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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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關鍵詞：水資源評價與管理；課程建設；實踐教學；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0095-03
一、概述
華北電力大學水文與水資源工程專業是繼水利水電工程專業之后興辦的第二個水利專業，2006年經教育部審批，于2007年招收第一屆本科生。2007級水文與水資源工程專業按照2006版人才培養方案設置專業課程，《水資源評價與管理》是這些專業課程中的一門必修課，這版培養計劃安排是56學時（3.5學分），沒有課程設計和實習等實踐教學環節，2006版培養計劃應用一年后，到2008年開始對2006版培養計劃進行修訂，制訂2008版本科人才培養方案，根據《水資源評價與管理》這門課程的時代性、實踐性和知識更新性都較強的特點，將2008版的《水資源評價與管理》的課程調整為48學時（3學分），另外增設了1周（1學分）的課程設計。依據新修訂的2008版本科人才培養方案，華北電力大學2009年開始實施433核心課程建設計劃，433核心課程包括4門公共基礎課、3門專業基礎課和3門專業課。其中，《水資源評價與管理》成為水文與水資源工程專業的433核心課程之一，經過2年的建設，該課程順利地通過了學校433核心課程的驗收，目前該課程的建設和教學改革正逐步進入優化完善階段。
《水資源評價與管理》課程是水文與水資源工程專業本科學生完成了基礎知識學習后接觸的主要專業課之一，是水文學及水資源研究領域中不可或缺的重要組成部分。
二、課程建設
《水資源評價與管理》課程建設包括教學大綱、教材、課程設計任務書、教師隊伍建設等內容。
1.教學大綱的制定。根據2008版本科人才培養方案的基本要求，以電力學科為主的“大電力”特色，水文與水資源工程專業要為“水電”做基礎性工作的宗旨，在2006版培養方案的基礎上重新編制了水資源評價與管理的教學大綱，對課程的性質、教學目的和任務、教學的基本要求和課程的內容進行了細化和規定。要求掌握水資源評價的概念、方法等，其中主要包括地表水資源量的計算和評價、地下水資源量的分析和評價、區域的水資源及水質評價等，掌握國民經濟生產、居民生活和生態環境的需水預測，以及水資源供需分析方法，初步了解水資源分配及優化配置的模型和方法，掌握現代水資源管理的相關基本理論、經驗和制度方法等。
2.教材的選擇。目前，國內正式出版的水資源評價與管理方面的教材主要有：（1）朱岐武主編，由黃河水利出版社出版的《水資源評價與管理》，該教材主要是按照國家對高職高專人才培養的要求和特點編寫完成的。（2）高桂霞主編，由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》，該教材適合于中等專業學校的學生。（3）李彥彬等編寫，由中國水利水電出版社出版的教材《水資源評價與管理》，該教材涵蓋了水資源評價與管理以及水資源利用方面的主要內容。
在水資源規劃與管理方面的教材中也包含水資源評價與管理方面的內容，這方面的教材主要有：（1）左其亭等編著，由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》，該教材包含了水資源評價、社會經濟發展預測、水資源系統分析方法、水資源規劃以及水資源管理方面的內容。（2）董增川主編，由中國水利水電出版社出版的《水資源規劃與管理》，該教材包含了水資源的概念及分類、特點，水資源評價的概念及方法，水資源需水預測、供需平衡分析，水資源優化配置，水資源系統運行調度、綜合規劃、管理及水資源科持續利用等內容。（3）水利部水利水電規劃設計總院編制的《全國水資源綜合規劃技術細則》是一本很好的指導水資源評價與規劃工作的工具書[1]。這些教材涉及的面較廣，基本涵蓋了水資源評價與管理方面的相關內容，但是作為本科生的教材，內容上既要有一定的廣度，而且還要有一定的深度，更關鍵的是內容一定能反映最新的相關理論或技術方法，鑒于此，筆者主編了華北電力大學《水資源評價與管理》校內教材，該教材突出了《水資源評價與管理》這門課程的時代性和實用性，強調了《水資源評價與管理》是一門不斷豐富和發展的課程，內容方面包含了水資源的數量和質量評價、水資源開發利用對環境的影響、水資源綜合評價等，著重介紹評價的數據資料準備、評價的程序，評價的新方法中包括物元分析法、模糊綜合評判法屬性識別方法、主成分分析法、改進的灰色關聯分析法和信息熵法等6種方法；水資源管理的內容增加了目前我國最新的水資源最嚴格管理以及“三條紅線”制度等方面，而且隨著科學技術的進步、經濟社會的發展以及人們生活水平的提高，尤其是全球氣候變化及人類活動對水資源的影響，新的水資源評價方法及水資源管理的理念將不斷出現。
3.課程設計任務書。根據華北電力大學強化“重實踐，強能力”的辦學特色，依據一周5天的設計周期編制了水資源評價與管理的課程設計任務書，其內容包含課程設計的目的和意義、基本數據資料、課程設計要求以及時間安排等設計內容，具體包括水文數據資料的收集、整理及處理、不同保證率下水資源量的計算、可利用地表（地下）水資源量的計算、國民經濟各部門的需水量的計算及預測、供水需水平衡分析、水資源管理對策和措施的制定等內容。
4.教師隊伍建設。經過6年多的發展，已經形成了由3～4名副教授以上的中青年教師組成的水資源評價與管理教學的教師團隊，由水文學及水資源、水力學及河流動力學以及管理科學與工程等專業背景的具有博士學位的年輕老師投入到一線教學的工作中來，可以充分利用具有不同專業背景的教師對該課程的不同的理解方面，使課程教學能夠集思廣益，使課程設計等實踐教學效果更為顯著。
三、教學過程中存在問題
1.課程學時數較少。我國高等學校在“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”的培養目標要求下，基本都壓縮了專業課的學時數[2]。一般3學分都是48學時，要想把水資源評價的基本理論、評價方法、評價程序以及水資源管理的基本理論等全面詳細地教授給學生，難度比較大，而且學生在學習過程中，還需要補充很多課外的基礎知識，比如補充經濟學方面的知識，以滿足水價理論方面的教學要求；補充優化原理與方法的知識，以滿足水資源優化配置方面的學習等；補充工程水文及水利計算方面的知識，以滿足水資源數量評價方面的學習等。
2..教學內容相對滯后。由于水資源規劃與管理方面不斷涌現出新理論、新方法、新技術、新規范等，但高校的專業課教材一旦選定就要使用幾年，難免出現教學內容相對滯后的情況發生，其教學內容還偏重于傳統的水資源評價與管理的基本原理及技術方法的講解，而對諸如水安全評價、水資源管理信息系統研發以及制度建設等新理論、新技術的介紹較少，造成學生在校所掌握的知識滯后于當前學科發展進程[1]。
3.學科交叉性較強。隨著水資源的緊缺，水資源問題的日益突出，水資源開發利用程度的不斷提高，使水資源評價與管理越來越成為一門理論內容交叉性強、應用面廣的課程，涉及到水與資源、水與環境、水與生態、水與經濟、水與社會等諸多方面，另外，隨著科學技術的發展，應用技術尤其是電子計算機技術、地理信息系統等“3S”技術的發展，水資源評價與管理的任務越來越復雜和多樣。
