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中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：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

水文與水資源工程是太原理工大學水利科學與工程學院的主要專業之一，其前身是原“水文地質與工程地質”專業，1975年第一屆招生，1997年國家專業調整時取消，2004年水文與水資源工程專業獲山西省教育廳批準，2005年恢復招生。作為目前山西省高校中惟一一個水資源類本科專業，堅持立足山西、面向全國的發展方向，針對山西山丘區多、干旱缺水、污染嚴重、礦山開采誘發地質災害及水循環系統嚴重破壞等自然地理和經濟發展特點，制訂培養計劃，開設的課程涉及地表水和地下水兩個方面，并且有機地將地表水和地下水結合起來培養專門人才。近年來，我校水文與水資源工程專業取得了較大成績，畢業生的就業形勢良好，但面對新形勢條件下我國經濟社會發展對創新人才的要求，還存在一定的差距和不足，特別是教學環節中的課程體系存在一些問題，已直接影響到課堂教學效果和學生創新能力的提高。為了適應水文與水資源工程專業目錄調整的需要以及滿足工程領域發展迅速、知識更新快、工程創新人才需求緊迫的要求，有必要對我校水文與水資源工程專業課程體系進行構建，對提高教學效果及培養學生創新能力等具有重要的理論和現實意義。盡管已有學者針對水文與水資源工程專業進行了諸如課程體系、實踐等教學改革[1-8]，但是從總體上看，目前全國關于水文與水資源工程專業教學改革的理論研究成果仍然較少，而山西省在這方面的研究還屬于空白。從水利工程高等教育發展角度來說，必須進一步加強我校水文與水資源工程專業課程體系構建，才能為我省水利工程高等教育提供參考和理論支持。

1 課程體系存在的問題

我校水文與水資源工程專業本科生的培養，主要是通過課堂理論教學以及實驗、實習等環節來完成的，培養具有水文與水資 源、水與地質環境等方面的專業及專業基礎理論，能從事水文與水資源、水與地質環境保護和防治方面的勘察、設計、規劃、管理、技術開發、科學研究等的高級工程技術和管理人才。通過近年來對我校水文與水資源工程專業畢業生、本科生及授課教師的調查和訪問，水文與水資源工程專業課程體系存在如下問題。

1.1 課程設置不合理

我校水文與水資源工程專業的課程有綜合基礎課、公共選修課、學科基礎課和專業課，在學科基礎課和專業課中開設有必修課和選修課，一般先開綜合基礎課、公共選修課，后開學科基礎課和專業課。從總體上講，這種課程設置仍存在一些不合理現象：（1）同期開課或課程順序顛倒，造成一些學科基礎課與專業課次序不清，不能很好地體現課程之間的相互遞進關系；（2）有的課程無法體現本專業的特點，使學生感到學的有些雜亂。如《土力學》和《地基基礎與基礎工程》，前者屬于學科基礎課，后者屬于專業課，兩課程之間本應該有很好的遞進關系，卻都安排在第五學期。再如《水利工程經濟學》和《水利工程概論》，前者屬于學科基礎課，而后者屬于專業課，卻把課程順序顛倒了，將前者安排在第六學期，后者安排在第五學期。另外，對于所開設的《環境影響評價理論與方法》，屬于環境工程的專業課，對于水文與水資源工程專業的學生來說，由于沒有前期《環境學》等基礎課做鋪墊，學生總體上感到該課程偏離本專業，對課程內容不能很好地理解。

1.2 課程之間的銜接性差

課程之間的銜接性好壞直接影響著學生對專業知識的掌握和鞏固。我校水文與水資源工程專業課程之間的銜接性總體上比較符合教學規定，但也有個別課程之間的銜接性差，以至于學生們感到課程安排有點零亂。如同樣為專業課的《水資源工程勘察》《水資源開發利用》《礦床水文地質學》，分別由三位主講教師進行授課，但由于課程之間的銜接性考慮不夠，將《礦床水文地質學》被安排在第六學期開課，而《水資源開發利用》《水資源工程勘察》被安排在第七學期開課，這就造成學生在學習《礦床水文地質學》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識，在學習《水資源開發利用》之前還沒有掌握《水資源工程勘察》的專業知識。由于前期《水資源工程勘察》專業知識的缺乏，學生普遍反映在學習過程中對《礦床水文地質學》《水資源開發利用》的部分內容不好理解。這種課程之間的銜接性差的狀況，已阻礙了學生對地下水專業知識的鞏固，導致課堂學習效果相對較差。

1.3 課程內容交叉重復

課程內容安排是否合理對課堂教學效果的影響也很大。我校水文與水資源工程專業課程內容存在的問題是部分課程內容交叉重復，加上授課教師之間沒有做好溝通，對課程內容交叉重復的部分沒有進行適當的協調和刪減，造成部分課程內容已由某一位老師前期在課堂上進行了講解，另一位老師后期又在課堂上進行重復講解。如《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》這兩門課，課程內容交叉重復的是地表水勘察這一部分，包括水文測驗、水文調查和水文實驗等。再如《水文與工程物探》《水資源工程勘察》這兩門課，課程內容交叉重復的是水文地質物探這一部分。課程內容交叉重復不僅浪費學生的寶貴時間，而且降低了學生對課程學習的主動性和積極性。

1.4 教學內容重理論輕實踐

理論與實踐密不可分，二者緊密結合才能促進教學效果的鞏固和提高。多年來，由于我校水文與水資源工程專業實驗教學條件的限制，部分學科基礎課和專業課無法開展正常的實驗，不能滿足實踐教學活動的要求，致使一些課程的教學內容重理論輕實踐，無法取得良好的教學效果。如《水文地質學基礎》，學生對基本概念與原理容易理解，但深入掌握并靈活運用就困難，這是因為學生無法在實驗室進行達西滲流實驗、潛水模擬演示實驗、承壓水模擬演示實驗、地下水流動系統模擬演示等實驗，對地下水缺乏感性認識。再如《地下水動力學》，由于學生沒有在實驗室進行過裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、非飽和帶水運動實驗等實驗，影響學生對課程知識的鞏固及實踐技能水平的提高。還有《水文分析與水利計算》，學生雖然學了許多水文方面的理論知識，但卻沒有機會進行水文測驗和水文實驗。教學內容重理論輕實踐造成學生的科學實驗基本能力無法得到有效訓練，降低了學生畢業后在社會上的競爭力或進一步深造的實驗實踐能力。

2 課程體系的構建

根據我校水文與水資源工程專業課程體系存在的問題，我們認為，必須嚴格從人才培養目標出發，按照專業發展需求，以促進校企合作、產學研共同培養學生工程創新能力及就業等為前提，科學優化和重組課程體系，篩選符合當前教育現狀及經濟社會發展所需的課程，為學生專業水平的提高及創新能力的培養打下堅實的基礎。因此，結合水文與水資源工程專業即包含地表水又兼顧地下水的特點，提出新形勢條件下我校水文與水資源工程專業課程體系構建。

2.1 新增課程

在確保我校水文與水資源工程專業本科培養計劃中所設課程總門數不變的情況下，根據本學科發展的需要，考慮到《水文分析與水利計算》《水資源工程勘察》兩門課程在地表水勘察內容上的交叉重復，可刪除《水資源工程勘察》，新增《水文地質勘察》，既避免課程內容的重復，又使學生能較好地掌握水資源工程勘察的方法及最新的技術。考慮到目前地下水環境影響評價在我國建設項目環境影響評價占有越來越重要的地位及環境保護部《環境影響評價導則――地下水環境》（HJ610-2011年）的出版，結合我校水文與水資源工程專業特點、地下水環評人才短缺以及環評單位對地下水環評人員的迫切需求，可刪除《環境影響評價理論與方法》，新增《地下水環境監測與評價》，并把《環境影響評價理論與方法》作為教學參考書，使學生掌握地下水環境影響評價的理論方法，為其就業創造良好條件。考慮到《水文地質勘察》與《水文與工程物探》內容的重復以及同位素技術在地下水研究中的廣闊應用前景，可刪除《水文與工程物探》，新增《環境同位素水文地質》，使學生多掌握一項水文地質新技術，增強其未來應用同位素技術從事水文地質勘察的能力。

2.2 設置合理課程次序

為了體現課程內容之間的相互遞進關系，必須對不合理的課程次序進行相應調整，理順課程開設的前后順序，使學生在學習過程中達到循序漸進，真正所學課程專業知識的積累。為此，把《土力學》安排在第五學期，《地基基礎與基礎工程》安排在第六學期，確保學生在充分掌握《土力學》的基礎理論知識后，對《地基基礎與基礎工程》相關專業知識的學習有更深入的理解和鞏固。把《水利工程經濟學》安排在第五學期，《水利工程概論》安排在第六學期，確保學生在充分了解水利工程經濟的基礎上，對各項水利工程專業知識的學習有更深層次的掌握。把《水文地質勘察》安排在第六學期，《水資源開發利用》《礦床水文地質學》安排在第七學期，確保學生在前期掌握了《水文地質勘察》的技術方法和手段后，能更好地運用所學知識理解和掌握《水資源開發利用》的理論與方法以及《礦床水文地質學》的調查評價方法。

