水文水资源论文
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水文水资源论文范文第1篇
中图分类号：C93文献标识码： A
1.我国水文水资源信息化建设管理的现状
1.1水文信息资料的整编和存储
自从上个世纪70年展以来，水文水资源信息化系统已经开始全面运用了TQD16型计算机技术、VAX小型机技术以及微机技术进行水文数据的整编与存储。现阶段，已经深入发展到了运用客户机/服务器的模式进行信息和数据处理工作，并且已经初步建成了水文水资源的数据信息库，研究开发了一大批信息服务以及洪水预报调度等软件技术系统。
1.2 水文信息遥测系统
我国很多地区已经全面建立水文水资源信息化建设管理中心，有效地实现了区域水文水资源的信息自动采集与传输，已经初步改变了国内比较传统水文水资源的观测途径与方法。
1.3 洪水预报及监督调度系统
在国内现阶段已经全面建成水情遥测系统，水情工作人员应用遥测技术，通过对计算机技术的控制，从而实现了从雨情水情的信息采集、传输、搜集、处理、监视一直到联机的洪水预报以及监督，真正提高了洪水的预报以及水库调度的科学化管理程度。
2.水文水资源信息化建设管理的基本思路
2.1水资源管理系统的基本组成
水文水资源管理系统的建立主要依靠数学模型、仿真模拟与计算机网络共同完成，对水资源管理中的各种信息进行采集，于可视化角度下，实施灌区的调度工程，在每个分水枢纽中，都可以实现自动化监控，以采集信息为依据，管理者可以迅速做出正确决策，促进管理水平与水资源调度效率的提升
2.2 数据收集系统
数据收集技术系统是国内水文水资源信息化建设管理的基础。因此我们一定要紧紧抓住现阶段国家防汛指挥系统中建设管理的大好机遇，努力地按照国内现行“基层测站至国家防总中的信息传输时间小于30分钟”的明确要求，力争去进一步改变过去以往的水文测报形式以及运行模式。水资源的水位观测、雨量观测工作还要逐步采用自记远传水位计以及固态存储的遥测雨量计等方式进行观测。
2.3数据、信息传输网络
建立依托邮电公网为基础的水文水资源信息传输网络，使自动采集的水文水资源基础数据通过端站和分中心，进入省水文计算机网络，要保证信息的可靠性、准确性、及时性和唯一性。同时还应该满足防汛指挥、水资源管理及配置、水质及水土保持监测等对通信网功能的要求。如数据、图像、声音、视频等。提高实时水文信息的处理精度和速度。
2.4数据存储、处理以及检索服务技术
我国的水文水资源信息一般是通过自动采集或者信息化的处理工作后，其信息与数据量将呈现为海量的，其存储功能主要依赖于其分布式存储系统之中，各种不同的信息数据库则均需要以字段编码形式并且按照一定的表结构有效组织在一起，最终形成了水文水资源信息数据系统。
2.5洪水预报决策支持系统
通过卫星获取高质量的影像，配合遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)平台，建立洪水预报信息的自动分析处理、预报参数的过滤计算、预报方案的优选比较、专家经验的整合参考、预报成果的综合分析、洪涝灾害的初步分析预测、预报结果的综合输出及检验分析等洪水预报决策支持系统，以提高洪水预报的精度和预见期。。
2.6枯水期的径流预报技术
现阶段，美国国家气象局已经组织和开发的“河流水情的预报与统计系统”，这项技术可以有效地提供了国内中长期（旬、月、季节）中的水文水情概率预报情况，能够比较好地帮助技术人员掌握和了解水资源的变化情况。因此我国应该积极借鉴国外的先进经验，努力、积极地开展国内枯水期径流的预报与研究工作，并且尽量将其作为现阶段水资源综合管理的核心内容进行建设。
2.7蓄滞洪区洪水演进系统
由于3S和数字高程模型(DEM)技术的日渐成熟，传统的洪水演进技术正在向两个方向发展：一个是在二维数字化地形图上叠加各种水文要素、经济社会及生态信息，借助数字高程模型(DEM)和遥感影像图形成三维可视化模型，进行三维量测和分析模拟。另一个是直接建立三维数字模型，综合地表达流域水文要素和各种地理实体的空间分布。
2.8墒情监测服务系统
墒情监测预测系统的建设目标是利用遥感、水文、气象、农业等信息，采用多种方法，进行合理选择，通过综合判断，估算各类干旱指数及其综合指数，形成标准化的墒情监测预测业务流程，建成业务运行系统，以图表和统计数据的形式按日、旬、月、季等不同时段输出，反映旱情实况和未来短期旱情发展变化的信息，进行全省及地方的旱情监测预测，为指导抗旱、水利建设、水资源调配、农业生产等提供科学依据和决策支持。
3.加强水文水资源监测的几点措施
3.1加强对水文监测工作人员的培训
水文监测要想更好地服务水利工作及社会经济发展，采用先进技术（例如固态存储、超声波水位计、计算机网络等）是很有必要的，这就要求加强对水文监测工作人员的培训，既要重视对理论知识的培训，而且要强化业务技能的培训。
3.2促使资料的整理与测验工作的相协调发展。
在当前的信息化时代下，都是利用计算机来实现对水文资料的整编，同时也存在一系列问题，如对无法实现对原始资料的检查、流域内测点的一致性的排查等，这样就易出现河流上下流水流的偏差。因此，提高水文资料的质量显得尤为重要，这样才能够实现与水文检测工作的协调发展。
3.3提高水文水资源监测的服务意识。
从而就要求水文水资源的工作人员要充分认识到自身工作的职责，树立起服务意识，实现对水文信息的社会化和公开化，真正将水文资源作为社会中的一项公共资源供社会公众参考、使用，切实发挥水文资源对于促进我国经济发展的作用。也就是说，通过对利用水文水资源监测的信息来更好地为社会经济建设服务，为实现经济的可持续发展提供必要的决策依据。
总之，水文水资源管理的信息化建设有利于提高水资源的管理效率，同时，也可以使水资源利用率得到提升，水资源能够实现最大化限度的利用，建立健全水文水资源信息共享体系是今后一段时间内水文建设重要的工作内容，尤其是对水资源监测数据管理平台的开发和利用，可以利用信息技术与网络优势实现资源共享，需要在实践中不断探索经验，不断更新，力争开发更多、更好的系统提高数据分析的准确性，减少工作人员的工作量，获取准确的数据为水文建筑、环境预测等工作的顺利开展提供必要的基础保障。
参考文献
[1]胡四一.全面实施国家水资源监控能力建设项目 全力提升水利信息化整体水平――在全国水利信息化工作座谈会暨国家水资源监控能力建设项目建设管理工作会议上的讲话[J].水利信息化，2012（06）.