4.學生主動學習的愿望較低。從日常教學的過程中發現，學生在聽課中只是去記一些基本概念、基本原理、基本方程，而不是針對具體的水資源問題去尋求和思考具有針對性的對策或措施，主要是為了期末考試的試題而去聽課，這樣就使得學生沒有主動學習的愿望，而是為了考出好的成績而去學習，缺少對目前水資源、水環境、水生態出現的問題，以及如何將水資源管好、用好提出自己的、具有原創性的想法和建議。
四、教學改革
針對課程教學中出現的以上幾方面問題，筆者逐漸從教材的改革、教學手段的多樣化、考試方式的改革和鼓勵學生申報創新創業項目等幾方面進行了嘗試。
1.教材改革。如前所述，筆者編制了一本校內教材，將水資源評價與管理的新理論和新方法引入到教材中來，比如在需水預測中，對于河道內生態需水量的計算方法，加入了改進的濕周法、Tennan法、以及流量歷時曲線法等[3]；對于水資源管理中的加入了水權理論以及我們國家從2011年開始實施的最嚴格水資源管理理論的“三條紅線”制度等，以盡量減少教材與實際工作的滯后性。
2.教學手段的多樣化。隨著現代計算機技術以及圖形圖像技術的發展，尤其是多媒體技術的出現使現代教學逐步擺脫了傳統的“粉筆+黑板”的教學模式。因此，在教學過程中積極開發和利用電子講義、電子課件、水資源水工程方面的錄像、圖片、以及多媒體PPT課件等，盡量將比較抽象的基本概念、基本原理、難以理解的技術方法等用形象的多媒體形式表達出來，使學生更便于理解和明白，以提高學生學習專業知識的興趣，并喚起學生的求知欲，從而使學生由被動的“聽”變為主動的“學”。多媒體教學在一定程度上，彌補了現有課時的不足[2]。
3.考試方式的改革。為了防止學生只是死記硬背一些概念、原理和公式，以應付期末考試的試題，我校改革了傳統的閉卷考試的方式，采取老師統一命題或自命題的方式撰寫課程論文，課程論文要有統一的格式和內容，內容要包括摘要、英文摘要、正文、參考文獻，其中摘要必須在200～300字之內，而且要有研究意義目的、研究方法、研究結果和結論四部分，參考文獻在20～30篇以上，而且英文文獻要占一半左右，通過這樣的訓練，可以使學生掌握撰寫學術論文的基本要求，為撰寫畢業學位論文打下扎實的基礎，也為本科生參加各種競賽、發表學術論文提供必要的支撐。
4.鼓勵學生申報創新創業項目。由于水資源問題的復雜性、多樣性和交叉性，在教學過程中，我們鼓勵學生勤于思考，多發現跟水有關的問題，先后指導10多名學生根據水與環境、水與生態等方面的知識，申請了大學生創新創業項目，其中2項獲得國家級優秀的好成績，而且以這些創新創業項目為依托發表的SCI或EI收錄學術論文3篇，增強了學生學習水資源評價與管理的興趣。
五、結語
根據華北電力大學水文與水資源工程專業《水資源評價與管理》的課程教學經驗，本文對這門433核心課程包括教學大綱的制定、教材的選擇、教學手段、考試方式以及如何鼓勵大學生申報創新創業項目等方面進行了一些改革探索。按照《水資源評價與管理》課程建設的基本要求，對教學內容進行了豐富、拓展和必要補充，逐漸培養學生對水資源專業領域的了解和把握，通過撰寫課程論文逐步實現本科生獨立完成學術文獻的總結和綜述、完成研究方法的實現、研究結果的闡述以及研究結論的得出的能力，真正培養本科生的實際能力。
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關鍵詞：水文 檔案 管理
水文是對水的數量和質量在時間和空間上的變化狀況和規律進行勘測、研究的一門學科。在水文勘測、水質監測、水文情報預報、水資源水環境評價、水文科學實驗以及水文咨詢服務等水文活動中形成的具有保存價值的科技文件材料稱為水文檔案。[1]
一、 水文檔案的特點
水文學從某種意義上說是一門信息科學、觀測科學，水文檔案是各項水文業務工作的結果。原始記錄的收集、水文資料的整編與調查評價研究是業務工作的重要內容。相應地，水文檔案一般分為水文原始觀測記錄、水文資料整編成果及水文水資源調查評價與研究項目成果。
隨著水文觀測手段的發展，從早期的人工觀測形成的手工記錄報表，發展到自記儀器形成的曲線圖表，采用計算機采集的數據模塊。水文資料整編成果是水文水質觀測數據經過按技術規范標準進行整編后形成的材料，一般為數據報表，以“站年”為保管單位，一個觀測站一年中所有觀測項目的整編成果合在一起，裝訂為一卷。
水文調查評價與研究項目成果是在水文專項調查評價水文實驗和水文科研等活動中形成文字圖表報告等材料，以項目為單位分別立卷。水文檔案具有一般科技檔案的特性，并且專業性較強，具有顯著的特點：
1、統一性。由于水是統一的整體，它變化復雜而連續，僅僅依靠一個水文觀測站的信息，很難準確作出范圍較大、時效較長的水文水情預報或研究及預測水文變化，也很難實施各種水文保障服務。為了達到觀測資料共享，必須要求觀測記錄的統一性。也就是說，水文觀測方法和觀測時間以及觀測結果的記錄信息傳輸、數據格式、存貯格式都要求標準化。為此，要嚴格按照規范統一的水文信息格式填報、傳輸、接收水文記錄，管理方法也要求統一。
2、區域性。水文記錄檔案是各地水文觀測的結果，其觀測數據只能代表一定區域范圍的水文要素變化情況。水資源的數據只能代表一定區域范圍的水文要素變化情況。水資源的地理環境條件有關，如植被、地形等。不同地區環境條件有很大的差異，水文記錄也就相應地具有顯著的區域性特征。[2]
3、時間性。水體中各種水文要素變化是時間的函數，水文觀測記錄要求客觀地反映某一時間的水文要素實況。為了使觀測記錄有代表性、準確性和可比性，水文勘測人員必須按照水文觀測規范，每天定時進行水文觀測。一旦缺測或誤測，超過一定時間，則無法進行補測。同一地區，不同時間，其觀測結果是不同的，其時間特征很明顯。
二、水文檔案的重要作用
水文是水利的基礎，是防汛、抗旱的耳目和尖兵，是水資源管理和保護的哨兵。水文檔案是水利工程規劃設計和運行調度、防汛抗旱、水資源開發利用、管理和保護以及一切與水相關聯的國民經濟建設的重要基礎信息和決策依據。同志就深知水文檔案的重要，曾經作出指示，水文檔案的保護要萬無一失。1962年夏天，住在武昌東湖賓館，水利部長江水利委員會存放水文檔案的大樓由于汽油自爆引起爆炸，驚動了。他立刻就當時的湖北省委第一書記王任重電話詢問：水文檔案受損失沒有？并指示：水文檔案要復制4份，分藏各地，以防萬一。水文檔案對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檔案管理工作基礎之上的，沒有水文檔案信息，防汛抗旱工作就難以高質量地開展。1998年長江洪水最大時，在中央決策荊江是否要分洪的關鍵時刻，長江水利委員會水文局針對分洪能達到什么效果、如果不分洪荊江及其以下河段的水位將會如何、未來的氣象與水情怎樣等6大問題，利用積累的大量水文檔案資料，及時、準確地作出了分析預測，為中央決定不分洪提供了重要的科學依據。據統計，1998年水文防洪減災效益超過800億元。
水文基本數據是研究水問題重要的基礎信息，是我國重要的國情信息資源之一，國民經濟建設與社會發展中一切與水有關的活動均需要水文基本數據。 對于水文系統自身來說，水文檔案則是水文工作的成果，是幾代水文人艱苦辛勞積累的寶貴歷史財富。
三、水文檔案管理方法
