水文科学的基本问题及当代前沿

回顾了新中国70年来水文科学的发展历程。阐述了水文科学的基本问题及其当代前沿：水圈及其与地球其他圈层的界面过程；水文循环及人类活动对水文循环的扰动；水文学研究的特点及其方法论；水文知识的应用等。提出了划分水文科学分支学科的科学基础，建议将水文科学划分为普通水文学、水文气象学、陆地水文学、生态水文学和应用水文学5个分支学科。     

水文科学的基本问题及当代前沿

回顾了新中国70年来水文科学的发展历程。阐述了水文科学的基本问题及其当代前沿:水圈及其与地球其他圈层的界面过程；水文循环及人类活动对水文循环的扰动；水文学研究的特点及其方法论；水文知识的应用等。提出了划分水文科学分支学科的科学基础，建议将水文科学划分为普通水文学、水文气象学、陆地水文学、生态水文学和应用水文学5个分支学科。     

水文科学往何处去?——水文科学发展方向讨论综述

水文科学近年来取得的新进展及今后水文科学往何处去,引起了各国水文学者的重视,并反映在一系列国际水文科学活动中。自60年代以来在国际水文科学活动中有两个明显的特征:一是加强了全球性的水文研究和开展广泛的国际协作;二是强调水文研究要和水资源研究密切结合。前者表现在联合国教科文组织进行的国际水文计     

冰雪水文学

冰雪水文学是水文科学的分支,是近期形成的一门边缘学科。研究对象是冰川作用区与其周围环境的水体,即高山与极地冰川及其周围受冰川补给的河流。本学科与冰川学、水文学、气象学、气候学、数学、测量等有密切的联系。近期随着电子计算机、遥感、同位素技术以及其它新技术在冰雪水文科学中的广泛应用,促使了本学科进一步发展。     

国际水文科学研究的新进展

在介绍第七届国际水文科学大会关注热点问题的基础上,总结了近4年来国际水文科学研究的新进展,主要包括：无资料流域水文预测,不确定性、非线性和尺度问题,生态水文学,水文模型及资料获取与参数识别,气候变化的水文响应,水资源可持续利用,城市水文水资源,同位素技术和遥感技术在水文学中应用;提出未来水文学研究的展望。     

新书介绍:生态水文过程观测方法

正生态水文学(Ecohydrology)是生态学和水文学的新兴交叉学科,研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,了解与水循环过程相关的生态环境变化原因与调控机理。生态水文学关注在不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,系统性研究气候—土壤—植被动态过程中的水文机制。目前水资源短缺已经成为全球性问题,对生态水文过程的认知是评估全球变化对水安全和生态系统功能影响的基础,这不仅是联合     

社会水文学研究进展

为了推动新兴学科——社会水文学的发展及其在流域水资源管理中的应用,有必要对有关社会水文学的研究工作进行阶段性总结,并对未来的研究方向进行展望。回顾了水文学的发展历程,理解社会水文学产生的背景,阐述社会水文学的概念及其内涵;辨析其与传统水文学、生态水文学和水文经济学等学科在研究内容、方法和理论等方面的异同点;介绍社会水文学的研究进展:本阶段着重于制度、政策和文化等社会因子在水文研究中的表达以及流域示范研究的开展,但大多数研究仍基于传统水文学背景、共进化背景或者水资源管理背景,社会水文学的理论和方法还不够成熟。未来应从以下方面加强社会水文学研究:① 深入开展社会水文学社会部分的定量研究、综合历史分析和水文重建方法、充分利用现有不同流域案例促进过程社会水文学、历史社会水文学和比较社会水文学研究;② 开展社会水文系统社会驱动力的研究,探寻社会水文学的动力机制;③ 引入非线性动力学理论刻画人-水耦合系统的复杂反馈机制,提高社会水文学的普适化数学表述;④ 积极推进“大数据”和知识挖掘技术在社会水文学研究中的应用。     

新书介绍:生态水文过程观测方法

生态水文学(Ecohydrology)是生态学和水文学的新兴交叉学科,研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,了解与水循环过程相关的生态环境变化原因与调控机理.生态水文学关注在不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,系统性研究气候—土壤—植被动态过程中的水文机制.目前水资源短缺已经成为全球性问题,对生态水文过程的认知是评估全球变化对水安全和生态系统功能影响的基础,这不仅是联合国可持续发展目标的重要议程之一,同样也是"未来地球"和地球关键带研究的热点问题.     