2.3 課程內容改革

在科學技術日益發展的今天，水文與水資源工程專業知識更新較快，但課程教材更新卻相對較慢，其中的一些知識已經無法滿足經濟社會發展的需求。因此，在課程專業知識的教學過程中，教師必須與時俱進，對課程內容進行合理改革，刪除一些課程中內容陳舊、理論與實際脫節的內容，對課程內容要突出其科學性和先進性，深入淺出，能夠反映新理論、新技術、新方法及前沿性的新視點，把原來分散的課程內容聯成一個有機的整體。如在《水文地質學基礎》課程內容改革中，可增加區域尺度非均質性、斷裂帶滲透性、海洋―陸地界面處的地下水等內容，與學生分析和探討這些因素對地下水資源的分布、循環、水質和可持續性利用的影響。在《水環境化學》課程內容改革中，可增加水文、化學、生物過程的耦合及水文和地球化學過程的計算機模擬等內容，使學生了解目前水文地球化學研究的熱點和方向。在《水污染控制與修復理論》課程內容改革中，可增加有機污染物的野外最有效的降解路徑及強放射性廢料的地質處置等內容，增強學生在水污染控制與修復中的自我創新能力。

2.4 選用合理教材

合理的教材對促進學生專業知識的學習起著非常重要的作用。為此，嚴格要求本專業教師對所授課程選用合理教材，必須是國家規劃教材和專業規范核心課程教材，且教材名稱與所開設課程的名稱一致或接近，對于未納入國家教材計劃的非正規教材或正規出版的書籍，嚴禁用做教材給學生使用，可作為課程參考書使用。通過選用合理教材，不僅避免課程知識交叉重復，而且能反映新理論、新技術、新方法，可使學生比較系統的接受學科基礎知識及專業知識的學習。同時結合山西省礦山開采對水循環系統造成嚴重破壞的實際，加強我校水文與水資源工程專業教材建設，通過申請水文與水資源工程專業委員會下達的教材指標，組織主要骨干教師編寫出理論聯系實際、基礎知識與技術知識兼容的《礦床水文地質學》《水文水利計算》等專業教材，為學生課堂的學習提供更符合實際的教材，達到進一步提高學生創新能力的目的。

2.5 增加實驗教學

實驗課在教學環節中非常重要，實踐性很強。通過實驗教學，可進一步鞏固學生所學的學科基礎知識和專業知識，培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。為此，我校水文與水資源工程專業在中央財政支持地方高校發展專項資金及山西省財政專項資金的支持下，對整體水平落后的實驗室進行了改造，共建設有6個實驗室，包括氣候氣象實驗室、飽和與非飽和帶水實驗室、水文工程勘察實驗室、水文實驗室、水環境污染與修復實驗室、礦山水文地質實驗室，并制定詳細的實驗計劃，使實驗室能開設出符合教學大綱規定的實驗，如人工模擬降雨實驗、土壤入滲性能測量實驗、淺層水流流速測量實驗、達西滲流實驗、潛水模擬實驗、承壓水模擬實驗、裘布依潛水穩定流井流實驗、壩基滲流水電比擬實驗、地表水溶質遷移轉化實驗、水質分析實驗等。同時為了確保實驗的順利開展，加強實驗教學隊伍建設，提高實驗教師的業務素質，為提高實驗教學質量打下堅實的基礎。

2.6 科研轉化教學

太原理工大學作為教學研究型大學，對教學和科研非常重視。從辯證的角度來看，教學和科研是相輔相成的，缺一不可。我校水文與水資源工程專業授課教師都從事有關科研項目的研究，如國家自然科學基金、山西省自然科學基金、校基金、行業基金及其他橫向科研項目等，在國內外核心期刊上或國際會議論文集上發表了諸如水文地質、工程地質、環境地質、徑流趨勢預測、水資源、水環境、水污染、土壤、水土保持等不同方向的專業學術論文，并有多篇論文被EI、SCI收錄及他人參考引用。針對水文與水資源教師在科研上的優勢，提倡各位授課教師以科研促進教學，鼓勵教師積極將科研成果轉化到教學中。通過科研轉化教學，不僅使學生了解各位教師的主要研究方向，從教師的科研成果中學到最新的理論知識，而且能激發學生的科研興趣，促進學生學習效果的提高及創新能力的培養。

3 結語

課程體系對學生專業知識的學習和創新能力的培養至關重要，必須給予高度重視。太原理工大學水利科學與工程學院水文與水資源工程專業課程體系存在的問題主要是課程設置不合理、課程之間的銜接性差、課程內容交叉重復、教學內容重理論輕實踐。水文與水資源工程專業課程體系構建主要包括新增課程、設置合理課程次序、課程內容改革、選用合理教材、增加實驗教學及科研轉化教學。通過課程體系構建，為進一步提高本科教學質量及水文與水資源工程專業創新人才的培養奠定基礎。

參考文獻

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[5] 郭純青，方榮杰，代俊鋒.“三農”背景下水文與水資源工程專業課程體系構建[J].當代教育理論與實踐，2012， 4（11）：60-62.

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說到水文，這是一個古老的學科，因為人類治水已經有數千年歷史。可以說，一部人類文明史就是一部人與水打交道的歷史。李冰的都江堰，讓原本蠻荒的四川盆地變成了千萬畝良田；舉世聞名的京杭大運河更是便利了南北交通并鞏固中央政權在全國的統治。水文學科的核心是討論水如何循環的問題。而其派生出的水資源工程學科，它的出發點是遵循水文循環的原理，并以此來為實際工程中的水資源合理配置提供技術支持。水文及水資源工程專業就是這兩門學科共同組成的。

課程充實，重視實踐

用科目繁多形容水文與水資源工程專業的課程，一點不為過。但這種繁多并不是混亂地堆砌在一起，而是注重課程與課程之間一環套一環的銜接，構建起立體的知識體系。

高等數學、線性代數、概率統計、大學物理、VB編程設計等是基礎課。高等數學的思想方法將滲透在日后的每門專業課中，比如微積分，雖然很簡單，卻是探究科學世界最有力的工具，水力學中的靜水壓力、三維流體運動，氣象學的壓高公式、風的運動，水文學中的土壤下滲公式、匯流卷積公式等等都與此密不可分。概率統計在匯流理論、洪水頻率計算中是不可或缺的理論工具。另外是計算機編程，水文專業非常需要計算機建模的能力，學到蓄滿產流模型、單位線方法、馬斯京根法演算這幾個模型方法時，如果可以自己編程運算，不僅提高效率，而且可以得到巨大的成就感。

說到專業課，不得不提到其中最精彩的部分――課程設計。老師會下發一個任務書，要求學生運用所學的原理，自己編程計算，并分析結果，給出論證。通常，上專業課更多的是對眾多知識點進行識記，而如何靈活運用這門課所教的理論去解決實際問題，則在課程設計中體現。一門課程設計通常需要花費一周甚至更多的時間，每到這時，你會看到自習室里擺滿了筆記本，大家都在加班加點地編程或者調試程序。然后，筆耕不輟地寫上幾大頁紙，等到一份完整的課設報告出爐后，才能舒一口氣。其實在以后工作中，常常需要做一個項目的算稿，要給出工程所用到的具體計算方法和詳細計算結果，當結果通過總工程師的審查后，才能將其寫在最終報告上。而這種算稿，和大學時期做的課程設計相類似，因此現在的課程設計是為以后的工作打下良好的基礎。

另外，水文屬于自然科學和工程科學，因此這門學科的學習中少不了野外實習。以我所在的學校為例，我們需要進行自然地理實習、氣象實習、水利工程實習、水文綜合實習、水文測驗實習，實地參觀大壩、抽水站、水文站、污水處理廠等，并與專家進行交流。實習的魅力之一就在于它將書本上的理論鮮活地展示在眼前。自然地理實習在宜興的丘陵，大家就著書本認識了各種巖石、植被形態、河谷地貌；氣象學實習在北極閣的江蘇省氣象臺預報中心，在那里我們了解了天氣預報制作的全過程；水利工程實習，參觀了江都水利樞紐，在水電站機組的轟鳴聲中，感受著南水北調這一宏大工程的脈動；水文綜合實習，在污水處理廠，我們使黑臭的污水變成了涓涓清流。最有意思的水文測驗實習，泛舟于宣州水陽江上，同學們通過各種方法對江水的流速和流量等進行分析。然后回到水文站里進行資料整編和制圖，在實習老師的指導下，以前上課提到的幾個理論問題全都在這里得到了解決。就是這樣，帶著好奇帶著疑問，在領略一路風景之余，既系統復習了課堂上的知識又學到了很多課堂以外的內容，真是收獲頗豐！

就業或深造，我走我的路

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一、煤炭院校水文與水資源工程專業工程地質學課程教學存在的問題

