合分析，如测流方式、水位流量所发生的变化、不同测流系数的具体试验以及水位力量的单值化等，通过分析后，采取相对应的各种测验措施。
（四）服务意识较为薄弱，水文测验工作未得到社会的重视
尽管我国水文工程得到了快速发展，但是对于水文测验工作仍旧不是很重视，尤其是水文测报工作还未得到社会的支持以及认可。基于这种情况，笔者认为在新时期下，在实施水文测验工作时，在社会发展过程中，应把水文资料看作为社会经济建设所需的基础信息资源，充分发挥水文资料作为一种社会公益产品所具备的功能，将水文测验工作公开化以及社会化，促使各水文机构可主动且积极为社会发展提供系统且全面的服务。此外，还应加大该项工作的宣传力度，使人们对于水文测验工作有一个正确地认识。
（五）资料的整编工作和测验工作处于脱节状态
随着信息技术发展，在水文资料的整编上，已从以往人工操作、计算转变成为了信息化、自动化操作自动。在以前的整编工作中，其重点通常放于资料三次校对上，对于流域范围各个观测点一致性与原始资料合理性缺乏相应的审查，使得整编成果满足不了当前水文测验工作的需求。鉴于这种情况，在新时期水文资料的整编工作中，应增强资料整编前后的审查，加大观测资料准确性、合理性、系统性的审查力度，利用降雨径流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比较分析法等来实施审查，以此提升资料整编质量的可靠性。
（六）人类活动的变化，使得水文测验工作模式也发生了相应的变化
随着滩地的大力开发、跨地域的调水、农业种植结构的逐步调整以及水文断面较长时间内的干涸等，这些均为水文测样工作的研究和实施带来了新课题，而在这种情势下，要想提高水文测验质量与水平，就必须要突破以往所固定的这些工作模式，增强水文的巡测以及水文的调查，特别是水量的巡测等，及时了解和掌握准确且新的各种水文资料。
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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。