全面加強水文檔案管理，提高綜合管理水平和利用水平，管好用好這些寶貴的水文檔案，做到對歷史負責，并為現實各項工作提供優質服務，是水文檔案工作的目標和任務。
1、要不斷加強檔案知識學習、提高認識，增強檔案管理意識。認清水文檔案管理工作的重要性，爭取把檔案工作列入領導議事日程，把檔案目標管理及檔案信息科（檔案室）建設作為檔案建設的重點工作，使廣大干部職工充分認識到檔案工作是一項重要的水文基礎工作。解決好檔案專兼職管理人員的配備問題，加強檔案管理相關知識的培訓，不斷提高檔案管理人員素質，進一步提高檔案工作的業務水平。作為檔案管理人員要認識到，檔案管理崗位是一個需要默默奉獻的崗位，它產生的效益是無形的又是無價的。檔案工作是“功在當代，利在千秋”的事業，作為一個檔案工作者要有責任感和使命感，要不斷加強學習的自覺性，努力提高業務素質，樹立好檔案管理部門和檔案工作者的良好形象。[3]
2、建立健全各項檔案管理制度，是把檔案工作納入制度化、規范化軌道的有力措施。除了認真學習、貫徹《中華人民共和國檔案法》、《水利檔案工作規定》、《水利工作中國家秘密及密級具體范圍的規定》等各項法律法規外，還要結合水文系統檔案管理工作實際，制定出本單位的《歸檔管理制度》、《檔案借閱制度》、《安全保密制度》、《檔案銷毀制度》、《檔案分類方案》等一系列管理規定。使檔案管理工作有序進行，做到制度健全、職責明確，實行集中統一管理，分級負責的制度，全面推動檔案工作的開展。
參考文獻：
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[2].期刊論文；李濤 加強水利（水文）檔案管理服務三峽建設 -科技信息2009（8）
[3].期刊論文；李家年.Li Jianian 加強水文檔案綜合管理的思考 -江淮水利科技2006（2）
面對我國在水資源利用中的各種問題，清華大學水文水資源研究所，改革開放以來，先后承擔國家科技攻關、國家自然基金、國家“973”、 “863”等國家和省部級項目近百項，逐漸形成了以應用水文學、水資源規劃與水戰略、灌溉與排水、水生態環境，防洪減災、數字水利等為主要研究方向的學科體系，并結合國內外學科動態和國民經濟重大需求，開展與宏觀經濟、生態環境信息科學技術和公共政策等學科的交叉研究。其中，該研究所水文水資源方向研究團隊，也在干旱半干旱區的流域水循環機理、水資源高效利用機理，以及水資源規劃理論與實踐等領域取得了突出的成績。
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。
樁樁件件，不一而足，在水文水資源研究所師生的共同努力下，該研究所在水文學方向上先后榮獲多項國家級、省部級科技獎勵；編寫出版了一批優秀的科研成果專著，在國內外著名學術期刊發表了大量具有影響力的學術論文。
第十屆中國水論壇組委會主席、湖北省副省長郭生練教授主持了大會開幕式，武漢大學黨委書記李健教授、長江水利委員會水文局局長王俊教授級高工、國家自然科學基金委員會工程與材料科學部水利學科主任李萬紅教授致辭，中國水論壇主席、中國自然資源學會水資源專業委員會主任夏軍教授致感謝辭。水利部長江水利委員會主任蔡其華、挪威科學院Lars Gottschalk院士、華中科技大學張勇傳院士、南京水利科學研究院張建云院士等出席了開幕式。
長江水利委員會主任蔡其華、中國南京水利科學研究院院長張建云院士、武漢大學夏軍教授、挪威科學院Lars Gottschalk院士、湖北省副省長郭生練教授、香港中文大學陳永勤教授分別作了題為《三峽水庫科學調度的幾個關鍵問題》、《關于我國北方水資源問題的再認識》、《水系統科學與流域水環境治理的水質—水量聯合調控技術》、Consistent “mapping” of statistical streamflow descriptors、《受梯級水庫影響的設計洪水計算方法研究》、《廣東省半個世紀以來的洪水、干旱與臺風災害演變特征研究》大會特邀報告。長江水利委員會水文局王俊局長、北京師范大學段青云教授、挪威奧斯陸大學許崇育教授、成都勘測設計研究院王仁坤研究員、北京師范大學徐宗學教授、中山大學陳曉宏教授、長江水利委員會長江科學院陳進院長、華中科技大學周建中教授、河海大學陳喜教授、武漢大學楊金忠作了主題報告。114位專家在分會場作了學術交流。
水資源問題已經成為制約經濟社會可持續發展的戰略性問題，本屆中國水論壇圍繞“變化環境下水問題與對策”，設立了5個分會場，重點探討變化環境下水文演變規律、變化環境下水資源優化配置與可持續發展、水能資源開發與水庫群優化調度、洪旱災害演變與對策等4個專題。論壇結合南方洪澇災害頻繁的地域特點，科學解釋變化環境對水科學的影響，展望未來水科學發展，從多學科交叉、多學科視野探討解決水資源短缺、發展經濟和保護生態環境的對策與措施，為經濟、社會、環境科學發展過程中的水支撐研究提供科學依據，為解決我國及全球水問題做出貢獻。
關鍵詞：生態水文學西部地區生態需水
1、生態水文學的發展
水文學(hydrology)是地球科學的一個重要分支，它研究地球上水的起源、存在、分布、循環和運動等變化規律，并運用這些規律為人類服務的知識體系[1]。自從科學界公認水圈、巖石圈和大氣圈都從地圈中分離出來，并作為地球的獨立圈存在后，水文科學的形成就有了其基礎和地位[23]。
人類進入20世紀末，由于社會經濟發展，人與自然的沖突加大，生態環境問題愈來愈突出，如濕地的退化、河道斷流、入海水量減少、水體污染加劇等等。近20年來，生態學家們愈來愈意識到水文過程對生態系統功能的重要影響。但是，缺乏了解水文過程與生態系統植物群落變化與相互制約的內在聯系。同樣，過去水文學家關心最多的是洪水與干旱的成因、工程水文的實際的設計應用等。但是，隨著生態與環境問題的重視與提出，愈來愈多的水文學家開始關注與水相關的生態問題，例如流速如何影響河道內的植物生長？河川徑流的情勢與濱岸生境生態過程之間是如何相互作用與聯系的？由于水文循環聯系地球系統地圈~生物圈~大氣圈的紐帶作用，水文循環過程的變化與其相關的生態環境的變化交叉研究與社會需求，產生了新的學科生長點，即生態水文學(eco-hydrology)。
生態水文學是20世紀80年代以后逐步發展的一門新興交叉學科[1-20]。它重點研究陸地表層系統生態格局與生態過程變化的水文學機理，揭示陸生環境和水生環境植物與水的相互作用關系，回答與水循環過程相關的生態環境變化的成因與調控。利用生態水文學原理可以積極地用來保護和改善自然景觀，正確指導生態環境脆弱地區的生態環境建設與水資源管理。
生態水文學的提出與發展大致在20世紀70年代以后。早期的生態水文學主要定義在生態濕地系統范疇。例如，1996年wassen等學者專門撰文[44]，認為“生態水文學是一門應用性的交叉學科，旨在更好地了解水文因素如何決定濕地生態系統的自然發育，特別在自然保護和更新方面有重要價值”。
1971年，聯合國教科文組織（unesco）正式啟動人類生物圈（mab）計劃，水生生態系統研究成為該計劃中的一個重要項目。第一階段的會議于1986年在法國圖盧茲召開，主要討論了土地利用對水生生態系統的影響。會議期間，確定了一個具有決定性意義的主題：陸地生態系統和水生生態系統之間的過渡帶，對生物化學循環和景觀鑲嵌體具有重要的調控作用。因此，過渡帶的研究被推薦為unesco未來生態系統工作的重點。它是生態水文學發展的雛形階段。