水文水资源论文范文第2篇
关键词：新时代；水文与水资源；教学改革
一、用人单位调研及结果分析
站在社会新时代的今天，从事水利相关方面的人员也应具备与新时代要求相适应的能力。如何更好地培养出适应社会能力较强的高级技术与研究性人才，在教学培养改革中尤其重要。近年来，各高校致力于水文与水资源专业的教学改革，明确人才定位，力求达到能力培养和学习与实践相结合的目标[2]。为探索出适应社会新时代的水文与水资源工程专业人才的教学模式，提出综合性、创新型人才培养的课程体系和知识结构，郑州大学水文与水资源系（以下称“我系”）应用调查问卷的方式对全国水利系统（含水文领域）的部分用人单位开展了调研工作，调查问卷如表1所示。调查问卷共发出去85份，回收73份。通过对73份调查问卷分析，得出以下结论：
（一）水文人才培养定位需适应新时代要求
调研发现，水文领域需要高校培养出适应社会能力强并具有高素质水利技术人才，尤其是能从基层工作做起，具备较扎实的基础理论知识能熟练掌握运用专业技能。有较强创新精神和综合实践能力，能在国土、水利、农林、环保等部门从事水文水资源、环境保护规划设计、预测预报、管理、技术经济分析以及教学和基础理论研究等工作，这种适应“社会新时代”的应用型人才，才满足现代化水利事业的需求。
（二）拓展学生知识面，加强学生专业技能实练
调研结果显示，大部分水文与水资源工程专业毕业生选择在工程局工作，从事与水利工程规划、设计、施工、管理等密切相关的工作。为使毕业生尽快适应新的环境和工作，在培养过程中，除需要设置系统的本专业必修课程外，还有必要开设一些与工程施工、监理、管理等相关的课程，以拓展学生的知识面，加强学生专业技能的实练，使学生一毕业就能完成学校生活与工作生活的无缝对接。
二、水文与水资源专业教学改革措施探讨
为培养基础雄厚、专业知识和基本技能扎实、工程实践能力强、具有竞争意识的专业人才，在总结长期以来实践教学经验的基础上，建立了满足现代教育需要的实践性教学体系。我系以传统水文与水资源工程教学为主线，加强了课程教学和实践教学的相互协调和相互融合，培养了学生的实践能力，增强了学生之间的沟通学习能力，全面推进素质教育，逐步培养出学生的自主创新能力，能在实际中应用水文与水资源相关理论知识解决实际问题。
（一）积极开展教学研究，不断改进教学方法，提高教学质量
我系教学紧跟社会发展的新形势，紧紧围绕以培养出适应社会新时代人才的教学目标，积极开展教学研究活动，并不断把理论研究成果应用于教学实践，不断提高教学质量，从而加深学生对专业的掌握。我系将相关智能软件引入教学课程中，发现在课堂教学中巧妙地利用智能软件，能很好地调动学生学习的积极性，让学生能近距离地接触工程实例，更好地帮助学生理解抽象的概念。同时，我系也利用信息技术“翻转”课堂[3]，进行了知识传授和知识内化学习过程的全新教学模式。这种新兴教学模式，可针对水文测验课程的特点以及目前传统教学中存在的问题，通过对传统多媒体教学的改进，可以更加高效地利用课堂时间，提高学生上课的专注度，激发学生学习的兴趣。
（二）综合多途径培养方式，构建理论与实践相结合的培养模式
综合考虑水文专业培养目标及学生适应社会新时代的能力培养，构建理论与教学体系相互呼应，课内与课外、校内与校外、实习与实训相结合的实践教学体系；通过增加综合性、设计性、创新性的实验，鼓励学生参加大学生科技创新竞赛、挑战杯、水利创新设计大赛等科技创新活动来提高学生的创新能力和团队合作精神；注重课程设计和毕业设计选题实用性，兼顾社会发展的前沿性，与工程项目、教师科研、毕业生就业相结合，一方面让学生了解本专业领域前沿的相关知识，另一方面培养学生解决实际问题的能力。
（三）应用多种教学方法和教学手段结合的方式，提高学生社会适应能力
加强对实例教学、框图教学和水文水资源相关软件的介绍与应用，增加课堂报告与讨论次数，培养学生自主学习外文文献能力了解国外相关领域的发展前沿，拓宽学生的国外视野。在课堂上，对主要知识点，采用精讲多练、案例教学、启发与引导、提问与讨论等方法[4]；而对于新的理论和技术，课内着重启发、引导，课外指导学生浏览国内外相关网站，查阅相关文献资料，包括学术期刊、硕（博）士毕业论文、专著等，加深学生对新技术和方法的理解，一定程度上缓解课内学时紧张的问题；吸收、借鉴国外水文教育经验和优点，聘请水文专家开课或讲座，不定期地聘请相关生产单位技术人员直接参与学生的理论和实践教学环节，定期播放生产录像，将技术人员的工作经验结合理论知识传授给学生。通过教学方法方式的改革，加强水文与水资源工程专业人才社会适应能力的培养。
三、结语
水文水资源论文范文第3篇
关键词：课程体系 教学改革 水文与水资源工程 创新能力
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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水文水资源论文范文第4篇
关键词：双柏县 降水 径流 水资源量 特性分析
中图分类号：P33 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0111-06
双柏县位于云南省中部，地处滇中腹地，哀牢山脉以东，金沙江与红河水系分水岭南侧。受地形和季风气候的影响，全县区域内水资源时空分布极不平衡，河水、箐水流量不稳定，汛枯差异明显，夏秋水位暴涨，冬春水位下降，少数河流干涸断流。随着县境内人口不断增长，国民经济和社会事业快速发展，人民生活水平不断提高，水资源供需矛盾日益加剧，工业与生活、城市与农村争水矛盾突出，水资源紧缺制约了工业和城镇发展。如何提高境内水资源安全保障，以有限的水资源支持双柏县经济社会可持续发展，改善环境，维持生态平衡，成为双柏县的当务之急。为了更有效、合理地开发利用和保护水资源，加强水资源管理，提高水资源利用率，保障水资源开发利用和经济社会的协调发展，有必要开展双柏县水资源综合利用规划工作。而水资源调查评价是水资源综合利用规划工作的基础，掌握其降雨径流特性，可为后续的水文分析计算工作奠定基础，提供依据。文章即以双柏县水资源调查评价为依托，根据实测资料开展降雨径流特性分析工作。
1 双柏县自然地理及水文气象概况
双柏县位于云南省中部，楚雄彝族自治州境内南部，东经101°03′～102°02′，北纬24°13′～24°55′之间，东与易门、峨山隔绿汁江相望，南邻新平，西与镇沅、景东和哀牢山脉为界，北连楚雄，东北与禄丰接壤。县城妥甸镇居县境偏北，北距州府楚雄市鹿城镇58 km，距省府昆明193 km。全县总面积4 045 km2，现辖妥甸、大庄、法、鄂嘉、大麦地5镇以及独田、爱尼山、安龙堡3乡，共82个行政村，2个居委会。
双柏县境河流水系均属红河流域上游段的礼社江区域。境内的河流都流归绿汁江、礼社江后在三江口处汇合出境，流入红河。境内主要河流有礼社江、马龙河、绿汁江和沙甸河。其中，礼社江为红河上游段，马龙河、绿汁江均为礼社江左岸一级支流，沙甸河为绿汁江右岸一级支流、礼社江二级支流。
双柏县位于哀牢山以东，金沙江与红河流域分水岭南侧，具有“山川相间、峡谷纵横、高差悬殊、北水南流”的区域地貌特点。最高点为西部的大梁山，海拔2 946 m最低点为三江口，海拔556 m。地处低纬度地带，属亚热带高原季风气候，处于南亚热带过渡区北缘，气候温和，冬无严寒，夏无酷暑。光照资源丰富，雨热同季，干湿季分明。立体气候明显，气候资源类型多样，素有“一山分四季，十里不同天”之说。
双柏县多年平均气温15.1 ℃，最冷月平均气温8.6 ℃，最热月平均气温19.4 ℃，历年极端最高气温31.0 ℃，历年极端最低气温-4.4 ℃。降水量偏少，无霜期长，多年平均无霜期274 d。多年平均日照2 359.4 h，多年平均蒸发量为1 950.6 mm（20 cm口径），多年平均风速3.1 m/s，最多风向为SW风，多年平均雷暴日数57.1 d。主要气象灾害有干旱、大风、洪涝、冰雹、雷暴等。
2 基本资料
双柏县河流均属于红河流域，北部与金沙江一级支流龙川江相邻。
红河流域内水文雨量站点较多，大多建于20世纪六、七十年代，这些站点均隶属于云南省水文水资源局。其中，双柏县境内的鱼庄河支流上设有鱼庄河水文站、马龙河支流上设有小龙潭水文站、绿汁江支流上设有董户村和鸦勒2个水文站。境内还设有14个雨量站。收集有这些站点自建站以来至2012年的流量、降水资料。另外，还收集有双柏县周边礼社江干支流、龙川江干支流上8个水文站、23个雨量站自建站至2006年的流量、降水资料以及双柏气象站自建站至2012年，双柏县周边的巍山、南涧、禄丰、弥渡4个气象站自建站至2006年的降水资料。站点分布示意见图1。