新书介绍：生态水文过程观测方法

正生态水文学(Ecohydrology)是生态学和水文学的新兴交叉学科,研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,了解与水循环过程相关的生态环境变化原因与调控机理。生态水文学关注在不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,系统性研究气候—土壤—植被动态过程中的水文机制。目前水资源短缺已经成为全球性问题,对生态水文过程的认知是评估全球变化对水安全和生态系统功能影响的基础,这不仅是联合国可持续发展目标的重要议程之一,同样也是"未来地球"和地球关键带研究的热点问题。     

新书介绍：生态水文过程观测方法

正生态水文学(Ecohydrology)是生态学和水文学的新兴交叉学科,研究陆地表层系统生态格局与生态过程变化的水文学机理,揭示陆生环境和水生环境植物与水的相互作用关系,了解与水循环过程相关的生态环境变化原因与调控机理。生态水文学关注在不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,系统性研究气候—土壤—植被动态过程中的水文机制。目前水资源短缺已经成为全球性问题,对生态水文过程的认知是评估全球变化对水安全和生态系统功能影响的基础,这不仅是联合国可持续发展目标的重要议程之一,同样也是"未来地球"和地球关键带研究的热点问题。     

生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学

水文过程和生态过程的时空耦合机制，是管理水资源和维持生态系统健康运行的关键机理，将成为未来研究的前沿领域，生态水文学是描述生态格局和生态过程的水文学机制的一门科学，文中简要介绍了生态水文学的内涵、基础理论、主要研究内容和研究现状，展望了生态水文学的发展趋势和应用前景，最后结合西部开发和生态环境建设的有关问题，探讨了加强我国生态水文学，特别是干旱区和高寒地区生态水文学研究的必要性和迫切性。     

Some scientific problems facing research on hydrological processes in an inland river basin

The challenge is put forward to scientific hydrology by the advancement of water sciences; that is, how should we carry out a multidisciplinary, integrated and cooperative research on hydrological processes in the basin, regional and global scales, in order to better understand the role water plays in the changes of the natural resources and environment of the earth, and to understand the hydrosphere and its interactions with the atmosphere, lithosphere and biosphere. How the changes and transformation of the components of the water cycle and water balance occur in an inland river basin has yet to be understood. We also need to understand what the interactions of water cycle, ecosystems and environment are, and what the responses and feedback of the changes to global change and to human activities are. The water cycle in an inland river basin characterizes the runoff generation region of the mountains upstream, the artificial oases region of water resources exploitation and utilization midstream and the natural desert oases region of runoff dissipating downstream. The mountain hydrological processes are discussed from water cycle, energy balance, water balance and ecological processes. The interactions of water and vegetation are discussed in relation to ecohydrology, and the hydrological processes in the ground water-soil-vegetation layer are discussed from the concept of the critical zone newly put forward abroad. The basic frame is put forward to carry out the field measurement, experiment and studies of hydrological processes in a typical inland river basin. __________ Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(9): 940–953 [译自: 地球科学进展]     

气候变化对陆地水循环影响研究的问题

简要地回顾了现存的由气候情景驱动水文模型研究气候变化对陆地水循环影响的方法。指出这种单向连接方法很难将气候变暖及人类活动引起的陆地水循环变化反馈给大气。这既影响对降雨的预测精度,又不能正确地描写陆地水循环的变化。近10年来气候学家对大气环流模型中陆面过程模型的改进以及水文气候学家对大尺度水文模型研究所取得的进展,展现了它们之间的互补性,以及未来用水文-气候耦合模型方法研究气候变化与人类活动对陆地水循环影响及水资源预测的可能性。     

陆地水循环过程的综合集成与模拟

在气候变化与人类活动的影响下,陆地水循环过程发生了明显改变,并导致了一系列资源环境问题。深入认识陆地水循环过程的变化机理,发展陆地水循环过程综合集成模拟技术,预估未来陆地水循环的变化趋势,是当前水循环研究面临的重要任务。主要关注人类活动影响下的大尺度(大河流域或大陆尺度)陆地表层系统水循环模拟,梳理了近年来陆地水循环过程综合集成与模拟相关的研究进展,指出当前大尺度陆地表层系统水循环模拟模型的主要问题是对自然过程与人类活动过程间相互作用描述不足,以及人类活动参数化方案的不完善。因此,完善人类活动参数化方案,构建陆地水循环过程的综合集成模型,是模拟研究的重要发展方向之一。同时,考虑多要素过程的综合集成模型有助于解释气候变化与人类用水活动影响水循环变化的关键机制,为探索变化环境下陆地水循环变化成因及其效应提供理论与实践基础,其结果将为区域水资源配置及应对全球变化的战略决策提供科学依据。     

Integrated Water Systems Model for Terrestrial Water Cycle Simulation

The terrestrial water cycle is influenced by a wide range of climatic variables and human disturbances. In the era of the Anthropocene, when humans drive the changes in atmospheric and hydrological processes in river basins, there is an urgent need to include human impacts in the study of the terrestrial water cycle. This paper focused on the large-scale hydrological modeling which takes account of human impacts, reviewed the research progress of the natural and human-induced changes in the terrestrial water cycle and the development of comprehensive terrestrial hydrological models in recent years, and proposed that an integrated water system model with human-related processes such as crop water demand model, engineering regulation and social water demand, be the key to large-scale water cycle simulations under changing environment. Based on the existing large-scale land surface hydrological model, there is a need to put forward the integration of the human-related processes. A comprehensive integrated water system model that considers multi-processes can help us to understand the key mechanisms of how climate change and human activity influence the regional water cycle. It also provides a theoretical and practical basis for investigating the causes and effects of changes in terrestrial water cycle under a changing environment, and thus offers scientific support for climate change adaptation in the water sector.     