（一）課程內容多，授課學時少

根據國家高等教育對人才培養的要求，近些年來，多數院校在培養方案的制定上存在著向公共課傾斜的現象，這使得專業課學時被不斷壓縮。主要表現在課程學時少，尤其是實踐教學環節。過去動輒幾十學時乃至上百學時的課程，現在多為32～48學時。在多數煤炭院校中，水文與水資源工程專業開設有基礎地質學、礦物巖石學、構造地質學等課程，具有一定的地學背景。即便如此，工程地質學課程仍涉及工程巖土學、工程動力地質作用、巖土工程勘察等方面的內容，這使得該課程教學內容繁雜，教師上課難度增大。在此情況下，如不進行課程教學改革，教師就無法很好地完成相關內容的講授；同時學生對專業領域知識的學習也將停留在較淺的感性認知階段，不能理解機理性的問題，更不能深刻地認識該課程在國民經濟建設中的作用，這勢必對學生未來就業產生不利的影響。

（二）教學方法單調

工程地質學課程基本概念和基本原理較多，同時該課程又具有很強的實踐性，因此，單一的多媒體或板書授課模式很難調動學生的積極性。加之個別教師實踐經驗不足，存在照本宣科的現象；而個別教師授課又完全脫離指定教材，這些都容易使學生產生厭學心理。此外，課程中涉及的一些教學內容，諸如崩塌、滑坡等災害的形成機理及演化過程等比較抽象，單純在PPT中以圖片形式展示，不能很好地呈現，學生缺少感性的認識，這在一定程度上挫傷了學生學習的積極性和主動性。

（三）實踐環節薄弱

近些年來，隨著高校的不斷擴張，教學資源的投入問題已經成為高校普遍面臨的問題。具體到實踐教學環節，主要體現兩個方面：一方面野外實踐場地或基地功能缺失，滿足不了野外實踐教學的需求；另一方面學生人數與設備臺套數不成比例，同時也存在部分試驗儀器無場地安放的尷尬局面，導致部分試驗無法開出，學生動手能力得不到培養。此外，還存在實驗教學方式和時間不靈活等問題。目前多數院校的室內實驗都是教師準備好試驗后，學生在制定的條件下按照實驗指導書進行，學生真正思考的較少，部分學生既不動腦也不動手，而是依靠同組其他同學來完成實驗，這不利于學生實踐能力的培養，容易導致學生實踐能力不足或喪失。

（四）考核方式單一

考核成績比例分配不合理，多數院校該課程考核成績都是由期末考試成績（約占70%～80%）和平時成績（占20%～30%）組成，而平時成績又多以上課出勤率、課外作業以及實踐環節表現等形式存在，其中上課出勤率占主導地位。這樣難免會存在一些學生到課不聽課，考前突擊且考分很高的現象。此外，考核的內容也不夠全面，多側重于理論知識，往往忽視學生動手能力的考核，最終導致校內所學知識與實際工作脫節，不利于綜合人才的培養。

二、課程教學改革探索

針對當前教學過程中存在的問題，結合近年來的教學和實踐經驗，提出從教學內容、教學手段和教學環節等幾方面對課程教學進行改革。

（一）合理優化教學內容，改專業通識教學為行業特色教學

在教學內容的選擇上，要突出院校的特色優勢。針對煤炭院校水文與水資源工程專業具有地學背景這一特點，工程地質學課程教學可主要講解三部分的內容，即巖土體工程地質性質研究、工程動力地質作用研究以及工程地質勘察等。巖土體工程地質性質研究是該課程的基礎，該部分主要講授土的物質組成、物理力學性質以及巖土體的工程地質特性；工程動力地質作用研究是該課程的核心內容，講授學時應占總學時的一半以上。該部分主要講授活斷層和地震、斜坡、巖溶、泥石流及地下硐室的工程地質研究；工程地質勘察部分主要講授工程地質測繪、勘探、試驗以及長期觀測等幾種工程地質勘察方法。課程教學要確保在有限的學時內突出重點，同時也要注意前后所學課程內容上的銜接，避免重復。

（二）豐富教學方法和手段，改單一的滿堂灌為交互式教學

工程地質學具有較強的實踐性，其教學目標是要培養學生對于工程地質現象的認識、判斷能力和工程地質問題的分析、處理能力，這需要在傳統教學模式的基礎上，緊扣學科的發展前沿和熱點問題，豐富教學方法和手段，靈活組織課堂教學。

傳統課堂教學方式使學生獲取的知識較多地局限在抽象的經驗上，而現代化的教學手段不僅可以使學生獲取抽象的理論知識，還可以提供豐富的觀察經驗，在一定程度上將理論與實踐相結合，因此要充分利用現代化的教學手段。如在講授滑坡、泥石流等內容時可采用flash動畫或影像資料展示災害的形成過程、危害以及其防治措施；在講授地震的工程地質研究內容時可結合典型的地震（512汶川大地震），講解地震發生的機理及預警預防措施；在講解地下硐室位置的工程地質論證時，可借助物理模型來分析地形、地質構造、巖性特征等對硐室位置的影響等等。這些方法和手段的引入不僅可增強教學的直觀性、主動性，同時也可節省一定的時間，擴大課堂教學的信息量，提高教學效果。

鑒于該課程內容多，課時少，可采取學生自學、教師課堂講解和課外輔導答疑相結合的教學方法，以鍛煉學生的自學能力。還可就工程地質學領域的熱點問題，設置課堂辯論。通過教師布置論題學生收集資料學生課堂辯論教師講解剖析的教學過程，改過去教學單行道（教師到學生）為雙行道（教師到學生，學生到教師），引導學生分析問題和解決問題。例如，針對近期發生的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，可設置地質災害的主要誘因？人類活動or自然條件的論題，讓學生通過查閱與崩塌、滑坡、泥石流等災害相關的資料，展開討論與辯論，從而達到牢固掌握崩塌、滑坡、泥石流等相關知識的目的。此外，還可增加一些工程實例課，讓學生嘗試用所學知識去解決實際問題。例如利用最新發生的地震、滑坡及泥石流等地質災害的工程實例，探討這些災害的發生機理及防治措施，從而鍛煉學生發現問題和分析問題的能力。

（三）加強實踐環節教學，改被動式接受為主動式探索

在實施實踐教學活動時，要強調以學生為主體，培養學生的動手能力，充分發揮實驗教師的引導作用。在進行實驗之前，指導教師可提出實驗要求及注意事項，并給出參考意見，讓學生自行設計實驗方案，將原來的驗證性實驗改為設計性實驗。盡量創造條件讓學生開拓思維，發揮想象力和創造力，激發學生學習的主動性和積極性，提高洞察力，培養嚴肅認真和實事求是的工作作風，提高學生的綜合素質。

野外實踐應有效地將理論與實際相結合。因此，在進行野外實踐教學時地點應盡可能選擇工程地質現象豐富的地方。對河南理工大學而言，可在市區北部的縫山針公園進行為期半天的實踐教學活動。結合園區內原有采石場開挖形成的人工邊坡講解邊坡的應力分布狀態及變化特征，邊坡變形破壞類型及穩定性的影響因素，同時還可結合該園區的生態恢復治理工程講解邊坡變形破壞的防治原則和措施。此外，可結合水文與水資源工程專業學生未來就業意愿和方向，在畢業設計（論文）環節安排一些與工程地質有關的實踐內容，例如巖土工程勘察設計或巖土工程分析與評價、邊坡穩定性分析與評價以及煤矸石堆積體穩定性分析等。在畢業設計（論文）過程中要充分發揮學生的主觀能動性，讓學生多動手、多動腦，多方位培養學生獲取知識的能力和創新能力。

（四）完善考核內容與方式，改重視理論考核為突出實踐性考核

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流域水文循環機理研究

可以說，流域水文循環機理研究是當今水文學最具希望的前沿領域。針對現有的水文分析方法，清華大學水文水資源研究所利用地面觀測與衛星遙感相結合、流域宏觀規律與微觀機理相結合的方法積極探討和建立這一新的水文學理論。

2004年起，他們開始在山東省位山引黃灌區籌建生態水文綜合試驗站，并于2005年3月正式開始觀測。該試驗站采用了國際水一能量觀測計劃(GEWEX)中的通量觀測設備和觀測項目，同時還增設了土壤物理、作物生理、地下水監測。另外，還定期和不定期對土壤水分、地下水水質、作物長勢等進行強化觀測。通過田間直接觀測研究地下水一土壤一作物一大氣耦合系統中的水熱循環機理及田間蒸散發規律；結合田間觀測、衛星遙感建立灌溉條件下區域分布式水文模擬模型，分析和評價我國北方大型灌區水資源消耗的時空變化規律。在長期觀察的基礎上，他們參考我國其他干旱半干旱地區的實地觀測與試驗，將水文數據分析方法和水動力學理論相結合，在水文學的基礎理論方面進行了探討，從水能量(熱)耦合平衡概念出發，統一了關于蒸發的三個假設即Penman假設、Bouchet假設和Budyko假設，一經刊出即獲得國際學界的高度評價。此外，他們還重新推導了流域的水熱耦合平衡方程，并建立了基于水熱耦合平衡假設的流域蒸散發模型，為預測氣候變化的區域水循環響應提供了理論依據。