上述各水文、雨量、气象站是此次水文分析的主要参证站。云南省水利水电勘测设计研究院及昆明院等勘测设计单位曾在礼社江、绿汁江、龙川江流域水利、水电规划设计工作中先后对各站基础资料从测验、整编及面上做过复核，认为各站观测资料成果精度较高，能够满足分析要求。
3 水资源分区
根据《全国水资源综合规划》以及《云南省水资源综合规划》的分区成果，双柏县处于西南诸河一级水资源区、红河二级水资源区、元江三级水资源区，境内分属红河上段和绿汁江两个四级水资源区。根据双柏县境内河流水系分布情况，此次在云南省水资源分区成果的基础上，将双柏县划分为5个水资源五级区，分别为礼社江干流Ⅰ区、礼社江干流Ⅱ区、马龙河区、沙甸河区、绿汁江干流区。水资源分区情况见图2。以下降雨径流计算主要以各水资源分区、行政分区为计算单元。
4 降水
4.1 测站降水
此次对双柏县境内的小龙潭、鸦勒2个水文站，双柏岔河、王家村、鄂嘉、马龙厂、草坝子、六纳、黑甫冲、大庄、狮子口、下珠蚱、克田共11个雨量站以及双柏气象站插补延长后的年降水系列进行频率计算，线型为P-Ⅲ型曲线，Cs/Cv统一取为2倍，通过经验适线，得到不同雨量站的Cv值，与《云南省楚雄彝族自治州水文手册》的附图《楚雄彝族自治州年降水量Cv图》（资料采用至1992年）的Cv值相差不大，推荐采用此次计算结果，如表1所示。
4.2 区域降水与高程的关系
双柏县境内河流均属红河流域，并有多条干支流属于跨县境河流，因降雨径流特性从上游往下游具有连续性，因此分析降雨径流特性也应整体考虑；此外，邻近有金沙江支流龙川江，因县境内水文站点较少，将龙川江干流上的楚雄水文站、支流紫甸河上的凤屯水文站都纳入了分析范围。因此，为支撑此次降雨径流分析计算，除分析双柏县境内各片区的降水高程关系之外，还分析了县境外邻近河流干支流的降水高程关系。
各降水高程分析区域的划分，对于双柏县境内，考虑到鱼庄河、沙甸河雨量站点相对较多，具备独立分析的条件，因此单独分析这两个流域的降水高程关系，其中鱼庄河的降水高程关系可代表礼社江右岸的不管河-旧丈河-鱼庄河-小江河一带，沙甸河的降水高程关系可代表双柏县东北片区整个沙甸河流域及其邻近的洒利黑河等流域；其他区域由于站点不全集中在某个流域，因此分别划分为双柏西南、双柏东南以及马龙河中上游，其中双柏西南代表的是礼社江左岸支流茅铺子河、石板河、马龙河下游（小沙河汇口以下）、绿汁江右岸支流克田河、仓房河、清水河等流域，双柏东南代表的是绿汁江右岸支流红栗河、他此河、者都河、底土河、河口河、邦三河等流域，马龙河中上游则代表的是小沙河汇口以上的马龙河流域，该区域属跨境区域，在双柏境内可代表西北片区小沙河附近的流域。对于跨双柏县境及境外的河流，如礼社江上段扎江、绿汁江干流（从源头至汇口）、龙川江上游、龙川江支流紫甸河，雨量站点均较多，因此分别单独分析各自流域的降水高程关系。
各区域降水高程关系分析成果如图3、表2所示。由分析成果可知，各区域的降水～高程相关关系较好，相关系数除沙甸河流域外，都能达到0.90以上，而沙甸河流域的相关系数也接近0.90，表明各区域的降水与高程之间的关系是具有一定的规律性的。
4.3 区域降水统计规律
4.3.1 多年平均面雨量
根据此次分析得到的各区域降水～高程关系分析成果，按各分区所在区域，按其流域平均高程查算得到面雨量。若水资源分区包含若干个降水高程关系区域，则按照面积加权的方法统计得到。
4.3.2 统计参数Cv、Cs/Cv值
降水量Cs/Cv值统一采用为2倍。
降水量Cv值采用两种方法进行计算，方法一是根据《云南省楚雄彝族自治州水文手册》的附图《楚雄彝族自治州年降水量Cv图》（资料采用至1992年），采用面积加权的方式计算得到；方法二是考虑各个雨量站的Cv值综合取值，二者差别不大，推荐采用方法二成果。各分区降水统计参数成果如表3所示。
5 径流
5.1 测站径流
水文站径流资料年限统一采用1960―2012年。涉及红河上游礼社江干流的大东勇、支流鱼庄河上的鱼庄河水文站、马龙河上的小龙潭水文站、绿汁江上的鸦勒水文站，以及邻近金沙江一级支流龙川江上的楚雄水文站、龙川江一级支流紫甸河上的凤屯水文站。根据各水文站1960―2012年的径流系列按P-Ⅲ型曲线进行频率分析，成果如表4所示。
5.2 各分区径流统计规律
5.2.1 多年平均径流
双柏县水资源主要由降水产生，径流与降水关系密切。多年平均径流计算，考虑研究该区域径流与降水、面积等因素的关系，建立地区综合公式，进而推算各分区的径流（即地表水资源量）。
表5为各水文站降雨径流分析成果，是地区综合分析的基础。其中流域平均高程根据GIS软件量算而得，根据流域平均高程和前述分析的降水～高程关系，可推求出面雨量。多年平均流量由前述的1960―2012年径流系列得到。
影响流域径流量的因素很多，但最直接和明显的因素为集水面积和降水量。根据以上分析成果，认为径流深不仅与降水量有关，还与集水面积有关，按各站径流深、降水量及集水面积成果进行二元幂函数回归分析，经分析相关关系较好，复相关系数为0.989，分析得到的径流与面积、降水的关系成果如式（1）所示。
R=3.269 35×10-8×F -0.136×P 3.433 5 （1）
其中：R为多年平均径流深（mm）；
P为多年平均降水量（mm）；
F为集水面积（km2）。
各行政分区及各水资源分区的多年平均流量及水量，原则上根据上述二元回归地区综合公式推求得到，并对不合理之处进行微调。
5.2.2 统计参数Cv、Cs/Cv值
径流Cs/Cv值统一采用2倍。
径流变差系数Cv值的确定，同样采用地区综合法进行分析。
根据表5中各水文站的径流统计参数分析成果，分别按降水与Cv、径流与Cv、集水面积与Cv进行一元回归相关分析，成果表明，双柏县境内及周边的径流Cv值与集水面积相关关系较差，不予考虑。降水量、径流深与Cv值的相关关系较好，其中降水量与Cv值的关系更好，从点据分布的情况可以看出降水量与Cv值之间有较明显的变化规律，推荐采用。
各分区的径流统计参数如表6、表7所示。
6 降雨径流特性分析结论
根据双柏气象站1959―2012年降水资料统计，5～10月降水量为805.4 mm，占年降水的85.4%，其中6～8月降水最为集中，这3个月降水为515.1 mm，占年降水的54.6%；11月至次年4月降水量为137.5 mm，仅为年降水的14.6%。双柏县降水年内分布特征基本可以此为代表。
双柏县地处哀牢山脉东麓，对于云南省夏季，多为西南暖湿气流控制，相对西南暖湿气流而言，双柏位于背风坡，因此双柏降水比相邻但位于哀牢山以西的景东、镇沅要小很多。需要注意的是，双柏县虽位于西南气流的背风坡，但境内地理环境复杂，导致境内降水的空间分布复杂。从降水的空间分布上看，双柏县降水量随海拔变化特征明显，海拔越高，降水量越大，降水量在区域面上的分布特性大致趋势是由西向东递减，降水高值区多出现在水汽来源大的迎风坡和高山区。全县境内多年平均面雨量927.9 mm，降水量的年际变化不大，Cv值在0.20～0.23之间。从各行政分区降水量分布来看，鄂嘉镇年降水量最多，约为1 313 mm，大庄镇降水量最少，约为828 mm，其余地区降水量在829 ～909 mm之间。
双柏县水资源主要由降雨产生，全县境内多年平均地表水资源量94 167万m3，全县多年平均径流深233 mm。按2010年全县人口与耕地指标统计，人均水资源量5 884 m3，高于全国平均水平。
从径流的年际变化来看，径流量的年际变化存在较明显的地区差异，其中位于礼社江右岸的不管河-旧丈河-鱼庄河-小江河一带（鄂嘉镇）径流年际变化较小，Cv值在0.17～0.27之间，平均为0.23；其余地区均位于礼社江左岸，径流年际变化较大，Cv值在0.57～0.67之间，平均为0.62；丰、平、枯水年周期替变化。从径流的年内分配来看，由于境内河流基本都是雨水补给水源类型，径流年内分配与降雨年内分配情况基本一致，主要集中在雨季，尤以6～10月的径流量最大，其中不管河-旧丈河-鱼庄河-小江河一带径流年内分配相对均匀，6～10月约占全年总径流量的59.8%；其余地区6～10月约占全年总径流量的75.5%～79.4%。