1988年，unesco組織了過渡帶研究的國際專題研討會。期間，國際應用系統分析協會和匈牙利科學研究院籌劃了水陸過渡帶功能方面的合作研究項目，試圖通過對生態過程的充分理解，確定過渡帶恢復或重建的管理思想。
1996年9月在法國召開了“小流域生態水文學過程”研討會。會議共收到30篇論文，研究集中在小尺度上，內容主要包括土壤和大氣相互作用的模擬，徑流產生過程和水流路徑、水量和水文生物地球化學行為等。在這次會議中，還討論了分區和尺度的影響問題，分析了氣候變化對水文行為和數量的影響。1997聯合國教科文組織出版了“小流域生態水文學過程”會議文集。
聯合國教科文組織（unesco）國際水文計劃（ihp）是由世界各個國家政府組織參加、在國際上有重要影響的水科學及其相關的水資源和環境科學的大型國際研究計劃。從1965-1974聯合國科教文組織實施國際水文十年（ihd）計劃后，ihp已經執行了五個階段，其中：第一階段（ihp-i，1976-1980）著重人類活動影響，水資源與自然環境之間關系的研究；第二階段（ihp-ii，1981-1985）著重于把研究領域擴大到各個特定的地理、氣候區域，并向著綜合利用水資源的水問題方向發展；第三階段（ihp-iii，1986-1990）定名為“為經濟、社會發展合理管理水資源的水文學和科學基礎”，除繼續把水文科學作為重點外，把計劃內容擴大到合理管理水資源；第四階段（ihp-iv，1991-1995）研究計劃重點是“大氣-土壤-植被”之間的水循環關系，全球氣候變化對陸地水文過程的影響。
ihp第五階段（ihp-v，1996-2001）方向是“脆弱環境中的水文水資源開發”，由三個模塊、八個主題和31個計劃項目組成。模塊1的資源過程與管理研究中主題2是“地表生態過程”。生態水文學是ihp計劃的核心內容[14-19]。之后，生態水文學得到了迅速發展。從1996年到2002年，聯合國教科文組織國際水文計劃召開了一系列生態水文學研討會。
1997年國際水文計劃出版了專集：生態水文學—水生資源可持續利用的新范例。文集指出生態水文學主要是為了研究水循環過程、機制與生物、非生物之間的相互關系。水生環境的水量、水質和某些過程，不僅受氣候因素的控制，而且在很大程度上受生物因素的影響。因此，生態學和水文學知識的綜合，被認為是一個研究水和生物關系的合適的新工具。這本書首次提出了新的、具有挑戰性的概念——生態水文學，建立淡水資源可持續發展的基礎。圖1表明了生態水文學與以往生態學和水文學思維的不同方式：
1998年5月在波蘭召開了unescoihp-v2.3-2.4工作組會議。同年，出版了會議文集，主要包括以下4個方面的內容：1）介紹了生態水文學的框架和研究領域；2）提出了當前存在的缺點和未來發展路線；3）宣傳生態水文學的概念，認為河流生態系統是受水文過程控制的“超有機體”。確定生態水文學研究的目標為：（a）比較和評價現有的水文和生態過程相互關系的信息；（b）評論預測的潛力、確定未來研究最重要的方向；（c）識別與水文過程相關聯的環境問題層次；（d）定量生物因素、非生物因素之間的聯系以及它們在水中的沉積物質、營養物質和污染物質運輸、轉化中的作用，以確定從區域到流域尺度上的轉移路徑；（e）以可持續發展為目標，建立可操作性的程序交互平臺以及科學家、政策制定者和決策者之間新的思維方式。這一出版物為生態水文學的研究提供了指導作用。
1999年9月8日至22日，ihp-v組織了生態水文學研究進展方面的會議，在不同科學團體之間交流了生態水文學的研究成果。會議為來自24國家的不同領域的年輕科學家提供了辯論的機會。在生態水文學和水資源管理方面，科學家交換了基礎性研究和應用研究的最新觀點。基于研究過程中得到的數據和知識，科學家討論和提議了生態水文解決環境問題的潛在辦法。2000年出版了生態水文學研究進展文集。
需要指出，ihp-v中生態水文計劃的核心目標旨在從流域觀點、從河流系統與自然社會經濟的聯系中，理解生物和物理過程的整體性，以提高水資源的管理水平。專家們認為，當今世界范圍的水資源問題已經受到來自全球氣候變化和人類自身經濟開發活動的巨大影響與挑戰。在面對不斷變化環境的水資源管理中，生態水文學的研究方法和思想將是最好的、可持續的方法。這一范例認為，流域就好像一個超有機體，它具有反抗壓力的抗性和彈性特征，是面對變化環境下水資源可持續管理的最有效的一個工具。
1999年，為倡導生態水文學方面的科學研究，國際知名的英國水文研究所正式改名為“生態水文學研究中心”。
同年，英國謝菲爾德大學（sheffielduniversity）自然地理系andrewj．baird博士和德比大學（derbyuniversity）自然地理系高級講師、美國國家大氣研究中心項目科學家robertl．wilby博士共同編著出版了《生態水文學》。它是綜述有關陸生環境和水生環境植物與水分關系問題方面的第一本書，闡述和探討了各種環境植物與水分相互作用問題。該書對于水文學家、生態學家、自然保護學家以及研究生態系統、植物生活和水文過程的其他學者有很大的參考價值。中國科學院寒區旱區環境工程研究所趙文智和王根緒博士翻譯出版了該書的中文全文[44]。
目前，在生態水文學或水文生態學的研究領域，活躍著一大批科學團體，使得這一領域的研究有了很大的發展。在聯合國教科文組織國際水文計劃（unescoihp）-v(2.3/2.4)的支持下，由maciejzalewski組織出版了一系列“生態水文學”專集，是一個里程碑。以后“生態工程雜志（eej）”雜志、“水文科學雜志（hsj）”都出版了“生態水文學”專刊。以zalewski為特約主編致力于生態水文學研究的新期刊。國際水文科學協會（iahs）也專門由acreman博士主編了“水文生態學”有關專集。
進入21世紀后，國際水文計劃（ihp）實施2002-2007年新的第六階段計劃，方向確定為“水的相互作用：來自風險和社會挑戰的體系”。主要的不同點是需要考慮下面若干方面新的研究與挑戰的問題，即：地表水與地下水、水文循環的大氣與陸地部分、淡水與咸水、全球化的流域與河流尺度、質與量、水體和生態系統、科學與政治、水與文化。它由五個主題組成：主題1、全球變化與水資源；主題2、流域地表水與地下水動力學集成；主題3、陸地生境水文學；主題4、水與社會；主題5、水教育與培訓。其中主題3的陸地生境水文學仍然是生態水文學核心內容。
總之，生態水文學是現代水文科學與生態科學交叉中發展的一個亮點，它以生態過程和生態格局的水文學機制為研究核心，以植物與水分關系為基礎理論，將尺度問題貫穿于整個研究之中，研究對象涉及旱地、濕地、森林、草地、山地、湖泊、河流等。因此，生態水文學的發展對我國生態環境建設，將會有重要的促進和推動作用。
2.國內外生態需水研究的問題
生態需水（ecologicalwaterrequirements）是生態水文學中的一個重要的研究課題。凡是聯系到與水相關的生態系統自然發育、氣候變化和人類活動干預下的生態系統退化等問題，都需要回答維系生態系統所需求的水或者河川徑流等問題。在國際上提出生態需水的概念與研究生態需水的理論與方法，已經有了一段歷史。在我國，生態水文學的研究剛剛起步，生態需水理論與方法還有待于發展與完善。