水熱循環基礎理論研究之外，水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室還是國內較早開始流域分布式水文模型研究的單位之一，甚至多位成員早在上世紀90年代于國外留學期間就開始對其進行研究。近年來，又陸續推出了GBHM模型、基于代表性單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》充分考慮了流域的地形地貌特征，以Gls為工具，利用分形理論對分布在不同氣候條件的流域進行了地形地貌特征分析。在此基礎上，獨立提出了一套有別于常用的方形網格和三角形網格的離散單元劃分方法，將流域宏觀水文特性與水動力學過程結合描述流域水文過程，既提高了計算效率又保證了精度，從而有效地解決了特大流域分布式水文模擬的瓶頸問題。在GBHM模型的基礎上，耦合了土壤侵蝕和泥沙輸移，污染物的地表徑流沖刷及在土壤中的遷移轉化等過程，構建了分布式的流域水量水質耦合模型。

他們提出的“基于代表性單元的分布式水文模型”，不僅總結了流域水文本構關系建立的方法，提出了具有較強適應性的基于蒙特卡羅模擬的數值法，構建了適用于一般流域水文模擬的完整的本構關系，與基本方程一起構成的閉合常微分方程組，還采用先進的數值計算方法，大大提高了模型求解的計算效率、穩定性和魯棒性，已在中國和美國的近10個不同類型的流域進行應用和模型結構與參數的診斷研究。

同樣地，“干旱區散耗型水文模型”的提出也是他們不斷積累與創新的結果。在對干旱區綠洲水文過程的長期研究之上，他們突破傳統的流域概念，根據干旱區綠洲的水文過程以徑流的散耗為主的特點，提出了水文模型。該模型描述了干旱區完整的水文過程，包括出山口以上的徑流產匯和出山口以下的徑流散耗，將流域相應地可劃分為徑流產匯區和徑流散耗區，對干旱區綠洲內水分轉化過程建立各種計算方程和轉化關系，從而可對整個綠洲的水資源的轉化和消耗進行計算和分析，并可為其他地區的水文模擬提供新的思路。四水轉化與水資源高效利用機理

“四水”是指大氣水、地表水，土壤水和地下水，其轉化規律及水熱耦合遷移和轉化機理是SPAC(土壤植物一大氣連續體)研究中的重點，是農田水循環研究的基礎。

上世紀80年代初，當時的水文教研組就開始了土壤水領域的研究，在土壤水分運動機理、土壤水分運動參數測定，植被蒸發蒸騰原理、降雨入滲機制等方面取得了一系列研究成果，他們編著出版的《土壤水動力學》已是國內該領域的權威著作。建立新疆葉爾羌灌區地下水和土壤水，鹽觀測基地在國內較早地開展了SPAC相關研究，形成了SPAC機理、模型與應用的一系列成果。微觀機理方面，包括陸面蒸發和騰發的機理、飽和一非飽和土壤中的水分運動機理、田間土壤一植物一大氣系統中水熱的耦合運移機理、伴隨水循環的作物生態過程機理。宏觀區域水循環方面，他們又應用“3S”技術將微觀(田間)水循環機理應用到灌區或區域，用以研究區域水資源消耗，特別是蒸散發的時空變化規律并評價農業節水潛力。

由于長期在新疆塔里木河流域開展四水轉化與水資源高效利用研究，他們提出干旱區綠洲四水轉化模型，并進一步提出了以耗水平衡為基礎的干旱半干旱地區水資源高效利用理論，為新疆葉爾羌、山東位山、寧夏青銅峽等大型灌區的節水改造及水資源的合理高效利用提供支撐，為干旱區水土資源的可持續利用提供了理論支撐。此外，結合遙感技術的發展，他們還開發了遙感騰發模型PT-VITT，為大尺度非均勻區域的騰發研究提供了新途徑。

水資源規劃理論與實踐

在不斷的探索中，他們逐漸尋找出水資源研究的突破口，將研究重點從水資源系統本身的規律，擴展到對水資源系統與社會經濟系統及生態環境系統的耦合問題的研究，研究尺度也從單個水利工程向覆蓋全流域和相關區域的范圍發展，研究成果主要集中在流域尺度的宏觀經濟水資源理論，面向生態環境的宏觀經濟水資源合理配置理論與方法上。

針對流域生態用水管理與調度評估關鍵技術，他們結合塔里木河流域生態用水問題，建立了干流地表水、地下水、土壤水監測系統，取得了系統的監測資料建立了干流上中游，干流下游水均衡模型，測算了不同根系深度、不同地下水埋深對應的潛水蒸發量，確定了自然植被的年耗水量，計算了塔里木河干流生態需水量。一系列成果在干流下游水資源配置和工程規劃以及應急輸水的效果評估等工作中發揮了重要價值。

針對水權理論框架和實施關鍵技術，以及基于水權的水資源管理理論與方法的研究，他們在全國水資源綜合規劃，石羊河流域近期綜合治理、中澳水權項目、中日水權項目中

得到體現，提出了我國初始水權分配的理論、原則和模型方法。相關成果已成功應用于石羊河流域綜合治理規劃中，該規劃于2007年12月國務院正式批準實施。

針對流域人與自然用水沖突協調關鍵技術，他們又提出了以耗水為中心的，社會經濟發展與自然生態保護相協調的，干旱區綠洲水資源配置規劃的思路和方法，應用于葉爾羌河流域規劃修編及水資源合理配置研究，提出干旱區社會經濟用水比例，適宜灌溉面積，合理地下水位，自然生活耗水量等指標，為干旱半干旱區水資源高效利用以及人與自然用水沖突協調提供了理論支撐。

而針對干旱半干旱地區的地面地下水聯合調度關鍵技術，他們在大比例尺水文地質條件勘查、流域地下水監測網絡、大型水均衡試驗場等試驗觀測的基礎上，建立了基于Gls平臺的灌區地表水一土壤水一地下水，溶質垂向運移與二維水平擴散耦合的模型體系，運用數量化理論進行了區域水文地質參數的評估，應用于疏勒河流域的水土資源綜合規劃，對世行項目規劃的移民方案提出了重要的修正意見并得到采納。

流域水量統一調度

不唯如此，在水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室平臺上，他們整合水文水資源的研究成果并應用于流域水量統一調度。以黃河流域和塔里木河流域水量統一調度工作為背景，他們提出了系統流域水量調控的理論方法和模型體系，建立適用于流域水量統一調度的管理系統和情景模擬平臺，應用于兩個流域的水量統一調度實際工作中，對防止河道斷流和提高水量統一調度的科學性具有重要作用。在理論方法層面，提出了水量統一調度的兩個理論基礎，即水流演進與水量調控機理和水資源與社會經濟系統耦合作用機理；在模型層面，提出了流域水量調控的自適應模型和基于復雜適應系統理論的整體優化模型；在應用層面，更是開發了黃河流域水量調度決策支持系統和塔里木河流域水量調度決策支持系統，并投入使用。

理論方法與模型暫且不論，僅是應用層面的工作就大大值得稱道。經過反復的實踐，他們將現行水量調度方法方案編制由原來的人工計算變為計算機控制，而且應用自適應理論和基于復雜適應理論的水資源優化配置理論，建立了水量自適應分配模型和優化調度模型，克服了以往調度中存在的多項缺點，不僅能根據國務院分水指標，實時跟蹤動態目標，快速精確地將水量分配給各用水單位，也能對全流域年水量調度分配指標進行優化，并通過三維仿真對調度方案進行模擬仿真。應用實踐表明，所建立的模型系統，克服了實際調度中存在的關鍵技術難題，增強了水量統一調度的科學性和預見性，提高方案編制的效率和調度精度，為黃河和塔里木河流域水量統一，科學調度提供了操作平臺和決策環境。兩個流域水量調度系統的建立，產生了巨大的經濟效益和社會效益。

篇5

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(GlobalChangeOpenScienceConference)”。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（ChallengesofaChangingEarth）。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。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。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（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。

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（BerrienMoore）

·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（MichaelJ.Fogarty）

·21世紀中的糧食：全球氣候的差異性（MachendraShah）

·人類時期的大氣化學（PaulJ.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（SimonS.C.）

·海洋和陸地碳動力學（IanR.Noble）

·碳與科學政策的聯系：京都的挑戰（RobertT.Watson）

·對CO2挑戰的工業響應（CharlesNicholson）

2．水與全球變化的關聯：世紀資源的挑戰？（LeenaSrivaatava）。

·我們會有足夠的高質量的水嗎？（HartmutGrassl）

·水會滿足人們的需要嗎？（PeterD.Tyson）

·大壩對漁業的影響：三峽大壩實例研究。Chen-TungArthurChen教授，臺灣，國家SunYat-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（MichaelRaupach）