从径流的空间分布上看，全县径流深分布不均，基本与该县降雨量的空间分布保持一致，总体呈现出随海拔高程变化趋势明显，海拔越高，径流深值越大的趋势。县境内的5个水资源分区中，礼社江干流Ⅰ区、礼社江干流Ⅱ区、马龙河区、沙甸河区、绿汁江干流区多年平均径流深分别为563 mm、189 mm、162 mm、162 mm、147 mm。礼社江左右岸径流深差异较大，右岸不管河-旧丈河-鱼庄河-小江河一带（鄂嘉镇）高程较高（1 700～2 100 m之间），雨量丰沛（1 300～1 500 mm之间），径流系数较大（0.60～0.65之间），径流深较大，在800～900 mm之间，全县降雨、径流深最高值出现在这一带的小江河支流纳嫩河，其流域平均高程最高，为2 041.5 m，相应的面雨量、径流深也最高，分别为1 428.8 mm、884.0 mm；双柏县其他地区均位于礼社江左岸，高程（1 300～2 000 m之间）、降水量（700～1000 mm之间）、径流系数（0.15～0.35之间）、径流深（100～300 mm之间）总体小于右岸，全县径流深最低值出现在绿汁江流域，该流域在双柏县境内流域平均高程为1 575.8 m，面雨量为858.5 mm，径流深为133 mm。
7 结语
文章依托双柏县水资源综合利用规划项目，根据收集到的双柏境内外的水文气象资料，对双柏县进行水资源调查评价，分析总结双柏县降雨径流时空分布特性。按照其降雨径流特性，可为后续的水文分析计算奠定基础、提供依据，从而得到合理的水资源配置方案，使全县水资源供需基本平衡，水资源可以得到有效保护及合理的开发利用，对改善全县生活生产条件、促进当地经济社会发展有积极作用。
参考文献
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水文水资源论文范文第5篇
因水而来入清华
洞庭湖西缘的澧县因澧水蜿蜒穿越县城而得名，那里正是雷志栋的家乡。
1954年，长江出现了历史上罕见的洪峰，还在上高中的雷志栋也加入了抗洪的队伍。站在城墙上，眼前那一片中犹如孤岛的县城，让雷志栋至今难忘。而这一次的经历也将雷志栋的一生与水联系了起来。1955年。雷志栋从“水乡”走入清华大学水利系，开始了他50多年与水结缘的学术道路。
1958年9月，国家开始兴建密云水库，雷志栋作为毕业班学生也加入到这项水利工程的建设中，下工地、做测量、画图纸……在现存的工程设计图中就有一张出自雷志栋之手。
本科毕业时，已获得留校读研资格的雷志栋因为学习成绩优异参加了国家南水北调综合考察队滇西北分队的考察工作。在今天看来，雷志栋这一次的行程是难得的旅行路线：从成都入云南，过大理、宿丽江，再至香格里拉。但一心关注水利考察的雷志栋无暇顾及周围的风景。在一张考察途中拍摄的照片上，浅色上衣、深色裤子的雷志栋意气风发。背后的景色却很难让人产生对香格里拉的联想。
读研期间，雷志栋师从施嘉炀教授。名师的指点、自身的刻苦勤奋，让雷志栋的学术造诣突飞猛进。据曾负责水利系教务工作的老师回忆，雷志栋研究生毕业20多年后，仍有人来借阅他的毕业论文。
创新水运行模式
作为雷志栋的博士生，尚松洁认为恩师治学中的最大特点是前瞻性。的确，“前瞻性”贯穿了雷志栋1979年以来近30年的治水生涯。
1979年，雷志栋和水文水资源所的老师们开始将目光投向土壤水及相关问题的研究。在此之前，水利系在这方面是个空白；但社会经济的发展对农田水利不断提出新的要求，水资源紧缺、节水、环境和生态等问题不断涌现，“土壤水”是极其重要的基础性研究方向。
上世纪80年代，国外提出的“非充分灌溉”概念得到了国内的认同和重视。雷志栋和项目组教师承接了国家重大基金项目和重点基金项目，对“非充分灌溉”问题进行了较为系统地研究，初步形成了非充分灌溉的理论和技术框架。
当时。我国水利界普遍认同的水循环研究和水资源评价的基本问题是“三水转化”，即“降水”、“地表水”和“地下水”之间相互转化，忽视了土壤水在水分运动过程中的参与作用。上世纪80年代中后期，雷志栋和同志们提出了“大气水”、“地表水”、“土壤水”、“地下水”之间的“四水转化”概念。应用这一概念，他们结合华北地区的观测试验，研究了地下水评价的主要参数，首次论证了地下水深埋下入渗补给的存在及其补给系数，提出了新的潜水蒸发公式，从理论和试验上对给水度概念做出了正确的解释，对地下水资源的评价与研究具有重要意义。
在外行看来。加入“土壤水”似乎只是在“三水转化”中增加了一环，但这一环完全改变了传统的水运行研究模式。这一模式是雷志栋和项目组教师们在最基础的工程实践中一点一滴摸索出来的。为了能够研究土壤水的运行规律。大家专门运来土在新水利馆亲自动手、夜以继日地开展试验。
“雷志栋老师之所以能够获得今天的成功，是与他从基础工作做起、执著追求分不开的。”与他共事多年的老师们这样评价。
这种脚踏实地、追求卓越的精神还表现在治学的每个细节上。1988年，雷志栋作为第一作者的《土壤水动力学》出版。这本凝结了大家近10年心血的著作是我国第一部土壤水动力学方向的专著。尽管写书的准备过程中，对相关知识的积累已经相当完备。但雷志栋一直追求精益求精、几易其稿。该书出版后不但获得了水利部“优秀科技图书一等奖”的荣誉称号，而且为该领域在较短时间内达到国外同类研究的先进水平发挥了重要作用，1989年到2006年间仅在《中国期刊全文数据库》中被引用次数就达636次。
“认识一个复杂的问题、解决一个重大的工程技术问题，需要长期的、基础性的工作积累。”雷志栋说，“不能急功近利，急于求成。”十年成一书。雷志栋认为很值。
结缘塔里木，科研无止境
在进行理论研究的同时。雷志栋坚持在水利一线工作。从上世纪80年代中期开始，他一直在我国北方干旱、半干旱区进行实践。全国6个灌溉面积超过500万亩的特大型灌区中，有4个都留下了雷志栋工作的身影，现场监测试验、做灌区节水改造规划、进行用水管理和灌溉信息化建设……为当地水资源的改善倾尽心力。其中，在新疆塔里木河流域工作的时间最长，至今已有17年。
雷志栋与新疆“结缘”于一次实地考察。那次考察回来，雷志栋不无感慨地说：“边疆有人才，但边疆缺技术。”那时，“西部大开发”战略还没有提出，生态保护的理念也不似今天这样深入人心。在选择进行新疆地区水文水资源研究这个方向时，雷志栋再一次显现出自己在科研工作中的前瞻性。
新疆的工作从叶尔羌河平原绿洲开始。叶尔羌河位于塔里木盆地西部、属喀什地区，流域面积8.57万平方千米，绿洲面积约1.5万平方千米。虽然灌溉面积只占绿洲面积的三分之一。但却是我国西北最大的绿洲、全国第四特大型灌区、塔里木河四源流之一。那是一片年平均降水量不到北京常年平均降水量(585毫米)十分之一的沙漠绿洲，灌溉用水大多来自冰川融水和高山积雪。如何合理利用这些水资源，让这些“冰山上的来客”更好地服务于人民生产生活，成为亟待解决的问题。另外，水中含有的盐分会导致土壤的盐碱化，而盐碱化是影响绿洲灌区农业生产的重要原因之一。
“在新疆常常听到这样的问题，我们的水哪里去了?水中的盐哪里去了?这些问题激发了我对解决干旱地区水文水资源问题的决心。”雷志栋说，“而且，当地有很多志同道合的水利工作者。他们很辛苦，也乐于为水利奉献，他们需要我们的帮助。”
从1992年开始，雷志栋带着项目小组走进了新疆，每年至少要去2到4次，每年累计要呆两个月以上。刚开始的时候，交通不发达，从北京到乌鲁木齐要坐72小时的火车，再经过两天才能到达工作地点。每次去具体观测点，一出门就是一二百公里，曾经跑坏了两辆车。在观测点，雷志栋手把手地教当地工作人员如何监测。七、八月的新疆，白天天气酷热，想在树下躲躲，“就有几百只蚊子扑上来”。一年都盼不来的雨水却在野外测量的时候不期而至。
雷志栋和项目小组面临的困难还不止工作条件的艰苦。1993年，新疆发生“2号病”，在疫情没有彻底结束前，项目小组就进入了工作区；上世纪90年代，项目组还在新疆遇到了一些社会不安定情况，相距最近的一次离他们不到10公里；当地医疗条件差，一位教师药物中毒、危在旦夕……这些情况雷志栋都曾遇到过。作为项目组负责人，每次遇到这样的事情，除了为大家奔忙。他心里还比别人多了一份压力。
但这些都没有动摇项目组继续工作的决心。
到1998年，项目组不仅建立了绿洲灌区的水盐监测系统，而且研究了当地水资源消耗的过程和机理、绿洲灌区盐分的三个去向，建立了干旱区绿洲灌区“四水转化”模型。更为重要的是，在《叶尔羌河灌区续建配套与节水改造规划》的编制过程中，原本提出要扩大灌溉面积。项目组应用“四水转化”研究成果对扩大灌溉面积对生态的影响进行了分析，提出了减少开荒140万亩的建议，既节省了约2.8亿元的垦荒投入，又有力维护了自然生态现状。
在叶尔羌河地区研究工作接近尾声时，雷志栋又开始对塔里木河干流整治及生态环境保护进行研究，将视野从绿洲内部扩大到更宏观的干流大系统和生态研究上。
塔里木河作为我国第一、世界第二的内陆河，随着源流社会经济发展、用水量增加，干流来水不断减少。大片胡杨死亡。下游绿色走廊濒临消失，具有战略意义的“218”国道受到严重威胁。在国家“九五”科技攻关项目的支持下，雷志栋率领项目组对塔里木河干流的整治及生态环境保护进行了研究。提出了源流与干流水量演变的分析方法，分析了1955年到1995年源流和干流年水量的趋势变化，提出了干流河道水均衡、水资源转化消耗模型和干流水资源配置方案。是国务院批准投资107亿元的“塔里木河近期综合治理”工程的一项前期性工作。