早在20世紀四十年代，隨著水庫的建設和水資源開發利用程度的提高，美國的資源管理部門開始注意和關心漁場的減少問題。美國魚類和野生動物保護協會對河道內流量與魚類生長繁殖、產量的進行了許多研究，提出了河流最小環境(或生物)流量的概念，已有學者撰文強調了河川徑流作為生態因子的重要性。
在20世紀70年代后，澳大利亞、南非、法國和加拿大等國家針對河流生態系統，比較系統都開展了關于魚類生長繁殖、產量與河流流量關系的研究。以大馬哈魚的河流生境（habitat）需水為例，加拿大哥倫比亞大學（ubc）有關學者通過大量的實地調查，分別獲得了維系大馬哈魚到淡水河流繁衍所必需的河流生境的基本生態需水基本數據，其中包括適宜的流速和水深等。進一步，他們繪制了大馬哈魚繁衍所必需的河流生境質量的高低與基本生態需水（流速和水深）之間的曲線關系。
為了保護水生生物或生境，通常是基于河流物理形態、魚類和無脊椎動物確定最小或最佳的生態需水流量。但是，這一流量僅僅考慮了漁業的流量需求或者濕地對水的需求，并沒有體現生態系統的完整性。國外學者g.e.,petts認為，在河流管理中生態的需要與河流流量變化特征相聯系應該至少考慮3個方面，即：（1）縱向的連接；（2）洪泛平原的流量；（3）維持河道的流量，包括最小的和最適宜的流量。基流流量的自然頻率和持續時間也應加以考慮，無論何時，都要盡可能地保持生態可接受的流量變化。
gleick提出了基本生態需水量的概念（basicecologicalwaterrequirement），其概念實質是生態建設（恢復）用水[10]。falkenmark區分了綠色水（greenwater）和藍色水的概念，指出從“藍色”水的社會利用部門轉向利用“綠色”水的生態系統中來，這種“綠色”水儲存在土壤中用于蒸發或合成植物有機體。事實上，“綠色”水就是生態需水的概念，這種“綠色”水的概念適用于水生生態系統和陸地生態系統。
直到20世紀90年代，隨著國際水文計劃等大的項目推進，研究的對象開始打破過去局限于所關心的物種（如魚類）或某一單一目標的情景，人們才開始考慮維持河流系統完整性的生態流量需求，提高對河流生態系統保護的有效性。但是，由于在西方發達國家，并沒有中國西部如此生態問題的多樣性和復雜性，因此，他們對生態需水的研究主要集中在維系自然生態系統平衡的方面，比較少考慮高強度人類活動大量擠占生態需水的現實問題。
中國是一個降水時間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發展中國家。人口、資源與環境的矛盾比較突出。就中國西部地區而論，20世紀90年代以前的水資源規劃與配置管理中，很少涉及生態環境建設與生態需水問題。水資源可持續利用與合理配置是從國家“九五”攻關項目開始，提出的“生態需水”是一個新生事物。在中國，由于生態水文學基礎研究起步比較晚，大家對于“生態需水”概念的理解也不盡相同。許多國內文獻書籍、研究報告出現有“生態需水”、“生態用水”和“生態耗水”多個名詞。有人認為它們的概念與涵義是不同的，但是有人認為它們都是指一回事（見文獻[22]、[26-46]）。
1989年，中國科學院地理研究所湯奇成較早提出生態用水問題[45]。他認為“為了保證塔里木盆地各綠洲的存在和發展，必須要保護各綠洲的生態環境，而生態環境的保護也離不開水，這部分水可統稱為生態用水”。1995年[46]，他認為“對生態環境用水很少或根本沒有安排，這種情況必須徹底加以改變，否則干旱區綠洲外的環境將日益惡化；應該在水資源總量中專門劃出一部分作為生態環境用水，另一部分為國民經濟各部門的用水，包括工、農業及城市生活用水等”。以后許多專家學者對生態需水、生態用水和生態耗水等，提出不同的觀點、定義和研討，豐富了生態需水的理論與學術研究。
2001年，由錢正英、張光斗主編正式出版了的中國工程院重大咨詢項目研究成果“中國可持續發展水資源戰略研究”[27]。提出我國水資源的總戰略必須以水資源的可持續利用支持經濟的可持續發展；建議從防洪減災、農業用水、城市和工業用水、生態環境建設等8個方面實行戰略性改變，在中國大地上真正展開一場提高用水效率的革命。在該報告中，對生態用水做的定義是：“從廣義上說，維持全球生物地理生態系統水分平衡所需用的水，包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等，都是生態環境用水；狹義的生態環境用水是指為維護生態環境不再惡化并逐步改善所需要消耗的水資源總量。”。
在學術研討方面，潘啟民等把生態用水理解為生態需水量（狀態值）和生態耗水量（動態概念）兩個概念[47]。嚴登華等把河流水可劃分為生態水、資源水和災害水[30]。王芳等通過她的博士論文研究探討了生態需水理論問題[38-39]，將生態需水概念界定為：為維護生態系統穩定，天然生態保護與人工生態建設所消耗的水量。將生態需水劃分為可控（非地帶性）與不可控（地帶性）生態需水和天然與人工生態需水。劉昌明強調要在研究水循環和水量轉化規律的基礎上確定生態需水的理論內涵，提出陸地系統中的水可分解為資源水、災害水、生態水和環境水。生態需水研究面臨許多新的挑戰。
筆者們參加了中國工程院重大咨詢項目“西北地區水資源配置、生態環境建設和可持續發展戰略研究”。有幾個不同的觀點：（1）我們理解的國際水文計劃（ihp）研究意義上的生態需水，是指以水文循環為紐帶、從維系生態系統自身生存和生態功能角度，相對一定生態環境品質目標下客觀需求的水。例如，為了維系河流某魚類的生境，需要必須的基本水文特征值保證（如一定的河川基流、一定的水流速度、水深要求等），生態系統對水資源需求的大小需要通過科學實驗與觀察獲得，并不是人們主觀要給出什么樣的水資源配置。水的配置是針對水資源管理、不同水的用戶即用水而言。因此，就應該有生態耗水和用水的概念，它們與生態需水有區別也有聯系。（2）中國工程院重大咨詢項目中所指的“生態需水”不同之處，在于為水資源的合理配置服務、為生態建設（林草，河道生態功能要求）服務的生態需水。所以，國際上提出的生態需水概念需要討論與擴展。通過討論，有比較一致的看法是：
生態需水是指維系一定環境功能狀況或目標（現狀、恢復或發展）下客觀需求的水資源量。進一步，對中國西部生態環境建設研究工作的目標，生態需水可以理解為維系一定生態功能的環境目標（例如維系現狀生態系統不再退化、恢復某個時期的生態景觀、或者具體目標如黑河水必須要到東居延海等）下科學意義下生態系統需求的水資源。它是生態環境建設重要的科學依據。
生態耗水是指現狀多個水資源用戶（生產、生活和生態）或者未來水資源配置（生產、生活和生態）后，生態系統實際消耗的水量。它需要通過該區域社會經濟與生態耗水的平衡計算確定。生產、生活耗水過大，必然擠占生態耗水。
因此，生態需水與生態耗水是有不同的含義，既有聯系又有區別。例如，在黃河上游地區，自然降水條件下一般能夠滿足天然植被蒸散發對水的需求（降水p大于蒸散發e），因此，生態需水估計的數量比較小。但是，由于人的行為通過水土保持等措施建設林地，耗用（減少）了輸送到河流下游的水資源量。人們往往稱這部分耗用（減少）的實際水量為生態耗水量。所以，在黃河上游地區生態需水量與生態耗水量是有不同的。
相比之下，在西北內陸地區河流的下游，由于內陸地區河流的下游降水非常少，為維系胡楊林生態系統生存，估計的生態需水將完全占用河川徑流量。維系胡楊林生態系統的生態環境用水也完全取決與能夠提供給下游的河川徑流量。在某種意義下，維系胡楊林生態系統的生態需水量也就是生態耗水量。