3．全球生物地球化學：星球新陳代謝系統的理解（PamelaMatson）

·海洋生物地球化學：變化的海洋（DavidM.Karl）

·陸地上碳的過去、現在和未來（RobertJ）

·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（OranR.Young）

4．陸地—海洋的交互作用：區域與全球的聯系。（RogerHarris）

·生物地球化學的交互作用與反饋（TimJickells）

·沿海地區的全球變化：東南亞的實例研究（LianaTalaue-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（ThomasF.Pedersen）

·氣候變化的1000年（RaymondS.Bradley）

·正在變化的寒區：高緯區全球變暖的影響（OlegAnisimov）

·耦合氣候系統：可變性和可預測性（AntonioJ.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（DavidCarson）

·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（JoseAchache）

·虛擬現實的過去、現在和未來（JohnMitchell）

8．地球系統需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）

·為什么地球系統科學需要海洋生物多樣性？（KatherineRichardson）

·生物多樣性是如何影響陸地生態系統的過程與功能（SandraDiaz）

9．科技能夠補償星球嗎？（MikeBrklacich）

·自然的回歸：為什么和怎樣進行（JesseH.Ausubel）

·工業變革：生產與消費中的探測系統變化（PierVellinga）

10．面向全球可持續性（HansOpschoor）

·區域和全球可持續性的挑戰和障礙（JuliaCarabias）

·轉向可持續性的研究系統（WilliamC.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？（JaneLubcheno）

·可持續科學和氣候變化（BertBolin）

·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（RobertW.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（RobertW.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SorooshSorooshian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CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統科學對全球水評估的貢獻”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區與脆弱性”。JimWallace教授強調“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-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.SchumannM.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(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，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！

致謝：本文系國家自然科學基金委資助項目（49971017）和科學院2000年“百人計劃”中有關的國際前沿研究與展望研究內容，得到國家自然科學基金委員會和科學院地理科學與資源所的資助，對此表示衷心的感謝！

參考文獻

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篇6

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(GlobalChangeOpenScienceConference)”。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（ChallengesofaChangingEarth）。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。(The6thScientificAssemblyoftheInternationalAssociationofHydrologicalScience)。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（ANewHydrologyforaThirstyPlanet）。

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（BerrienMoore）

·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（MichaelJ.Fogarty）

·21世紀中的糧食：全球氣候的差異性（MachendraShah）

·人類時期的大氣化學（PaulJ.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（SimonS.C.）

·海洋和陸地碳動力學（IanR.Noble）

·碳與科學政策的聯系：京都的挑戰（RobertT.Watson）

·對CO2挑戰的工業響應（CharlesNicholson）

2．水與全球變化的關聯：世紀資源的挑戰？（LeenaSrivaatava）。

·我們會有足夠的高質量的水嗎？（HartmutGrassl）

·水會滿足人們的需要嗎？（PeterD.Tyson）

·大壩對漁業的影響：三峽大壩實例研究。Chen-TungArthurChen教授，臺灣，國家SunYat-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（MichaelRaupach）

3．全球生物地球化學：星球新陳代謝系統的理解（PamelaMatson）

·海洋生物地球化學：變化的海洋（DavidM.Karl）

·陸地上碳的過去、現在和未來（RobertJ）

·大氣酸雨、臭氧損耗和氣候變化的案例分析（OranR.Young）

4．陸地—海洋的交互作用：區域與全球的聯系。（RogerHarris）

·生物地球化學的交互作用與反饋（TimJickells）

·沿海地區的全球變化：東南亞的實例研究（LianaTalaue-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（ThomasF.Pedersen）

·氣候變化的1000年（RaymondS.Bradley）

·正在變化的寒區：高緯區全球變暖的影響（OlegAnisimov）

·耦合氣候系統：可變性和可預測性（AntonioJ.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（DavidCarson）

·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（JoseAchache）

·虛擬現實的過去、現在和未來（JohnMitchell）

8．地球系統需要生物多樣性嗎？（AnneLarigauderie）

·為什么地球系統科學需要海洋生物多樣性？（KatherineRichardson）

·生物多樣性是如何影響陸地生態系統的過程與功能（SandraDiaz）

9．科技能夠補償星球嗎？（MikeBrklacich）

·自然的回歸：為什么和怎樣進行（JesseH.Ausubel）

·工業變革：生產與消費中的探測系統變化（PierVellinga）

10．面向全球可持續性（HansOpschoor）

·區域和全球可持續性的挑戰和障礙（JuliaCarabias）

·轉向可持續性的研究系統（WilliamC.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？（JaneLubcheno）

·可持續科學和氣候變化（BertBolin）

·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（RobertW.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（RobertW.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SorooshSorooshian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CharlesVorosmarty教授報告了“地球系統科學對全球水評估的貢獻”。WolframMauser教授研討歐洲GLOWA項目的核心“完整的流域管理”經驗。JosephAlcamo教授指出全球“水危機區與脆弱性”。JimWallace教授強調“防洪安全與水資源問題”。ClaudiaPahl-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.SchumannM.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(BiosphereAspectsofHydrologicalCycle，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？

篇7

一、50年來，水文站網的發展

1953年在阿勒泰地區布爾津縣設立第一個水文站（即額河干流控制站——布爾津水文站）起，阿勒泰的水文事業從無到有逐步發展起來，目前在額爾齊斯河及烏倫古河兩條河流的干支流上共有國家站網規劃基本水文站16處（其中，國家重點水文站5處），水利工程專用水文（報汛）站2處，這些站所收集的大量珍貴歷史水文資料為阿勒泰地區各項水利工程的設計和城市建設及防汛抗災的決策提供了準確的科學依據。

二、50年來，水文基礎設施的發展

水位自記采集傳輸儀

水文纜道綜合控制臺

水位雨量數據采集儀器

變頻交流水文絞車

在國家有關部委和地方各級政府的高度重視下，在水利部有關司局和各地水行政主管部門的大力支持下，我局建設改造了4個國家重要水文站、對6個水文危房進行了更新改造，扭轉了基礎設施陳舊落后的局面，各水文測站監測能力得到提高。

GPS、全站儀、超聲波水位計、水位雨量數據采集儀、電子經緯儀、電子水準儀、水文纜道綜合控制臺等先進儀器設備的應用，大大提高了水文的工作效率和信息采集的自動化水平，目前我局各水文測站水位、雨量自動記錄儀器配置達到85%。

塔克什肯站舊貌

塔克什肯站新顏

南灣站舊貌

南灣站新顏

三、50年來，水文測驗整編工作的發展

水文建站初期，測驗設施十分簡陋，流量測驗依靠吊箱、木船來進行,易發生翻船等事故;夜間進行流量測驗時用馬燈照明，觀測水位用人工目測，降雨觀測用木尺觀讀。目前水位觀測設備配有自記水位計或水位數據采集儀，流量測驗采用流速儀或水面比降法施測，各站均采用水文電動纜道測流,減輕了勞動強度，職工的人身安全有了保障，提高了工作效率。

50年代初水文資料計算、整編的計算工具是算盤，運算速度慢，計算精度不高，后來逐步發展到用計算尺、電子計算器。八十年代隨著微機的引進與應用，水文資料的整編逐步實現了電算化,提高了工作效率和資料成果質量。

四、50年來，水文情報預報工作的發展

洪水是一種自然現象，在當今時代，要完全駕馭所有洪水，或者使用工程措施逃避任何洪災，既不經濟亦不可能，水文情報預報做為一項非工程措施是解決這個問題的最好手段之一。我區境內的各河流水量均來源于阿爾泰山南坡的季節性積雪，夏季的融雪性洪水和局部暴雨洪水給下游造成一定的經濟損失，因此，防汛任務十分繁重。為此，我局從設站起對下游提供水情信息的同時，從1982年起正式開始每年各主要河流的年徑流量、洪峰和夏季各月的水量趨勢預報。

傳遞暢通、及時、準確是做好水情預報工作的關鍵環節，50年代至60年代，水文站的報汛方式是將水情電報送到附近郵電局發電報；70年代后，隨著有線電話的發展，測站用電話機向郵局發送水情電報；如今已發展到各報汛站用程控電話和電臺報水情，水情科則安裝了數傳設備，可直接向自治區水文局傳遞水情情報,實現了水文情報預報的自動化操作，達到了情報處理快速、數據傳遞準確的要求。

五、50年來，水資源與水環境監測評價工作的發展

阿勒泰水環境監測分中心成立于1981年，分別在1994年、1999年和2004年通過了國家計量認證，從單一的地表水監測評價擴展到以地表水為主體，融地下水、生活污水及工業廢水等監測于一體的比較完整的水質監測站網體系，在全區主要河流上設立了29個監測站點，目前已開展了41個項目的監測工作，為地區水質監測評價及取水許可制度的實施等方面做了大量工作。