2002年，《叶尔羌河平原绿洲四水转化关系研究》和《塔里木河干流整治及生态环境保护研究》同时获得2002年国家科技进步二等奖。作为《叶尔羌河平原绿洲四水转化关系研究》的项目负责人和《塔里木河干流整治及生态环境保护研究》的第二负责人，雷志栋的工作功不可没。
《叶尔羌河平原绿洲四水转化关系研究》项目结题后，雷志栋并没有结束对叶尔羌河地区水资源的分析，而是将分析从对基本问题的探究推进到如何配置水资源、保护生态环境上。这一工作获得了2007年“大禹”科技进步二等奖，成果在西北内陆干旱区类似绿洲地区可以直接推广应用。
为了能够有更多时间搞好科研，雷志栋的每个暑假几乎都在新疆度过，每个双休日都会到办公室工作，春节期间也少有休息。而今，这已经成为雷志栋的习惯。每天早饭过后，他就会来到办公室，“为我们这个专业做点事情，协助年轻人做点事情”。
采访手记：
水文水资源论文范文第6篇
关键词：煤矿开采；地下水资源；影响评价；治理措施
中图分类号：TD823；X820.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0005-02
长久以来，煤炭生产过程中对水资源环境的重视程度不够，随着煤炭的大量开采，对水资源的破坏也越来越严重，包括水资源的急剧减少和严重污染。孟凡生等[1]提出在煤矿开采环境影响中，地下水的破坏最为隐蔽、也最为严重；常建忠[2]以山西省为例，开展了矿区煤炭开采对水资源的影响分析；邵改群[3]则对地下水资源受影响程度进行了分区；曲红娟[4]针对晋中市煤矿开采情况，对水环境影响进行了评价并提出相应治理措施。煤矿开采对水资源的破坏，不但影响着人畜用水，也影响着生态环境和经济的可持续发展。本文则是以吕梁市为例，通过评价煤矿开采对水资源环境的影响，提出积极有效的治理措施。本文的研究成果对于实现煤炭资源的科学、绿色开采有很好的借鉴意义。
1 煤炭资源现状及开发现状
吕梁市煤炭资源主要分布在河东煤田北、中部的兴县、临县、柳林县、方山县、离石区、中阳县、石楼县，其次分布在西山煤田南西缘的文水县、交城县，以及宁武煤田南端岚县和霍西煤田北西缘孝义市。全市境内含煤面积合计10826.7km2，占全市面积的51.32%。含煤地层为石炭二叠系太原组和山西组。地层总厚度98～172m，一般厚度约140m。含煤10～17层。煤层总厚度13-15m，含煤系数9.3-10.7%。全市预测储量1538亿t，探明储量421亿t。
2000年以来随着山西省加大煤炭行业的整顿，经历关井压产、煤炭资源整合、煤矿兼并重组整合等三轮整顿，吕梁市截至2010年底共有煤矿128个，其中省属国有重点煤矿15个，设计生产能力4084万t/a，改扩建能力7754万t/a；原市属参与兼并重组煤矿113个（市管96个，国有兼并17个），生产能力11010万t/a。总体上看，吕梁市煤炭Y源开发总体处于开发初期，孝义市西部、汾阳市、交口县煤矿已进入煤矿开发的中后期；兴县、石楼、临县北部、交城、文水中西部尚处于煤矿开发的前期准备阶段。今后一段时期正是吕梁市煤矿整合改扩建投产的高峰期，也是产能的快速增长期。
2 采煤对水资源的影响评价
2.1 煤矿开采对地表水的影响
由于吕梁市地处高原，煤矿绝大部分位于山区，地形复杂，河谷切割很深，水文网发育，因此地表水有限，沟谷径流很少，大部分为季节性河流，且煤矿开采至河床附近时，留有保安煤柱，大部河床底部与下伏煤层之间有隔水层存在，当煤矿开采沉陷未波及到地面时，地表水与矿坑水之间没有直接水力联系，彼此不发生影响。当采空区面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也随之扩大，在局部地段，三带与地表水发生水力联系，地表水渗入地下或矿坑，因而使地表径流减少，水库存储量下降。在孝义兑镇河、下堡河中游，离石区北川河西属巴和东川河七里滩等地均有此现象，如图1所示。
其次是煤矿排污对地表水的污染。在煤矿开采与利用过程中形成大量废污水，按照目前我国煤矿生产特征，煤矿企业废水来源主要有下列几个方面：煤矿矿井水、选煤厂废水、矿区生活污水等。矿井水和废水的种类多，污染物含量大，成分复杂，危害大，随意排放导致的地表水污染是个突出的水环境问题。在这些废污水中相当一部分是含煤粉和岩粉污染物的矿井水，这些矿井水污染程度轻，处理容易，成本低，经混凝沉淀、过滤消毒处理后可用于煤矿生产用水。但是，长期以来，由于资金和认识等方面的原因，矿井水回用水平较低，这不仅造成对水资源的浪费，而且这些含污染物的矿井水外排造成环境污染。
综上所述，煤矿的大规模开采，造成大量的采空塌陷，地表开裂，原有砂页岩地层含水、隔水系统被破坏。这一方面导致裂隙水被大量疏干排出，地下水位下降，在开采高峰期由于矿坑排水使地表水径流量增大；另一方面采空塌陷及新增地下贮水空间（采空区）使得地下水含水系统的补径排特征发生改变，天然基流减少转化为矿坑水，改变了地下水系统对径流的调蓄作用，流域内地面径流的动态规律不再只受大气降水和地下水调蓄作用控制，它还要受矿坑排水动态及疏干含水层静储量的影响。这也使得水资源的时空分布更加不均衡。此外，大量的矿坑排水不仅严重污染了流域内地表水，还可能通过渗漏污染地下水系统。
2.2 煤矿开采对松散层孔隙地下水的影响
煤矿区松散岩类孔隙水包括新生界的第三系上新统及第四系地层，较大沟谷中发育冲洪积含水层，富水性较好；黄土丘陵区多以泉水出露，富水性不均一，水量小，但含水层分布范围广、埋藏浅是当地居民的主要供水水源，同时也是对煤矿开采影响较敏感。
吕梁市煤矿分布区大多属黄土丘陵区，当地村民大多因地制宜，采用浅井开采沟谷中孔隙潜水或结合较大泉点建设集中取水点。
（1）在煤层浅埋地带，煤矿开采形成的顶板以上“上三带”可能导通浅层孔隙含水层，使得孔隙水渗入井下，导致原孔隙水源干涸，如图2所示。
（2）在煤层埋藏较深的地带，“上三带”虽然不会沟通浅层孔隙水，但采煤沉降变形及表层张裂缝往往导致浅层孔隙水的含隔水结构发生破坏，浅层孔隙水短时或永久性漏失，使水井干涸；泉水出流位置发生转移，原有取水设施报废，发生这类情况在黄土区丘陵区最为典型。
（3）吕梁市范围内煤矿区地表河流大多为季节性河流，自净能力弱，未经处理排放的煤矿废污水沿沟谷排放将污染沟谷孔隙潜水，而这恰恰是区内村镇居民的主要供水水源。
由于浅层孔隙水源被煤矿开采破坏，大量村镇只得将供水水源转向深层岩溶水或从相邻村镇引水、拉水吃，供水成本大幅增加。在煤矿正常运转期，其供水费用尚可解决，若煤矿停产或闭坑后，则难以维持。
3 煤矿水污染综合治理措施
煤是工业的食粮，水是国民经济的命脉，两者都是人类生存发展的基本资源，也是吕梁最大最宝贵的财富，我们应当十分珍惜和爱护，为此建议：
3.1 依法办事，有章可循，有法可依
吕梁市是重要的能源化工基地，在开采煤炭的同时，应考虑其对水资源的破坏和污染问题，使采煤对生态环境的破坏得以控制和不再发展。坚决贯彻《矿产资源法》、《水法》、《环境保护法》等法规。根据《水法》第十六“凡因采矿而对当地单位或个人生活和生产造成损失的应由采矿单位负责采取补救措施和补偿损失”，凡因采煤而造成的土地破坏和人畜吃水问题，应由有关单位负责赔偿，其所造成的损失，并采取补救措施，解决影响范围内的人畜吃水问题。
对采煤深度在当地岩溶水位以下的矿井，规划设计单位应当全面研究，提出可行性研究，征求当地环保单位和水行政主管部门的意见，提出切实可行保护措施，在有妥善解决因疏干开采而造成的影响前提下，方可正式生产。
3.2 对于小煤矿，迅速统一规划，进行整顿
对于布局不合理，矿井过密，小矿包围大矿，导致生产不安全和煤水资源破坏严重的小矿，过去已发生过不少恶性事故，应当吸取教训，迅速实行关停并转。对有条件的小矿进行技术改造，努力提高资源回收率和综合利用程度，对其可能造成的煤水资源破坏，要有充分估计，并提出切实可行的补救措施，保证安全生产以适应国民经济建设和人类生存发展的需要。
3.3 以化解产能过剩为重要抓手，推动水资源及水环境保护
根据《吕梁市化解煤炭过剩产能总体方案》拟定的总体目标是：近期目标是l～3年内引导退出420万吨/年和减量重组退出产能90万吨/年；远期目标是3～5年内，置换退出产能1880万吨/年。在严格控制煤炭总产能的同时，从2016年起停止审批新建煤矿项目、新增产能的技术改造项目和产能核增目，严格控制煤矿建设规模，控制生产能力增长，确保煤炭总产能只减不增。通过5年内置换退出产能1880万吨/年，按每开采1吨煤破坏0.2-0.25m3地下水计算，可减少采煤排水3760～4700万m3，同时可大大减少因采煤对水环境的污染等一系列不利影响和危害，开创煤炭相关行业可持续发展和水资源水环境保护的共赢局面。