因此，生態需水與生態耗水的概念在西部地區既有聯系又有區別。通過生態需水的估算，能夠提供維系一定的生態系統與環境功能所不應該被人所擠占的水資源量基本的信息，它是西部地區水資源可持續利用與生態環境建設的基礎，它也是估計在一定的目的、生態環境建設目標或配置條件下，生態環境耗水大小的基礎。通過對生態需水和生態耗水的估計，能夠分析人對生態需水擠占的程度，決策生態環境建設對生態環境用水的合理配置。
3.中國西部地區生態需水研究的挑戰
水是干旱區的關鍵生態因子,植被的組成和結構由水密切控制,同時在各種尺度上對水產生重要的反饋作用。因此，在干旱區，研究生態學和水文學的相互關系，研究生態需水問題，對干旱區生態建設的模式和生態恢復至關重要。一方面，干旱區水文過程對植被生理特征和格局成因產生影響，同時植被對水土流失具有控制作用。
生態需水的實質是生態系統結構、功能和水分之間相互關系問題。生態需水是生態水文學研究的重要內容之一，只有建立在流域水循環基礎上通過生態水文學理論的指導，生態需水量的確定才會更合理。目前在生態需水估算方面，面臨許多挑戰的問題。主要有：
3.1干旱區植被對缺水的適應機制研究
研究表明，干旱區的某些植物具有水分補償能力，即利用冬季（低強度）降水補償夏季干旱用水，冬季干旱就以夏季降水來補償，這大概是灌木在這種環境中得以與一年生植物競爭的一種手段。另外，在干旱區，植物為了適應荒漠環境，具有許多生理結構上的變化。國外學者ewenari把荒漠植物分為兩類：一類是隨水變植物，這類植物對極端干旱具有許多生理上的適應性；但大多數植物屬于恒水植物，這些植物對干旱有許多適應機制。不同植物的水分利用效率的、對水分虧缺的生理響應機制等研究，將為植被建設和恢復提供理論支持。
3.2植被格局成因的控制性因素研究
干旱區植被最顯著的特點就是低覆蓋度。研究表明，如果干燥度系列從p/etp>1（降水量與潛在蒸發量的比值）降到<0.3，就會發現潛在植被從全面覆蓋而經一系列破碎的植被冠層到植被處于斑塊狀分布狀態。近期研究表明，在黑河下游，隨著上游來水的減少，不同景觀類型的面積、數目和優勢植被發生了很大的變化。在干旱區，胡楊、檉柳的空間分布普遍呈緊縮分布現象，當干旱程度有所減緩時，植被在空間上的分布相對較為分散。在防止土壤侵蝕的人工植被建設方面，由于只考慮植被蓋度和高度，忽視了斑塊格局及其配置方式。所以出現了北方人工植被土壤旱化、穩定性低的問題。以上說明了水分動態影響植被的分布格局，但這種分布格局如何響應水文過程的變化，它的生態學意義何在？植被的這種自然分布格局能否指導干旱區植被恢復等均有待研究。在今后的研究中，應加強植被類型、格局的生態水文學和生態需水研究。
3.3植被格局對水土流失、土壤侵蝕的定量化研究
在干旱地區，植被多呈斑塊狀分布，這種分布對改變水分徑流的路徑、減緩水蝕，提高斑塊內的土壤水分含量等都具有重要意義。盡管對植被斑塊的叢生狀況有所認識，近來理論方面的研究和模擬方面的研究也有助于了解這一過程，但對這種現象的生態機制卻知之甚少。這種綴塊分布格局如何影響徑流？這種格局的生態學意義何在，都是值得探討的問題。另外，應加強大時空尺度上的植被格局和水文過程的關系研究。
分析干旱植物在水分脅迫下的群落組成結構、分布格局與演變過程，始終是干旱區生態水文科學研究的重要領域，迄今為止，關于這方面的研究未能取得突破性進展，尤其是群落演變的生態機理仍然處于未知階段。近年來，關于干旱區植物分布如何影響徑流和水分分布，以及如何調節干旱區侵蝕等問題的研究受到廣泛重視，同時，大尺度“土壤—植被—大氣”傳輸相互作用以及干旱區植被隨氣候變化的演化也是目前生態學家和水文學家共同感興趣的話題。
3.14區域生態需水估算方法研究
我國的生態水文學基礎研究剛剛起步。盡管在一些方面已經取得令人鼓舞的成果，如陳亞寧在新疆塔里木下游生態需水方面新的研究等，但總的看，目前處在初期發展階段，沒有比較成熟的估算方法，還存在這樣或那樣的問題，需要多途徑比較與發展。
現行的區域生態需水估算方法主要思路是：依據不同氣候帶與降水等條件，開展自然生態系統分區，確定生態需水計算的不同類別的生態-水文參數；利用遙感提供中國西部區域土地利用信息，確定生態需水計算的不同類別的范圍；通過不同植被類型的蒸散發計算、流域降水-徑流計算確定河道外生態需水（地帶性和非地帶性的生態需水）以及河道內生態需水；最后利用水資源分區的水量收支平衡控制，估算生態需水或生態耗水總量。
由于對于生態需水概念理解的不同，實際中生態需水估算的方法就有不同或者差異。例如，按維護現狀生態系統不再退化的理解，就會有一套基于2000年的遙感圖，依生態分區，分類以及用總水量平衡核算的核算方法。按生態建設目標（過去，現狀和未來），又有不同數量的估算方法。
客觀說，基于生態水文學的研究思路是估算生態需水的基本途徑，它從成因觀點估算流域的生態需水，有比較好的理論依據。但是，由于西部地區生態環境問題的復雜性，特別是缺乏必要的生態水文過程與空間變化的資料，由點的植被蒸發擴展到面的植被耗水機理的尺度問題等，導致目前估算有一定困難與結果的差異。現行的水量平衡方法估算生態耗水，能夠從宏觀總量上給予控制，但是生態需水的精度取決于水資源平衡中其它耗水部門估算的正確與否。因此，在區域生態需水估算方法不成熟的情況下，鼓勵多種途徑方法的相互比較和佐證，可能比一種方法為好，這也是新生事物學科發展所需要的。如何在有限水文水資源資料和生態監測資料條件下，獲得更為客觀與科學的生態需水估計，的確是一個重要的挑戰性任務與課題。
4.結語
生態水文學是一種對環境有利、經濟可行和社會可接受的有效方式。由于生態退化等問題的出現，生態水文學成為國際研究的熱點問題之一。本文回顧了生態水文學的發展歷程，討論了生態需水研究明亮的問題與挑戰。它們作為生態環境建設的基礎與學科發展，有如下幾點認識與建議：
（1）優先、重點保護原則：在西北地區，由于水資源匱乏，不可能保護所有的生態系統，只能優先保護控制性生態系統，滿足控制性生態系統對水分的需求。在此基礎上，進一步形成保護干旱區生態系統的網絡結構。干旱區流域下游荒漠綠洲是外來徑流作用的產物，綠洲景觀結構及組成類型的空間分布嚴格受河流廊道影響。因此，若把河流兩岸喬灌木林和河岸灌叢草甸視作河流廊道的構成要素，則荒漠綠洲的高級生物組成實質就是河流廊道。在干旱區河流廊道不僅具有傳輸能量與養分的功能，而且是綠洲生物流的載體和傳導源，為維持整個流域生態系統的穩定發展奠定了堅實的基礎。所以干旱區河流廊道就是控制性的生態系統，生態需水應該優先得到滿足。
（2）以生態水文學為基礎研究生態需水問題：生態水文學是生態學和水文學的交叉學科，它所關心的是水文過程對生態系統配置、結構和動態的影響，以及生物過程對水循環要素的影響。水文循環深刻地影響著全球生態系統的結構和演變，包括自然界中一系列的物理過程、化學過程和生物過程，是其它物質循環的基礎。因此，確定某一生態系統需水時，只有以水文過程為基礎，結合生態系統的特性需求，才能較為合理地計算生態需水量。這也是今后生態需水理論與實踐研究重要的發展方向。
社會的需求是水文發展的動力，水文工作是隨著國民經濟和社會的發展而發展的，值此新疆水文水資源局成立50周年之際，回首阿勒泰水文水資源勘測局50年的風雨歷程、50年的滄桑巨變，總結過去、開辟未來，以嶄新的姿態，在新的世紀再創水文事業的新輝煌。