六、50年來，咨詢服務工作的發展

為適應市場經濟的需要，我局拓寬咨詢工作服務領域，結合水文自身的特點和優勢，開展為水利工程水文設計、為在建水利工程提供水文情報預報和為當地國民經濟建設服務的各項服務工作。

通過開展水文科技有償服務，彌補了水文事業經費的不足，也改善了職工的福利，激發了工作積極性，增強了單位的活力。

多年來，阿勒泰地區利用我局勘測收集的水文資料，設計施工了引額濟克工程、哈巴河山口電站樞紐工程、青河縣布爾根水利樞紐工程、青河沙爾托海樞紐工程、富蘊縣哈拉恰海樞紐工程、吉木乃縣塔斯特水庫、青河縣阿拉圖拜水庫、富蘊哈拉通克水庫、阿勒泰市城市防洪規劃、布爾津縣城市防洪規劃、哈巴河縣城市防洪規劃等一系列水利工程，有待開展前期工作的水利工程、水土開發灌區工程及其他諸多儲備項目也需要大量的水文水資源資料進行設計分析。

七、50年來，完成的主要水文分析報告和科技論文

（一）分析報告

這些年來，我局技術人員前后完成了《阿勒泰地區地表水資源評價》（送審稿）、《吉木乃縣塔斯特水庫除險加固水文分析》、《富蘊縣哈拉恰海樞紐工程（峽口壩）水文分析》、《富蘊縣哈拉通克水庫除險加固水文分析》、《富蘊縣地表水資源評價》、《哈巴河縣闊斯臺塔勒德水庫水文分析》、《青河縣阿拉圖拜水庫水文分析》、《青河縣阿葦灌區引水工程水文分析》、《哈巴河縣地表水資源評價》、《哈巴河防洪規劃水文分析》、《引額供水工程下游河谷環境評價水文勘測技術》、《阿勒泰市城市防洪規劃水文分析》、《布爾津縣城市防洪規劃水文分析》及《額爾齊斯河流域水資源規劃評價》等報告的分析、編寫工作。

（二）學術論文

近年來，專業技術人員撰寫的《阿勒泰地區河流冰情特征》、《阿勒泰地區河流水文特性》等30余篇科技論文分別發表在《水文》、《干旱區地理》等國家級和省級刊物上。

同時，由我局科技人員參加完成的《新疆300-500年水文、氣象序列的重建與應用》獲國家科技進步三等獎、新疆維吾爾自治區科學技術進步二等獎。

八、50年來，職工教育與對外宣傳

(一)職工教育

隨著水文事業的發展，迫切需要培養水文業務人員，我局先后派業務骨干外出進修。通過學習和培訓，我局水文職工隊伍的業務素質明顯提高。目前在職78人中，60%的職工具有大學、大專、中專學歷，其余大部分工作人員均為經水文專業技術學校培訓的水文勘測工種技術工人。

(二)對外宣傳

為促進各級領導和社會各界了解、關心、重視和支持水文工作，我局加大了對外宣傳工作力度。由于我局測站點多、線長，高度分散，相對比較封閉，我們一方面利用自治區水文水資源局創辦的刊物《新疆水文信息》宣傳自己，同時向《阿勒泰報》、《阿勒泰政府網》、《阿勒泰新聞網》積極投稿，宣傳阿勒泰水文；另一方面，積極主動地與廣播電臺、電視臺、阿勒泰日報社等新聞單位聯系，使他們了解水文行業的重要性，真正做到“電視上有影、廣播里有聲、報刊上有文”，并開辦了<阿勒泰水文網>，向社會全面展示阿勒泰水文人的風采。

九、50年來，精神文明建設取得了豐碩的成果

在全局干部職工的大力支持和共同努力下，精神文明建設各項工作成效顯著。

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2.創新課堂教學模式，注重創新思維培養

本科生創新實踐能力的培養是一項復雜的系統工程，需要各個環節的緊密配合，包括課堂教學、課外作業、課下小組討論等環節。課堂教學作為全體學生共同參與的活動，是創新能力培養啟蒙的重要環節，要求專業課教師首先要更新教學理念、統籌規劃，在課堂教學中改變傳統灌輸式教學方式，根據教學內容適當選取適合的專業內容進行系統設計，增加設計性、綜合性和創新性的實驗項目，從而便于引導與啟發學生的創新思維。教師需認真研究教案，討論教學案例設計，特別是針對目前水文、水資源領域中的一些尚未解決的老問題以及伴隨新形勢下出現的新問題重點進行討論。針對我校的區位優勢，可利用三峽地區的水文氣象資料為基礎，在講解中長期水文預報時，方法眾多，類型多樣。課程講解時宜先引入傳統的歷史演變法，再講解該方法的不足，引出其他的預報方法。針對預報因子的選擇以及預報方法，可將學生分組，引導各組學生通過采用不同的預報因子與預報方法進行徑流預報，最后將結果匯總，引導學生進行方法間的綜合對比分析，并歸納各方法的適用條件與優缺點等，進一步針對各方法的不足，引導學生思考如何改進方法。可以讓學有余力的學生查閱相關的參考文獻制訂出改進方案或實施步驟，再經討論后進行實施。這樣可以既鍛煉了學生的小組協作能力與團隊意識，又有利于學生創新思維的培養，增加科學研究興趣。在課堂教學環節，還應不斷更新教學內容與教學手段，讓學生了解最新學科發展動向。如講解《水文預報》課程中的河道匯流方法－馬斯京根法，在講解完方法的提出背景、方法基本理論等后，進一步針對該法的參數率定問題，引導學生在手工率定的基礎上采用計算機優化率定，可以指定學生閱讀事先準備好的相關論文，由學生就算法、率定目標等進行自主選擇，采用競賽的方式評選出預報效果最優的學生或者小組，從而大大激發學生的學習興趣，并從中鍛煉了學生的文獻閱讀、計算機程序設計能力，培養學生采用專業思維模式進行思考問題與解決問題，起到了鞏固專業知識的效果。此外，課堂教學與工程實踐相結合，以研討式、頭腦風暴式、課堂模擬演練等靈活多樣的教學方式開展課堂教學，大膽鼓勵學生敢想敢做，構建“以學生為中心”的教學互動環境。不輕易否決學生的想法，為激勵創新思維，還應從成績評定等方面對學生加以獎勵。通過上述措施達到拓寬學生專業視野、活躍課堂氣氛、啟發創新思維的效果。

3.重視實驗教學，拓展專業實踐

實驗室是從事實驗教學、科學研究的重要基地，是高等學校實施素質教育、培養學生創新精神與實踐能力的重要基地[2]。而目前受學時限制，無論是從實驗數量與質量上都不足以培養學生的專業素質與創新能力。實驗室的開放，不僅可以充分利用實驗資源，還可以為學生提供自主發展和實踐鍛煉的空間，是提高儀器設備利用率的有效措施。因此，在有完善的規章制度保證的前提下，合理的對本科生開放部分專業實驗室，有利于學生提高動手實踐能力。鼓勵學生開展諸如《水文學原理》、《水文信息采集與處理》等課程的相關實驗，特別應適當開設一些帶有探索性質的實驗。此外，大力鼓勵本科生全程參與研究生的課題實驗，盡量為學生創造發現新問題的機會。通過參與實驗，有利于學生了解當今的新技術、新手段、新設備在本專業的應用狀況，如水文自動測報系統、激光顆粒粒度分析儀、ADV、TDR等先進設備。“實踐、認識，再實踐、再認識”是人類認識事物的規律，實踐是本專業學生的重要教學環節。通過實踐環節，可以有效提升動手能力、鞏固課堂所學理論知識。大力鼓勵本科生參與教師的生產與科研課題，提高學生綜合運用知識、分析問題的能力，還可從實際工作中發現問題，有利于培養學生的創新能力。因此，需建立相應的專業實習、實踐基地等以利于學生開展相關的實踐活動。如我校建立了水利與環境工程國家級實驗教學示范中心，與長江三峽集團公司、長江水利委員會三峽水文局、中國水電顧問集團中南勘測設計研究院宜昌分院等單位合作，搭建校外人才培養實踐教學實習基地，為培養大學生社會適應能力與實踐創新能力提供了條件。

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中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0196-02

隨著社會的發展，水資源的自然資源基礎作用已越來越明顯，我國已確立了水資源為三大戰略資源之一的地位。水文與水資源工程正是水資源開發利用和管理中的重要的工程技術學科。大連理工大學水土保持專業研究方向依托于水環境研究所、隸屬于水文水資源學科。大連理工大學的水文水資源學科偏重于軟科學，在模糊水文學和水資源模糊集分析理論、水庫洪水調度自動化、防汛決策支持系統科學等方面的研究居國內領先地位，但在原始數據的獲取如現場觀測和模型試驗等方面相對較弱。試驗侵蝕學是運用模擬試驗裝置在精密監測和一定的控制條件下，對被選擇的侵蝕對象或地貌特征進行野外試驗或模型試驗研究的侵蝕學分支。建立基于試驗侵蝕學的水土保持專業研究體系，加強試驗基地建設，培養一批擅長流域水土保持原型觀測和模型試驗的創新型人才，對于進一步提高該學科的綜合實力有著十分重要的現實意義。