4 结语
建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的大计，是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。在谈到环境保护问题时他指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”这生动形象表达了我们党和政府大力推进生态文明建设的鲜明态度和坚定决心。因此，在煤矿开采过程中开展水资源保护工作关系到全吕梁人民的福祉，要常抓不懈，一抓到底。
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水文水资源论文范文第7篇
关键词：中长期径流预报；径流预报；径流分类预报；径流过程预报；大旱大涝预测
中图分类号：TV121文献标志码：A文章编号：16721683（2015）05081706
Classification forecast method for mid to longterm runoff in river basin
LI Hongyan1，XUE Lijun1，WANG Hongrui2，WANG Xiaoxi1
（1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment，Ministry of Education，Jilin University，
Changchun 130021，China；2.College of Water Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）
Abstract：Based on the basic principle of hydrologic cycle，the basic concept and classification of mid to longterm runoff forecast are defined from the perspective of impact factors of water vapor sources of river basin runoff，the meteorological factors （midterm），climate factors （longterm），and astronomical factors （very longterm） are selected as the predictors，and the tenday，monthly，seasonally （flood） or annual runoff targeting to the outlet section of river basin （or typical section） and drought and flood trend are forecasted.Through the comparison of the difference in the physical movement mechanism of water vapor system under different time scales，the rationality of “shortterm climate prediction” as the theoretical basis for mid to longterm runoff forecast is demonstrated.The impact factors for the runoff sources in river basin and their performance are summarized as three laws：the periodic law of astronomical factors is the main rule，which reflects the basic state of hydrological and climatic process；the random law of atmospheric circulation has interference on the basic state of hydrology and climate，which leads to fluctuation；and the characteristic law of river basin reflects the comprehensive effects from various factors，which has particularity.Finally，the mid to longterm runoff forecast can be divided into two categories：runoff process forecast in normal year and drought and flood forecast in abnormal calamity year.The former takes the hydrological and climatic elements as predictors whereas the latter takes the astronomical factors as predictors.In terms of service objects，the former serves for the regular operation and scheduling of water projects whereas the latter provides disaster forecast for disaster prevention and reduction in flood control and drought resistance departments.In terms of publication of results，the former provides the quantitative forecast of runoff process whereas the latter provides the qualitative forecast of level 3 （or level 5） and similar years.In terms of forecast methods，the former adopts mathematical statistics method or physical cause correlation analysis whereas the latter adopts comprehensive forecasting identification method of periodicity，randomness，and watershed particularity.
Key words：mid to longterm runoff forecast；runoff forecast；runoff classification forecast；runoff process forecast；serious flood and drought forecast
中国位于气候环境变化最为激烈的季风区，在地理纬度、海陆位置和青藏高原等因素作用下形成的独特的东亚季风环流，导致区域（流域）降雨的时空分布不均匀，加之人口众多的社会因素，使得水资源短缺和旱涝灾害频发成为水文工作面对的严峻挑战。
河川径流是大气降水经过流域下垫面的分配与调蓄作用后汇入河槽的水量，是能够被人为直接调度的水资源，也是评价流域水资源状况的重要指标。一般而言，河川径流与降水量的时空分布规律大体一致[1]，但是由于受流域的地形地貌、地质条件、土壤类型、岩石性质、植被以及人类活动等多方面因素的影响，由降水转化为径流的过程比较复杂，导致河川径流的时空分布更为复杂，因此，流域的径流预报相对于降水预报更为复杂和困难。
中长期径流预报可以为解决天然来水与人为用水不协调的水资源调度和防洪抗旱的防灾减灾提供水文信息支持。流域中长期径流预报的研究对象属于多因素耦合作用的复杂开放巨系统，主要表现在以下几方面：（1）影响因素众多，有的难以进行专业化抽象与概括，乃至准确测量；（2）各影响因素之间，以及影响因素与径流之间的作用机理复杂，难以进行物理抽象，乃至数学表达；（3）环境变化导致系统状态的非平稳性[23]，如气候变化导致水文循环变化、人类活动导致的下垫面特征变化和跨流域调水直接改变径流的时空分布等，最终导致流域水文资料的非一致性。因此，流域中长期径流预报难以做出精确而可靠的定量预报。