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。
經有關部門復審，我局繼續保持了自治區級“衛生紅旗單位”、地區級“文明單位”、“綜合治理優秀單位”、“計劃生育合格單位”、“安全文明小區單位”、“綜合治理優秀單位”、“綠化合格單位”等榮譽。
關鍵詞：水文測驗；新問題；對策；研究；分析
中圖分類號：S157 文獻標識碼：A
一、前言
所謂水文測驗其實就是系統收集以及整理各種水文資料技術工作的一個總稱，在水文測測驗過程中，首先必須要獲得相應的各種水文方面要素的數據，再研究、分析及計算后，將其進行整理綜合，以此用于評價與合理開發應用水資源的一個主要參考資料，從而為工程項目的建設規劃、管理、設計、運行、使用、抗旱以及防汛等提供相應的參考依據。從目前我國水文測驗工作的情況來看，整體所獲得的成效較為良好，但仍舊存在著相應的問題，下面文章就基于目前我國水文測驗工作所面臨的新問題進行研究和分析，并提出相關對策。
二、水文測驗概述
水文測驗的內容主要包括以下幾個方面：第一，為了取得各種水文要素資料在，在實施測驗之前，應構建相應的水文站網，或者對原有水文站網進行相應的調整，為了能夠經濟、準確、完整且及時地觀測各種水文要素，確保所獲得的這些資料可在同一基礎上實施比較與分析，應該加強各種水文測驗法的研究，并在此基礎上制定系統、統一且合理的技術標準。第二，為了更加精確且全面的對水文要素變化規律實施觀測，應研制相應的水文測驗設備以及儀器，按照所制定的這一技術標準，在各水文觀測站上實施水位觀測，實施泥沙測驗與流量測驗，觀測水質、土壤含水量、水溫、蒸發量、冰清、地下水位以及降水量等，以便獲得更為合理的實測資料，同時還應定期進行巡回測驗。第三，水文調查。其主要包括測站周圍河段與以上流域范圍內的實際水情狀況，基于統一格式與方法來在審核與整理所獲得的這些水文資料，使其形成為系統成果，以便于后期的應用。
在水文測驗中，流量測量的方式主要包含以下三種：第一，流速面積方法，其主要是進行流速與斷面面積的測量，接著將二者相乘，得到的總和就是總流量值，在測量過程中，通常利用流速儀來進行測速，利用回聲測深儀、測探桿或者測深錘來進行各垂線水深的測量；第二，稀釋法，即在河段的上游進行示蹤劑的投放，通過了一定距離以后，可得到相應的混勻與稀釋，其總量保持不變，根據稀釋倍數與流量之間的比例，來進行流量的計算；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、上游水頭差之間存在著一定的函數關系，因此，可在斷面上進行標準形式量水堰以及量水槽的設置，通過相關的水力學公式來進行流量的計算。
三、新時期下水文測驗工作服務的主要內容
第一，水資源的配置服務。基于某個區域、流域與跨流區域的經濟發展情況、水資源發展情況、承載能力、水資源發展變化的趨勢等的研究和分析，為社會的持續發展以及國民經濟穩定建設戰略性布局提供相應的服務，并為調整社會發展產業結構提供相應的服務，分別從宏觀上以及戰略上提供相應的咨詢服務、決策服務。
第二，水生態環境的管理與保護服務。為了推動社會經濟和社會生態環境的協調、可持續發展提供相應的預報服務以及監控服務。
第三，水資源的管理服務。即為水權的轉讓、水資源的分配以及取水的許可等內容，在制定相關政策法規上提供更為全面、合理的決策信息。
第四，水資源的調度服務。即為洪水資源的合理、科學利用調度、水量與水質之間聯合調度、年際間或者實時水資源、跨流域的水源、城市的供用水、地表水和地下水之間的聯合、在同區域內不同水體間水資源等各種調度提供相應的預測預報、檢測及評價服務。
在當前新時期下，水文測驗工作的實施，應根據具體服務對象自身的特點以及實際要求，為其提供優質、全面且合理的各種服務，從而促使其測驗工作得以有效且有序地進行，更好地將自身所存的價值體現出來。
四、新時期水測驗所面臨的新問題及其對策
（一）信息技術水平的提高，新技術的出現
隨著社會經濟的快速發展，信息技術水平的提高，出現了很多的新技術，水文測驗工作也開始向數字化與智能化方向發展，超聲波水位計、遙測系統、固態存儲、計算機網絡以及微機遙測系統等一系列高新技術也得到了廣泛地應用，而這對于水文測驗工作人員也提出更高的要求，對其專業技能與計算機應用技術水平的要求隨之提高。針對這種情況，在新時期下如何提高水文測驗工作人員的綜合素質，也逐漸成為了水文行業關注的一個焦點問題。基于筆者多年工作經驗來看，要想有效解決這一問題，其重點就在于應加強水文測驗工作人員專業技術的培訓與教育，尤其是計算機應用技術方面的培訓，切實提高測驗工作人員自身的綜合素質。若有條件，還可構建一個專業型水文測驗教育基地，以此來重點實施培訓。此外，水文測驗工作人員自身還要轉變其傳統的觀念，提高水文測驗工作重要性的認識，不斷充實自己，這樣才可社會經濟的發展同步，適應當前社會的各種發展變化需求。
（二）水文測驗基礎設施的建設較為落后
據調查資料顯示，目前我國在水文測驗工作上，不管是在水質的測驗，還是在水量的測驗上，均存在著一個普遍的現象，即基礎設施的建設程度較低，在測驗過程中所用的設備均比較落后和單一，而這也在不同程度影響水文測驗精度以及時效。鑒于此，筆者建議，在新時期的水文測驗工作中，除了要加強水文測驗工作人員綜合素質的教育與培訓，同時還應加大水文測驗基礎設施的建設力度，提高基礎設施自身的能力，從而提高其測驗的精度。同時還應構建相應的應急保障體系，加大各種備用設備的建設，從而切實提高水文測樣工作的整體成效，使其能夠更好地適應當前社會的發展需求，滿足水資源管理的各種需求。
（三）在綜合治理防洪工程上，水文要素產生了一些新的變化
在綜合治理防洪工程中，超采地下水與地表徑流的逐漸減少，使得水文區域原有的要素規律均發生了相應的變化，同時在治理過程中，不管是同級水位的流量流速的變化，還是加大或者減小閘門的流量，均會使水文要素發生一定的改變，繼而為水文資料的研究分析以及相關服務的提供帶來各種各樣的問題。針對這些問題，筆者建議在進行綜合治理的過程中，水文測驗站首先應該了解并掌握該區域范圍內，防洪工程的實際情況以及其可能所發生的變化，及時掌握河道發生洪災的規律，基于相關信息的綜合分析，如測流方式、水位流量所發生的變化、不同測流系數的具體試驗以及水位力量的單值化等，通過分析后，采取相對應的各種測驗措施。
（四）服務意識較為薄弱，水文測驗工作未得到社會的重視
盡管我國水文工程得到了快速發展，但是對于水文測驗工作仍舊不是很重視，尤其是水文測報工作還未得到社會的支持以及認可。基于這種情況，筆者認為在新時期下，在實施水文測驗工作時，在社會發展過程中，應把水文資料看作為社會經濟建設所需的基礎信息資源，充分發揮水文資料作為一種社會公益產品所具備的功能，將水文測驗工作公開化以及社會化，促使各水文機構可主動且積極為社會發展提供系統且全面的服務。此外，還應加大該項工作的宣傳力度，使人們對于水文測驗工作有一個正確地認識。
（五）資料的整編工作和測驗工作處于脫節狀態
隨著信息技術發展，在水文資料的整編上，已從以往人工操作、計算轉變成為了信息化、自動化操作自動。在以前的整編工作中，其重點通常放于資料三次校對上，對于流域范圍各個觀測點一致性與原始資料合理性缺乏相應的審查，使得整編成果滿足不了當前水文測驗工作的需求。鑒于這種情況，在新時期水文資料的整編工作中，應增強資料整編前后的審查，加大觀測資料準確性、合理性、系統性的審查力度，利用降雨徑流分析法、水平平衡研究分析法以及上下游流量的比較分析法等來實施審查，以此提升資料整編質量的可靠性。