一、創建良好的試驗條件

良好的試驗條件是培養水土保持人才必要的物質保證。

（一）與科研項目結合，為研究生學習創造良好的物質條件

讓研究生參與具體的科研項目是鍛煉學生科研能力的有效方法，同時，項目的研究資源也是支持專業可持續發展的物質條件。目前，水環境研究所正在承擔多項水土保持方向的國家自然科學基金和省部級基金項目，為該專業方向的研究和學習奠定了良好的物質基礎。碩士研究生的論文選題面向科學研究、面向生產實踐，以提高碩士論文的研究水平。由于碩士論文成果要運用到實際的工程中，促使導師和學生都對論文工作更加認真和重視。實際項目背景也為碩士論文工作的順利開展提供了有力的物質保障。論文選題時既要有一定的難度和深度，能夠比較全面地培養學生的綜合能力，又要考慮到受碩士論文研究時間、研究深度的限制，難度不能太大，學生經過努力以后能夠按時、獨立完成。從水土保持研究方向的特點來看，鼓勵碩士生獨立設計、完成一些基礎試驗效果比較好。碩士研究生學習期間，通過學習，應該能夠獨立查閱文獻、獨立設計和完成較基礎的水土保持試驗、并對試驗結果進行初步的分析。從水環境研究所往年培養的歷屆水土保持方向碩士生來看，凡是重視論文試驗的學生，學位論文質量都比較高，也比較容易在核心期刊。

（二）探索試驗基地的建設方法

水土保持研究的原始數據可以通過現場監測、現場調查、現場試驗、模型試驗等方法獲得。水土保持室內模型試驗不可能完成所有研究任務，因此，開展校外試驗基地建設，廣泛進行水土保持現象的現場試驗和監測、調查是很必要的。大連理工大學水環境研究所一直與清華大學黃河研究中心保持密切的合作關系。已與該中心聯合建成了模擬和觀測設施較為先進的“大連理工大學―清華大學土壤侵蝕試驗室”，近年來，每年都分派1～2名研究生，到清華大學黃河研究中心的李各莊基地進行為期3～4個月的水土保持試驗。大連理工大學水環境研究所還與中國科學院水土保持研究所經常進行研究人員互訪、項目合作等學術活動。多年的校外合作經歷證實，嚴謹、踏實的學術作風是獲得同行認可的基本條件。在校外做試驗，試驗的設計、組織水平，工作人員的勞動態度，都不僅僅代表課題組，更代表大連理工大學的形象。嚴謹、勤奮的工作態度，才能獲得同行的認可和尊重。同時，精心設計、精心組織，才能順利把試驗做好。在校外基地工作，時間非常緊張，因此，應提前準備認真、詳細的試驗方案；試驗基地一般都設在郊區或者鄉下比較偏僻的地方，許多試驗器材、試驗儀器無法在當地購買，所以應提前購買、落實。另外，應與合作單位以及試驗工人互相尊重、互相體諒，才能把試驗工作做好。最重要的是，只有認真做實驗，并做出較好的科研成果，才能證實所做的工作是有意義的，才能獲得合作單位長久、持續的支持。與校園內相比，校外基地的生活、工作條件一般比較艱苦、單調，因此，如何引導學生保持積極、樂觀的生活態度尤為重要。多出高水平的科研成果是激勵學生努力學習、努力工作的最好動力，同時，多方面發現、發掘試驗基地的優勢，也是提高同學們士氣的好辦法。

（三）探索試驗儀器的有效管理方法

大連理工大學水環境研究所的試驗儀器購置經費主要有兩個來源：一是學科建設經費；二是研究所承擔的科研項目經費。近年來，水環境研究所在黃土高原水土保持、城市透水面集水效應現場試驗、砂基透水磚研制和物理性能試驗研究等方面做了大量工作，已擁有多套可用于現場試驗的移動式降雨模擬設施，并已建成擁有MX-2010地貌儀、坡面徑流量含沙量動態測量系統、RR1008土壤水分自動測定系統、TYE-2000B壓力機等先進設備的水土保持試驗室。“水環境研究所水土保持試驗儀器設備登記表”根據已有儀器分類登記，定期更新，發到研究所每位學生手中。這樣，學生在設計試驗方案時，可以充分利用現有設備；另外，由于儀器的詳細參數、入庫時間、點驗狀態等項在登記表中都有詳細說明，可以促進儀器的妥善保管，防止公共資產流失。水環境研究所一直鼓勵和支持自主研制專業試驗儀器，2006年以來在水土保持方向上已獲授權發明專利7項。試驗室日常工作由專人負責，借用儀器須履行登記手續，新購儀器及歸還的儀器須及時登記入庫，以使現有設備發揮最大效益。

二、改進研究生指導辦法

掌握合理的指導方法才能順利地培養出多層次、合格的研究生人才。

（一）研究生課程的教學質量

課程建設是研究生培養方案的重要內容。目前，作者承擔“流域環境保護與管理”、“水文水資源水環境領域研究進展”中“水土保持研究進展”兩部分內容。教學實踐中，將基礎知識與工程實踐相結合，理論聯系實際，不斷吸收本領域內國內外研究前沿成果，凝練和提高多媒體課件，形成內容完善、知識新穎的講義，以發展和完善課程內容；同時通過討論式教學、報告式教學、體驗式教學等多種教學方式，將學生吸引到教學活動中，使學生學習能力得以充分體現，培養學生的自主性、能動性和創造性，構建以學生為主體的教學模式。啟發式、互動的授課方法，是培養研究生創新能力的一個重要途徑。作者主講的“流域環境保護與管理”是面向水利工程學院的專業選修課。2013年有30名碩士研究生選修該課程。課程內容以教師講授為主，每次課均由主講教師課堂授課；期間也通過上課提問、優秀論文演講等措施，與學生互動，激發同學們的學習興趣，另外，還通過課間5分鐘歡樂視頻，營造輕松、愉快的學習氣氛。通過課程論文寫作，確保絕大部分同學掌握課程的基本知識，并使有興趣、學有余力的同學有所創新。“流域環境保護與管理”共7章19節，學生在第一節課就布置課程論文題目，每位學生可選其中一節為題。選題時可2人選同一題、分別寫；多人選同一題者，以主講教師最早收到的前兩人的郵件為準。要求學生寫作時，廣泛閱讀文獻，緊密結合課件，采用綜述的寫作方法，對課堂講課內容進行豐富和完善，其目的在于鞏固和擴展課堂上老師講授的基礎知識。如果撰寫的課程論文與已有教材或者已發表期刊論文的重復率達20%以上的話，該論文以0分計。課程快結束時，評選出5篇優秀論文，并讓這些優秀論文的作者上臺，每人作8分鐘演講。由于一直嚴格貫徹以上的課堂紀律，嚴格中彰顯公平，加上任課老師認真備課，該門課程的講課效果較好，受到同學們的好評。

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關鍵詞：

水文化；水文化建設；綜述

20世紀80年代以來，水文化研究逐漸開始被國內外很多專家、學者和科研工作者所關注，在該領域內開展不同類型的研究和探討，并舉辦了相關的學術交流和座談等活動。不僅學術界對水文化的研究在深入，政府部門對水文化的認識程度也在不斷增強，開展了很多方面的研究。例如，2009年全國第一屆水文化論壇在濟南舉行，水利部部長陳雷發表了重要講話，強調水文化體系是我國社會主義先進文化的重要體現，并指出水文化體系不僅包括精神文化，還有物質文化，更有制度文化，必須將三者有機統一起來，才是真正的水文化體系。隨后，我國開始不斷強化水文化建設，在2011年出臺了《水文化建設規劃綱要》，為未來10年內如何加強水文化建設提供了指導思想、目標任務和建設路徑。該文件的出臺，標志著我國水文化建設開始從理論走向實際，開啟了水文化建設的新篇章。

一、水文化研究的角度

在中國知網數據庫中文文獻里，以“摘要”中的“水文化”作為檢索詞進行檢索，可見自1999年至2014年水文化研究熱度有上升趨勢；在中國知網數據庫外文文獻里進行檢索，與“水文化”直接對應的比較少，大多是從社會科學、水管理、水利史研究等角度進行闡釋。通過對國內、國際水文化研究論文的梳理，國內的研究成果主要集中在對水文化及相關概念的界定等理論構架的研究、關于水和中華文化的關系研究、區域性的水文化研究、民族文化與水文化、水文化的應用問題等方面。