本文从流域中长期径流分类预报基本概念、理论依据和预报方法等方面进行创新探索，拟在针对不同需求提供实用性预报方法。
1中长期径流分类预报的基本概念
1.1中长期径流预报
一般而言，水文预报[4]按预见期的长短分为：（1）预见期为数小时或数天的称为短期水文预报，如河道洪水预报、流域降雨径流预报；（2）预见期较长的称为中长期水文预报，如旬、月、季或年的径流预报等，其中中期与长期的划分尚无统一界定，通常将预见期在15 d以上至1 a以内的称为长期预报；（3）预见期超过1 a称为超长期预报，如对大江大河或较大范围未来旱涝趋势的预测，有时亦称为水情展望。这里的预见期[5]是指预报与预报要素出现的时间间距。黄忠恕[6]认为不同流域其暴雨特征与汇流时间差异性非常大，严格来讲，不存在以预见期长短来划分预报过程长与短的界限。有关人们对短期天气预报和长期天气预报（实质应该为气候预测）的认识历史，下文还有更为详实的阐述。习惯上把根据水文要素做出的预报称为短期预报，把包括气象（或气候）要素在内的水文预报称为中长期预报。由此看来，短期预报和中长期预报的本质差异在于预报因子的不同。因此，本文根据径流来源的水汽形成机理与影响因素，把以气象因素作为预报因子的称为中期径流预报，把以气候因素作为预报因子的称为长期径流预报，把以天文因素作为预报因子的称为超长期径流预报。预报项目为流域出口断面（或典型断面）的旬、月、季（汛期）或年径流，同时也包括对流域旱涝趋势的预测与估计。换言之，以落地雨为预报因子的称为短期水文预报，其他都称为中长期径流预报。
1.2中长期径流分类预报
根据预报因子的不同，中长期径流预报分为正常年份的径流过程预报和异常灾变年份的大旱大涝预测，前者的预报因子为气象或气候因素，后者的为天文因素。两者在形成机理、预报方法和结果上都大不相同。
在径流形成机理方面，流域的气候特征主要受太阳活动、大气环流和自然地理环境等因素的综合作用。太阳辐射为来自水文循环系统之外的天文因素，对气候的影响呈周期性；大气环流是气候形势的主导因子，具有季节性变化规律，与此同时，各种影响因素都是通过影响大气环流来实现各自作用，即大气环流为各种尺度天气系统活动提供基础条件，呈现随机性规律；流域性的自然地理特征对大气环流有一致性的作用规律，反映流域响应的特殊性和一贯性。因此，流域的水文气候就是周期性规律和随机性规律的耦合叠加，在长时间尺度上呈现规律性，在短时间尺度上呈现随机性。研究表明[7]，流域径流异常的大旱大涝灾变年份有周期性规律，如嫩江和第二松花江的大旱大涝均存在10 a概周期性，且具有前后1 a的误差。
在预报方法方面，在长序列的观测数据中，径流异常年份的大旱大涝数据无疑是少数的，而正常年份的径流数据占绝大多数。任何一种数理统计方法或数学模型，所模拟的都是众数规律，大旱大涝这样小概率样本不会获得较好的模拟和预报结果。因此，数理统计和物理成因相关分析法适用于径流过程定量预报，而关注于灾害成因及演变规律识别的灾变理论适合径流异常灾变年份的大旱大涝预测。
在服务目的方面，流域径流异常的大旱大涝预报与正常年份的径流过程预报截然不同，前者旨在为决策部门提供是否发生大旱或大涝的灾变信息，丰、平、枯的定性预报足已保证减灾方案制定的方向性；后者主要为水库兴利运行服务，如为发电、灌溉、供水等部门制定较为详细的调度分配方案。
在预报成果形式上，径流异常年份的大旱大涝采用丰平枯分级定性预报，并提供洪水相似年，以借鉴历史洪水过程及灾情状况；而正常年份的径流过程要进行定量预报，才能使结合预报成果编制水库运行优化调度方案具有可操作性。
2中长期径流预报的理论基础
中长期径流预报不仅仅局限于由流域落地雨到河槽径流的产汇流过程，更应探求径流来源的水汽形成原因、条件及其影响因素，而这些内容超出了水文学的研究范畴，已延伸拓展到气象学和气候学的研究领域。因此，中长期径流预报的实质是气象预报和气候预测问题，水文气象学和水文气候学是其学科基础。
2.1长期天气过程
天气预报按预见期的长短通常分为三种：短期天气预报（预见期为2～3 d）、中期天气预报（预见期为4～9 d）、长期天气预报（预见期为10～15 d以上），而预见期在1 a以上的预报称为超长期天气预报。一般而言，长期天气预报的准确率比短期天气预报低。
随着人们对长期天气过程及其物理因子研究的加深，已充分认识到长期天气过程和短期天气过程的重大差别：短期天气过程是一种绝热过程，可以凭借大气运动的初始状态做外延预报；长期天气过程是一种非绝热过程，它的变化取决于大气与下垫面的热量交换，而与大气的初始场关系并不重要。经过长期研究，人们逐步认识到长期天气过程存在三种类型和不同时间尺度变化，见表1。
表1长期天气过程的主要类型和时间尺度[6]
Tab.1Main types and time scale of longterm weather process
类型时间尺度可能的物理原因地气环流低频振荡2～6周超长波振动、大气能量（指数）循环天气气候季节变化3～6个月、
6～12个月大气活动中心、地气相互作用、太阳辐射季节变化年代际气候变化26个月大气环流准两年振动3.5 a海气相互作用（ENSO循环）5～6 a太阳活动双振动11 a太阳黑子周期22 a太阳活动海尔周期（磁周期）30～40 a海气相互作用、气候干湿周期80～90 a太阳活动世纪周期短期气候振动是气候变化中最短的变化过程，通常包括月、季、年气候变化和年代际气候变化。在过去相当长一段时期内，月、季和年气候变化被称为长期天气预报；而1 a以上的气候变化，即年代际气候变化则被称为超长期天气预报。显然，长期天气预报和超长期天气预报概念的界定完全依据预见期的长短，并由短期和中期天气预报延伸而来。从直观认识的角度来看，因其逻辑清楚，便理所当然地被人们接受。但是，随着研究的不断深入，伴随社会生产生活对延长预见期的需求，天气概念也发生了质的变化，即短中期（1～10 d）大气环流状况及其变化是天气学问题，而长期（月、季和年）和超长期（1 a以上）变化则是气候学问题，同时长期天气预报和超长期天气预报主要研究对象和解决的问题而言，如月、季和年的平均环流状况和冷暖（气温）、干湿（降水量）统计特征值等，也完全属于气候学范畴。从20世纪60年代以来，长期和超长期天气预报中普遍采用的预报因子逐渐集中在影响大气环流季节变化的物理因素上，如海气关系、地气关系、日地关系和地球物理因素等，这些物理因素是气候系统的重要组成部分，可称之为气候系统内部物理因素；而太阳活动、日蚀、月蚀和行星引潮力等称为气候系统的外部物理因素。
2.2短期气候预测
20世纪70年代，随着“气候系统”概念的提出，以及世界气象组织开展的全球气候研究计划、国家减灾10 a（1990年-1999年）活动和关于全球气候变暖学术讨论等诸多因素的敦促下，使用长达百年的“长期天气预报”的概念终于被“短期气候预测”所取代。
短期气候预测是根据大气科学原理，采用现代气候动力学、统计学等方法和电子计算机、数据库、通讯技术等手段，在研究气候变化成因的基础上，对月、季、年际时间尺度的气候趋势和气候灾害进行科学预测。
3中长期径流分类预报方法
3.1径流过程定量预报方法
径流过程预报可以归纳为基于气象（气候）条件或其它因素的物理成因分析法和分析水文要素自身变化规律的时间序列分析法两大类[78]。
（1）物理成因分析方法主要有以下几种。a.考虑的因素是在已经出现的天气形势下，影响本流域降水量的水汽条件与抬升作用，采用700 hPa或850 hPa形势图，在水汽输送通道上选择目标站的露点或比湿来反映降水量的水汽条件，并采用冷空气强度和地形条件来表征抬升变化，然后由统计方法得出预报结果。b.应用上一旬的平均环流、前期下垫面情况和前期水量等因素与预报对象建立回归方程，来预测下一旬的水量。c.在分析大气环流的超长波与长波活动的时空变化波谱特征及物理量谱特征的基础上，利用谐谱参数或其它环流因子与预报对象建立预报模型。d.根据大气环流前后期的演变规律，由前期环流预报后期的水文情势，概括出几种旱、涝年前期环流的模式，用判断相似的方法进行定性预测。e.以表征环流特征的各种环流指数与环流特征量和其它影响水文长期变化过程的因子，采用逐步回归或其它多元分析方法与预报对象建立定量联系，据此进行预报。物理成因分析法的难点在于如何将复杂的物理过程抽象为数学表达，半理论半经验的经验公式水平只能给出大尺度的定性预报。