（六）人類活動的變化，使得水文測驗工作模式也發生了相應的變化
隨著灘地的大力開發、跨地域的調水、農業種植結構的逐步調整以及水文斷面較長時間內的干涸等，這些均為水文測樣工作的研究和實施帶來了新課題，而在這種情勢下，要想提高水文測驗質量與水平，就必須要突破以往所固定的這些工作模式，增強水文的巡測以及水文的調查，特別是水量的巡測等，及時了解和掌握準確且新的各種水文資料。
參考文獻：
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關鍵詞：需求與推廣；水資源；技術
一、發展趨勢和科技需求
在強烈的社會實踐需求和現代科學技術發展的推動下，水文水資源的技術開發和研究將進一步深化，其研究領域和研究尺度不斷擴大，技術方法的先進性將進一步提高，服務于水利和相關行業生產實踐的能力將進一步提高。水文水資源領域科技發展的趨勢是：
(一)水文信息的采集和監測能力將不斷提高。地面水文信息采集監測站點與氣象雷達和遙感衛星等將形成立體觀測信息網絡，大大提高對整體水文事件特別是極端水文事件的分析、監測和預警能力。
(二)大尺度以及環境變遷影響下水文研究工作的開展。不僅研究陸面地表水、土壤水和地下水量的轉換機制，而且利用高分辨率遙感衛星等更先進的空間觀測手段研究陸面海洋大氣界面上的水分和能量的交換過程。
(三)跨學科的綜合和交叉。水文水資源與地球科學、計算機與信息系統、系統工程科學、社會學、經濟學、生態學等的交叉性不斷加強，將促進實現水源有效開發利用與經濟高速增長和生態環境的協調發展。
(四)現代高新技術的廣泛應用。隨著現代科學技術的迅猛發展，核技術、地球觀測技術、信息技術、現代控制理論和方法等在水文水資源研究的各個領域中融合滲透，使得水文水資源的研究方法出現突破性進展。
我國經濟社會快速發展、城市化進程加快和人民生活水平不斷提高，與此同時我們又面臨水資源短缺、水環境惡化和水旱災害嚴重等問題，并成為國家經濟社會可持續發展的重要制約因素。力爭以水資源的可持續利用支持經濟社會的可持續發展，著力解決水資源的供需平衡矛盾，是水文水資源科技研究的中心任務。圍繞這個中心任務，結合水文水資源領域科
技的發展趨勢，水文水資源領域的技術需求主要包括：
(1)在防洪抗旱減災方面。加強新技術、新途徑(如雷達測雨、衛星遙感、地理信息系統、同位素技術、信息技術等)在洪澇、干旱、水環境監測(包括水雨情時空分布、地下水監測、土壤墑情生態條件等)和預測預報技術的推廣應用，加強水文與氣象耦合的水文預報技術研究，提高防汛抗旱能力。
(2)在水資源利用和管理方面。一方面是“開源”，包括非傳統水資源的利用技術(流域洪水資源利用技術、城市雨水資源利用技術、雨洪回補地下水技術、污水資源利用以及海水淡化等)的應用和推廣；另一方面是“節水”，開發和推廣先進的節水灌溉技術、水資源水質水量監控技術，建設水資源實時監控與管理信息系統。
(3)在生態安全和環境保護方面。加強供水水源地水質監測實時和預警技術；加強新一代衛星遙感技術對水體濁度、水環境、生態條件等監測信息的推廣應用。
(4)大型公用基礎軟件和信息共享平臺建設。水文水資源領域包括大量的專業軟件，包括水文監測分析、水資源評價、水資源調度、水資源管理等，這些軟件專業性強、適用性廣泛，推廣這些軟件，有助于提高水文水資源行業的水平。促進信息共享平臺的建設十分必要，因為基礎資料是進行所有創新性科學研究的根本和基礎。
二、水文水資源領域技術的推廣應用
(一)現代水文預報預測技術
現代水文預報預測技術的核心就在于提高水文預報預測的預見能力，從而為抗旱防洪減災更好地服務。所以應當加強氣象與水文相耦合的預報預測技術的開發和推廣，并推進定量的氣象數值預報預測產品在水文領域中的應用，尤其是提高水環境變化、抗旱、防汛的預報預測水平；并加強對短中期臺風暴潮、水雨情、天氣的預報預測工作。這些推廣技術包括了氣象與水文相耦合的對降雨徑流長中期的預報技術、結合定量的氣象數值預報預測產品、基于新途徑和新技術的水文預報預測技術、基于分布式水文模型和天氣雷達測雨信息源的實時的洪水預報預測技術。
(二)水文信息的監測、傳輸技術
必須推廣具有較高效率、操作方便和高靈敏度的水質、旱情、水雨情等實時監測與預警的技術和設備，以滿足我國社會經濟發展過程中對抗旱防洪減災目標的要求。這些推廣技術包括了新型、高靈敏度的水文信息的監測傳感器、遠程傳輸、信息采集、數據管理、處理和分析的技術與設備、地下水溫度和水位等自動監測的技術與設備、河湖水質的在線自動監測的技術與設備、依靠衛星遙感信息進行大范圍的土壤墑情的實時監測分析技術與設備等。
(三)水資源的合理配置與調度技術
對于流域水資源進行綜合管理的實質就是以統籌解決生態安全、供水安全與防洪安全目標等的流域水資源的統一調度。因此應當建立和推廣將總量控制來作為核心的統一調度的流域水資源技術體系，從而實現從單一的水利工程調度跨越到跨流域或全流域多水源(過境水、地下水、地表水)的統一配置和調度技術。這些推廣技術包括了跨流域生態改善與應急輸水監測技術、流域工程體系中多目標聯合調控的技術、區域地下水的修復與保護技術研究、半干旱和干旱地區的地下水數值的模擬及其水資源的優化配置等。
三、地下水數值模擬發展趨勢
就目前的地下水動態預測模型研究進展來看，研究結果更多都是比較側重于特定區域、單一模型研究，結果不具有普遍應用性。對于耦合模型來說，更多的是從數學優化角度來進行耦合，單純追求模型模擬精度，忽略對耦合模型內在機理的討論研究。實際上，由于地下水系統的復雜性、非線性、多尺度性、突變性和隨機性等本質屬性的存在，使得對地下水動態預測研究變得較為復雜，如何建立既能提高地下水動態預測精度又能真實反映地下水系統內在規律的預測模型，顯得具有重要意義。另外地下水模擬軟件的發展取決于地下水數學模型及計算機軟件技術的發展兩個方面。模型是地下水模擬軟件的內在核心，模擬軟件是模型實現的技術手段。模型的發展將會擴大軟件的適用范圍，提高模擬的精確度。軟件技術的應用將大大提高模擬軟件的速度、質量及現代化水平。盡管世界上地下水及其相關模擬軟件多達數百個，但由于地下水系統的復雜性，到目前為止，還沒有任何一種地下水軟件能解決一切地下水問題。根據國際上地下水的研究動向，可以預計今后地下水數值模擬的發展趨向可能有以下幾個方面：
(1)反映實際地下水流的數學模型的建立和機理研究。如以確定性模型描述地下水系統的內部環境特征，將邊界條件和源項作為隨機時間序列建立預測模型，從而建立確定性隨機耦合模型，來預測地下水動態，提高預測的精度與可靠性。
(2)無限邊界有限處理的研究，尤其給定水頭邊界。
(3)數值計算方法，減少計算內存仍是地下水流數值分析的重要課題。多種數值分析方法相結合來處理一個課題是一個值得探討的方向。
(4)介質的非均質性及由此而引起的參數的尺度效應研究。
(5)非飽和流及非飽和運移問題，多相流及其運移問題等的模擬研究。
(6)3s技術與地下水模擬模型緊密集成技術依然是將來的主要研究方向。
(7)隨著污染的加劇，地下水中痕量污染物在遷移過程中發生的物化反應和有微生物參加的生物化學作用所造成的對人體健康的可能影響將日益成為人們關注的焦點。因此，考慮物化反應和生化作用的溶質遷移模型，特別是地下水中有機物質遷移模型將是一個重要研究趨勢。