1.水文化及相關概念的界定

目前對水文化概念的定義或界定，討論比較多，如李宗新、周魁一、李家和等人對水文化概念的探討。2008年，《中華水文化概論》正式，該書對水文化的概念進行明確和規范，其從廣義和狹義兩個角度對水文化進行闡釋。所謂狹義上的水文化，主要指人類在與水有關的活動中所創造出來的精神價值，包括意識形態、價值理念等。廣義上的水文化，不僅包括上述狹義的內容，還包括其在活動中創造出來的物質價值。后來，還有人研究指出，水文化其實就是水與人類經濟社會發展之間的文化關系。彥櫓認為，不同的學者有不同的研究方向，當前對水文化的研究主要包括水利文化、生態文化以及社會文化。鄭曉云研究指出，無論是哪個民族或者國家，其生存與發展都離不開水文化，一言以蔽之，即水文化其實就是人們對水的認識、理解，以及如何去有效利用它和治理它，主要包括水文化的內涵，社會對水資源的利用、開發和保護規則，人類對水環境的治理等等。水文化的一般性理論結構由4個層面構成：觀念層面、制度層面、行為層面、物質文化層面。除“水文化”概念的界定外，還有一些相關概念的討論，如“水利遺產”“水文化遺產”等。譚徐明指出，何謂水文化遺產，即過去人們對水資源的認識、開發和利用所遺留下來的各類遺存。其留存于世主要是以大型水利工程、與水相關的風俗活動、宗教文化和信仰等。汪健等曾對水文化遺產提出了如下見解，他認為水文化遺產即歷史上人們在與水有關的活動中，留下的那些具有歷史價值和意義的各類工程、遺址、文物等，其是傳統文化的重要表現形式之一。他還在研究中，將水文化遺產分為流域（地域）文化遺產、物質文化遺產及非物質文化遺產。

2.水和中華文化的關系研究

我國古代著名的思想家，比如孔子、老子等的哲學見解，都與水有千絲萬縷的聯系，并對后世在水利工程設計、水文化文學、與水相關的美術設計等方面有非常積極的啟發。靳懷堾闡釋了老子、孔子、孫子、墨子、莊子、孟子、荀子等思想家的古代哲學思想與水的關系。肖冬華以中國古代神話中的“水”、中國古代哲學思想中的“水”、中國古代宗教中的“水”為視角，研究中國古代水文化。

3.區域性的水文化研究

區域性的水文化研究，主要是指對各個地區之間，由于不同的地理環境導致的水環境以及水文化的不同進行研究，比如既有對長江、黃河流域水文化的研究，也有對渭河流域、淮河流域等河流和地域水文化的研究，還有對洞庭湖、鄱陽湖等湖泊相關水文化的研究。其中，對水利工程進行研究的典型案例就是都江堰、大運河水利等；對水與地方文化之間的聯系研究較為典型的有水與北京、運河與沿線城市、蜀水文化等。

4.民族文化與水文化

水文化與民族文化之間的研究，有水與少數民族形成之間的關系，少數民族對水的認識、風俗習慣以及信仰，還有少數民族對水的管理和水與少數民族可持續發展之間的聯系等。云南地區是我國少數民族種類最多的地區之一，那里不同的民族對水的認識、管理、風俗習慣和都不一樣。比如，傣族認為水是神圣的，而且可以給人帶來好運，傣族的潑水節是其民族一個非常重要和具有特色的節日。傣族的傳統舞蹈中也有濃厚的水文化特質。侗族傳統技術以稻、魚、鴨共生稻作技術為核心，這些都與水息息相關，對整個侗族的民族文化傳播、經濟社會持續健康發展都具有非常重要的影響。

5.水文化的應用問題

主要是指對水文化在整個水資源的開發利用、水環境的綜合治理與保護、與經濟社會發展之間的關系等問題上進行探討和研究，還有水文化與旅游資源開發、景觀設計、生態文明建設以及怎樣把水文化與當前水資源的可持續利用有機結合等問題，都是其討論和研究的重要領域。許多城市在規劃中將水文化建設作為城市的亮點與特色，主要通過研究其區域特征、歷史脈絡，挖掘水文化要素，塑造城市濱水空間。山東肥城市在現代水網規劃中打造具有當地特色的水文化和水景觀；河南鄭州市地域水文化與城市水系規劃建設結合；湖南長沙靖港古鎮將水文化與整個建筑的設計和風格進行無縫結合，從格局、精神、文化等多個層面，將它們都融合起來。此外還有基于對我國古代和現代的水文化內涵、特征的對比研究提出的未來中國鄉村景觀的趨勢分析和預測，將水系設計與園林設計相聯系的開封水系二期工程等。

6.國際水文化研究動態

在聯合國教科文組織的大力宣傳和推動下，國際上對水文化的研究在不斷深入，水文化的應用也在不斷推廣。20世紀末，在該組織的努力和推動下，國際上第一個與水文化有關的機構和組織成立———國際水歷史學會。該學會成為全球首個水文化正式討論、交流和推廣的平臺。2005年年底，教科文組織與該學會攜手共同舉辦了一次全球性的會議，會議的口號和研究重點就是“水與文明”。此次會議舉辦的另外一個目的，也是對教科文組織國際水文項目啟動30周年的一個紀念和慶祝，表示將水文化的研究上升到聯合國的層次。上述這些做法，都預示著水與文化之間的聯系將會被越來越多的人所認識、研究和重視。2006年聯合國教科文組織的世界水日“水與文化”主題宣言中這樣說道：無論哪一個國家或者地區，他們對水都有著自己的見解。盡管這些認識和見解可能不一致，但其中必有一個共同的地方，即都認為水在整個經濟社會發展和人類生產生活中有著不可替代的作用。不同的地域之間，由于各自的文化傳統各具風格，各自的世界觀和價值觀也不一樣，所以他們對于水的認知與管理都存在著差異。21世紀，聯合國教科文組織正式提出，世界能否得到長久的可持續發展，與水文化之間有著非常密切的聯系。隨后，該組織設立了水與文化多樣性項目，在世界范圍內開展了水與文化多樣性的大討論。討論的核心問題主要有以下幾點：水與文化多樣性的內涵、特征和意義；與水相關的經濟、社會、文化等管理體制；開發利用和管理水的相關問題。近年，與水文化有關的研究越來越多，很多有價值的理論和數據不斷被發掘，對水文化的傳承與保護意義重大。歐盟2010年提出的《水的形態》項目，一方面是在理論上強化人們對水文化遺產的研究和保護，即通過大量的數據分析及各類相關案例的研究、不同類型的學術論壇等方式，塑造濃厚的氛圍和提供詳細的理論支持。另一方面是通過實際行動來強化人們對水相關文化的保護，比如通過開發一些與水相關的旅游產品、藝術表演等，將游客和觀看者帶入水文化的現場，讓他們在視覺上和心理上都能感覺到水文化強烈的吸引力和震撼力，從而達到保護水文化遺產的目的，構建人與水資源和諧共處的體系。參加該項目的有來自西班牙、法國等國家的6所科研院校，對項目進行統籌協調的機構是來自意大利的文化遺產保護研究所。

二、中國水文化與水文化建設研究前景

水文化作為一個研究領域，是涵蓋工程、哲學（主要是水資源價值觀、生態倫理學等）的獨特的文化領域，無論在國外還是在國內都得到了工程學、人文學領域廣泛的關注。水文化的研究越來越多，但是關于其明確的含義或者定義尚沒有定論。

1.加強基礎理論研究

加強水文化的建設和應用，就必須要建立一套完善的水文化理論體系。該理論中最關鍵的幾個問題是：什么是水文化，水文化到底有什么意義，水文化對于緩解水環境壓力、實現水資源的可持續利用和經濟社會持續發展有什么作用，水文化建設到底是建設什么、建設的目標是什么、建設的途徑有哪些等等。這些都是急需解決的問題。因此，要想使水文化建設取得良好效果，能夠被廣泛應用，就必須加強對水文化相關理論的研究。

2.加強水利遺產的普查和價值研究

水利遺產逐漸成為我國對文化遺產的保護與開發中極其重要的一項。在近年國家對全國文物進行普查過程中發現，水利遺產被很多人所發現和重視。水利遺產在中國文物保護中具有非常重要的地位，但當前無論是對水利遺產重要性的認識，還是對水利遺產的保護，都沒有受到足夠的重視。水利遺產的保護是中國特色文明保護的重要內容，很多歷史上的重大水利工程都是祖先們利用水資源、開發水資源和管理水資源的智慧結晶，對這些工程的保護是弘揚中華文明的重要舉措。因此，可以學習《水的形態》重大科研項目中關于水利遺產保護方面的做法和經驗，對水利遺產保護進行深入研究，開展水利遺產普查，摸清現狀，研究其價值，從而制定配套的保護與利用的措施和管理制度，達到弘揚水文化、推動生態文明建設的目的。

3.加強多學科融合研究

由于水文化涉及的學科種類眾多，包括工程、規劃、資源、環境、民俗、文化等多個學科，要想對水文化有深層次的研究和認識，就必須廣泛涉獵各類學科資料，強化多學科之間的融合研究，只有這樣才能更好地加強水文化建設，這也是未來一個重要的研究方向和趨勢。

作者：鄧俊 呂娟 王英華 單位：中國水利水電科學研究院 水利部防洪抗旱減災工程技術研究中心

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