水科学的内涵及其发展动力

水科学是以自然界的水为对象,研究其静态的分布和动态的变化过程,包括其物理学的、化学的和生物学的变化过程及其从宏观到微观的运动形式和变化规律等.因此,它是以地球上水圈为对象的科学,也包括水圈与气圈、水圈与岩石圈、水圈与生物圈的相互关系和相互作用,以及水在环境中与其他要素间的相互作用与影响、水与人类社会的关系等等.水科学在其自身发展中仍应遵循认识与实践的统一,自然科学属性和应用科学属性的相互配合、协调发展,以求把人与水和自然的关系处理得合理、有效.     

The IWAS-ToolBox: Software coupling for an integrated water resources management

Numerical modeling of interacting flow and transport processes between different hydrological compartments, such as the atmosphere/land surface/vegetation/soil/groundwater systems, is essential for understanding the comprehensive processes, especially if quantity and quality of water resources are in acute danger, like e.g. in semi-arid areas and regions with environmental contaminations. The computational models used for system and scenario analysis in the framework of an integrated water resources management are rapidly developing instruments. In particular, advances in computational mathematics have revolutionized the variety and the nature of the problems that can be addressed by environmental scientists and engineers. It is certainly true that for each hydro-compartment, there exists many excellent simulation codes, but traditionally their development has been isolated within the different disciplines. A new generation of coupled tools based on the profound scientific background is needed for integrated modeling of hydrosystems. The objective of the IWAS-ToolBox is to develop innovative methods to combine and extend existing modeling software to address coupled processes in the hydrosphere, especially for the analysis of hydrological systems in sensitive regions. This involves, e.g. the provision of models for the prediction of water availability, water quality and/or the ecological situation under changing natural and socio-economic boundary conditions such as climate change, land use or population growth in the future.     

陆面水文过程研究综述

在简单介绍陆面过程模式发展的基础上，从裸土蒸发、植被蒸散、土壤水传输、排水和径流等五个方面详细综述了陆面模式研究中对水文过程的参数化。目前陆面参数化方案中仍存在很大的不确定性，其中陆面水文过程参数化的关键问题包括：土壤分层、土层厚度、根带分布；参数的代表性和移植；观测资料；径流的参数化。分析了径流在陆面模式中的重要性，及目前陆面模式中对径流参数化存在的不足，介绍了部分陆面模式对径流的模拟研究，讨论了未来工作的研究重点。     

A framework for karst ecohydrology

Ecohydrology can be defined as the science of integrating hydrological and biological processes over varied spatial and temporal scales. There exists in karst a strong and direct interaction between the circulation and storage of groundwater and surface water. These fluxes in turn affect the spatial distribution of organisms in these habitats. Because of the fact that the appearance, storage and circulation of water in karstified areas is significantly different from other more homogenous and isotropic terrains, karst ecohydrology should develop original methods and approaches. At the same time, traditional approaches are also very useful. Large karst underground geomorphological patterns occur in many sizes and varieties, ranging from a few meters long or deep to very large, the deepest being deeper than 1 km and longer than hundreds of kilometres. In this article, special attention is paid to ecohydrological functions of karst underground features (caves, pits, conduits, etc.), which play a crucial dual role in (1) hydrology and hydrogeology of water circulation and storage and (2) ecology of many rare and endangered species. Differences in morphology, hydrology, hydrogeology and climate have resulted in a range of different environments, which provide the opportunity for the coexistence of different species. The role of the epikarst and vadose zones, as well as caves in ecohydrological processes, is discussed. The importance of the flood factor in karst ecology is analysed. The aim of this article is to move forward the discussion among different disciplines to promote and develop a conceptual framework for karst ecohydrology.     

流域湿地水文调蓄功能研究综述

湿地是流域水循环和水量平衡的重要调节器,在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对气候变化等方面发挥极其重要的作用。流域湿地水文调蓄功能是湿地生态水文学研究的重要内容,科学认识和理解流域湿地水文调蓄功能对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。本文阐述了流域湿地水文调蓄功能的概念与内涵,剖析了流域湿地水文调蓄功能时空变异性、阈值性和多维性三大特征及其影响因素（包括湿地土壤特性、植被特征和初始水文条件等内在因素和流域特征、降雨特征、气候变化和人类活动等外在因素）,探讨了流域湿地不变情景下和变化情景下水文调蓄功能评估方法,并介绍了流域湿地水文调蓄功能定量评估模型与应用情况。最后,从学科发展和实践需求的视角提出了流域湿地水文调蓄功能未来亟需加强研究的重点方向。