（2）时间序列分析的实质是以水文过程要素的相关关系为预报依据，即相关系数越大，影响权重就越大，但客观上，相邻水文要素间并无因果关系（而与影响因素间存在因果关系）。20世纪60年代初，我国开始把平稳随机过程的理论应用于径流长期预测。考虑到水文序列一般不具有平稳性，而把水文序列分解成趋势项、周期项、随机项，分项预测后进行叠加，其中周期的识别一般用周期图、谱分析和方差分析来进行。20世纪70年代，自回归模型得到进一步的应用，ARMA（自回归移动平均）模型、ARIMA（自回归移动平均求和）模型、季节ARIMA模型，以及非线性门限自回归模型也已用于径流预报。随着数学理论的不断发展，新的数学分支不断涌现，并在水文预报领域得以应用，为中长期径流预报开辟了新的思路和方法，如模糊数学法[9]、人工神经网络方法[1013]、灰色系统理论[1415]、多层递阶预报方法[16]、混沌动力学[1720]及分形理论[21]、最优组合预测方法[22]、小波分析[2325]和支持向量机[2628]等方法。这些方法考虑水文因素和气象因素，同时采用非线性数学方法来模拟流域径流依这些影响因素的变化规律。
3.2大旱大涝定性预测方法
国外对旱涝灾害的研究大多是针对水文现象不确定性规律的模拟[29]，例如，Porporato 等[3033]采用混沌理论分析径流序列的动力特性，Sivakurn etc[34]讨论了径流时间序列的噪声问题以及处理方法，Shozo[35]采用小波变换和分形学方法预测时间序列等等，而针对流域水旱灾害的预测却不多见。由于地理环境、人口和社会发展状况的不同，国外侧重于旱涝灾害形成机理及表现规律的科学探索和防灾减灾的组织管理，而我国更加重视研究流域旱涝灾害的预测预报。
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水文水资源论文范文第8篇
1太浦河水质模拟与分析
1.1河流概化研究区域如图1所示。WASP模型的计算单元为一个个的单元体（Segment），根据支流位置和太浦河河道总体情况将太浦河干流划分成9个单元，标号为S1—S9，五条支流概化成五个单元体，分别为吴江七都支流，平望支流，汾湖镇支流，嘉善陶庄支流和丁栅支流，标号为T1—T5，如图2所示。
1.2模型参数输入
1.2.1模型系统信息模型网格概化干流划分为9个单元；使用EUTRO模块进行模拟；根据模拟需要确定模型开始时间和结束时间；所建模型没有输入非点源文件；采用EULER差分；选择一维网格运动波理论进行水动力学模拟；最大、最小时间步长调整系数取用模型默认值。
1.2.2单元体数据单元体控制数据含有4个选项，Segment选项主要用于输入模型计算初始时刻单元体数据，这些数据大部分来源于网格概化。初始浓度选项主要是各污染物指标的模拟计算初始浓度，在太浦河水质模拟中，根据目前所掌握的监测数据系列，论文主要考虑氨氮、总氮、有机氮、总磷、有机磷这几种常规污染物指标。
1.2.3流量通过现场调研，确定了太浦河水文水质定期监测点的位置。太浦河共设有5个断面，分别位于230省道，227省道，同黎线和上海青浦区练塘镇的225省道。水文水质监测从2013年1月开始，至2013年12月结束，水文参数在现场使用RiverSurveyor测定，所有水质数据在实验室采用国标方法测定。采用了太浦河2013年1月至12月的监测断面实测流量数据作为模型输入条件。
1.2.4边界条件采用太浦河2013年1月至12月的监测断面水质采样分析数据作为模型输入条件。主要分析氨氮、总氮、有机氮、无机氮、硝态氮、总磷、溶解氧、BOD5这几个常规污染物指标。
1.3模型参数的率定和验证利用太浦河2013年1—5月份实测流量、水温及主要水质指标等资料初步建立模型，选取S2、S3、S5、S8的氨氮、BOD5和总磷这三个水质指标进行参数率定。以BOD5的率定为例，如图4所示为S2、S3、S5和S8四个单元体的实测值和模拟值拟合曲线。WASP模型对太浦河水质参数率定的结果表明：模型S2、S3、S5和S8的BOD5相对误差最小值为0.2%，最大值为17.2%。相对误差均值为8.57%，模拟值与实测值的变化规律趋于一致，说明所选参数合理。以太浦河2013年7—12月实测水质数据以及边界资料对模型进行验证，各个指标实测值和模拟值的相对误差计算公式与参数率定相同。以BOD5为例，对S2、S3、S5和S8四个单元体的验证结果进行说明。模型四个单元体的BOD5相对误差最小值为0.06%，最大值为15.7%，相对误差均值为7.79%，模拟值与实测值拟合较好。
2太浦河水环境调控方案效果分析
2.1太浦河水环境风险通过对太浦河全年水质分析，结果表明，每年的春季末夏季初即4—6月份为水质最差期，氨氮和BOD5浓度都超过了Ⅲ类水质标准，因此在5月份开展调水改善太浦河及其下游水质具有实际意义。太浦河两岸水系发达，存在众多支流，通过降雨径流将大量泥沙、营养盐、农药及其他污染物带入太浦河中。一般降雨过后，水体会明显浑浊，同时由于污染物的进入水质指标也会上升。太浦河沿线存在众多化工企业，沿线分布了大量的排污口，部分直接排入太浦河，部分排到附近支流再排到太浦河。化工企业多为纺织、印染行业，污水中主要含氨氮和COD。一旦发生未经处理的污水泄漏事故，大量的氨氮或COD会排入太浦河，污染饮用水水源地。因此，本文设定了三种情景来描述太浦河可能存在的引起水质超标的情形，并提出了优化调控方案，如表1所示。
2.2调控方案效果分析
2.2.1枯水期累积性污染枯水期累积性污染发生后，调水为1000m3/s。见图4。图4为调水前和调水24小时后氨氮和BOD5的浓度分布图。其中S6单元单元体为苏沪跨界断面，作为评价调控效果的河段。该调水方案对S6单元水质改善效果明显。S6单元在调水前氨氮达到1.1mg/L，调水24小时后降低至0.7mg/L。与原水质相比，氨氮降低了约36%。S6单元在调水前BOD5达到4.5mg/L，调水24h后BOD5降低至3.2mg/L。与原水质相比BOD5降低了约29%。
2.2.2雨季面源污染雨季太浦河的总磷浓度超标，采取两个方案，分别为600m3/s调水30小时和1000m3/s调水24小时。调水前和调水24小时后总磷的浓度分布图见图5。按照方案一，进行调水大约24小时后，S6单元总磷浓度达到地表水Ⅲ类水标准，S6单元总磷浓度最低值出现在调水开始后40小时，即停止调水后10小时左右，最低浓度约为0.16mg/L，与调水前相比，总磷浓度降低了60%。实施方案一，调水开始后17小时,S6单元总磷浓度已经能够达到地表水Ⅲ类水标准，S6单元总磷浓度最低值出现在调水开始后34小时，即停止调水后10小时左右，最低浓度为0.12mg/L，与调水前相比，总磷浓度降低了70%。对比方案一与方案二实施后的效果，两种调水方案都能使太浦河雨季总磷浓度达标。方案二达到预期调控目标的时间更短，且最终总磷浓度更低，但需要的水量较高。实际操作中可根据水环境风险管理目标进行方案的选择。
2.2.3突发水污染事故调控8吨/小时泄漏三小时后，汾湖段氨氮严重超标。氮存在于多种化学形态，分为有机和无机两种。在天然水体中，氮的主要形态包括硝酸根离子、亚硝酸跟离子、溶解性氮气、溶解性氨气和铵离子以及有机氮。大量的氨氮泄露进入水体后，硝化反应导致一部分氨氮转化成了硝态氮，并且引起溶解氧损失。见图6，泄漏事故发生后，氨氮浓度增加，无机氮和总氮浓度随之上升。硝化作用是影响氨浓度的主要过程之一，因为河流水体流动性较强，且反应时间有限，硝态氮浓度增加幅度较小。因此，在分析调控方案效果的时候，认为氨氮浓度下降主要是由于调水和抽水的作用，转化成硝态氮的比例非常低。采取的方案有调水和抽水两种。调水流量从200m3/s逐步升至1000m3/s，调水48小时。抽水流量从2m3/s逐步升至10m3/s，抽水48小时。不同实施方案调水6小时后氨氮浓度分布图见图7。事故发生后，S3单元氨氮浓度最高，调水3小时后，S4单元氨氮浓度最高，调水6小时后，污染带往下游迁移，此时S5单元氨氮浓度最高。大流量调水将污染带迅速地冲到下游，6小时后，下游单元的氨氮浓度比中流量调水时高。抽水时河流保持原有流量，污染物扩散较慢，6小时后，下游单元氨氮浓度低于调水时浓度。事故后S6单元氨氮浓度超标（大于1mg/L），见图8，从各方案实施后对S6单元氨氮浓度的变化看，从事故段支流抽水时S6单元氨氮浓度峰值最低，但是氨氮浓度下降最慢，达标耗时最长。调水流量越大，氨氮浓度下降越快，S6单元在调水1000m3/s实施后达标耗时最短。此外几种方案中跨界断面达标耗时都相对较长（最短的大约为20h），因此根据实际环境中风险管理与敏感目标保护需要，可适当延长调水时间以缩短达标耗时。
3结语