湿地生态水文学研究综述

基于湿地生态水文研究文献计量分析,透视国内外有关湿地水文、生态水文和水资源等领域的重大研究计划和重要学术会议,系统总结了湿地生态水文学发展历程,可分为萌芽起步阶段（20世纪50年代至80年代）、研究探索阶段（20世纪90年代）和快速发展阶段（21世纪以后）3个阶段,列举了重要代表性研究成果,并重点阐述了湿地生态水文学研究进展;基于对国际湿地生态水文学发展历程、研究进展及热点的综合分析,未来湿地生态水文学研究主要向基于"多要素、多过程、多尺度"的湿地生态水文相互作用机理及耦合机制、气候变化对湿地生态水文的影响机理及适应性调控、湿地"水文-生态-社会"耦合系统互作机理及互馈机制和基于湿地生态需水与水文服务的流域水资源综合管理等方向发展。最后,以国家重大需求为导向,提出了未来中国湿地生态水文学优先发展方向及建议。     

全球气候变化对湿地生态水文的影响研究综述

近百年来全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化,并且未来气温将继续上升,降水模式也会发生改变。从气候变化对湿地水文水资源的影响、气候变化影响下湿地水文与生态的相互作用过程以及湿地生态水文模型等3个方面,对国内外相关研究动态和发展趋势进行了总结分析。从中发现,当前全球气候背景下的湿地生态水文学正在从单一湿地生态水文过程为主要对象,发展成为以研究气候-水文-生态三者相互作用机制为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于气候变化影响下水文-生态之间的关系多集中于单向作用的研究,特别是水文过程对植被的影响研究较多,缺乏对气候变化影响下湿地水文过程与生态过程相互作用机理的全面认识。气候变化对湿地生态水文的影响机制研究已经成为水文学研究亟待解决的科学问题,而基于物理机制的湿地生态水文模型,逐渐成为预测未来气候变化下湿地生态水文响应的重要工具。     

非线性水文系统的实时预报方法比较研究

讨论了非线性水文系统的几个（水文学的和数学的）实时预报方法，数学方法包括回归分析，递推的回归模型和神经网络模型，两个实例计算结果显示了水文学预报方法和简单的回归方法的精度高于较复杂的数学方法，最后分析了该现象的原因。     

中国寒区水文学研究的新阶段 ——记我国杰出寒区水文学家叶柏生研究员的创新与贡献

我国杰出的寒区水文学家叶柏生研究员不幸因公殉职. 选取了叶柏生研究员若干代表性研究成果, 包括与他人的合作研究成果, 重点从冰川水文、 冻土水文和区域水文变化三方面总结了其对寒区水文学发展所做的创新与贡献. 文章列出了每项研究成果的核心内容, 并给予了简要评述. 所选成果中, 冰川水文方面研究涉及冰川对河川径流的调节作用、 冰川径流对气候变化的响应机理等; 冻土水文研究着重介绍了多年冻土变化对流域径流过程及其变化影响方面的系统性成果; 区域水文变化研究方面, 选取了降水观测误差修正、 气候变化对区域径流的影响等方面的创新成果. 这些研究成果极大地提高了我国在世界寒区水文学研究的地位, 对认识寒区水文过程及气候变化对水资源的影响具有重要科学意义.     

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。     

水文土壤学面临的机遇与挑战

水文土壤学是以土壤发生学、土壤物理学和水文学为主的新兴交叉学科,综合研究不同时空尺度土壤与水的相互作用关系,在地球表层系统科学综合集成研究中具有特殊地位和重要作用。阐述了水文土壤学形成背景与内涵、学科与理论基础及研究进展,并展望未来面临的机遇与挑战。水文土壤学重点解决以下2个科学问题:①土壤结构及土壤—景观分布格局在不同时空尺度上如何主导和影响水文过程以及与其相关的生物地球化学循环和生态系统演变;②景观系统水文过程如何影响土壤发育、演变、异质性及其功能。水文土壤学面临研究方法和理论创新、多尺度综合观测网络体系构建及人才培养等方面的挑战。     

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。     

土壤水文属性及其对水文过程影响研究的进展、挑战与机遇

土壤水文属性对水文过程、能量过程、碳氮循环过程及各过程间相互作用有重要影响.首先简要回顾近30年来土壤水文属性的研究进展,包括土壤水文属性的监测分析、土壤水文属性对水文过程的影响机理,以及不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响差异及联系.其次,论述土壤水文属性研究的挑战与机遇.最后介绍祁连山区土壤水文属性对水文过程的影响及多尺度特征研究.力求加深对土壤水文属性变异规律及其对水文过程影响机理的认知,发展土壤水文学和山区水文学,支持水资源科学管理和区域可持续发展.     

生态水文学学科体系及学科发展战略

生态水文学是一门新兴学科,构建完善的学科体系、制定未来发展战略,对推动生态水文学学科发展具有重要意义。通过查阅文献资料,系统梳理和阐述了生态水文学学科的发展历程,共划分为5个阶段,即生态水文学萌芽期(1970年左右至1986年)、术语提出与初步探索期(1987—1991年)、学科建立与初步发展期(1992—1995年)、学科快速发展期(1996—2007年)和学科完善期(2008年至今);基于对该学科发展历程的分析,提出了以"理论—方法—实践—分支学科"为框架的生态水文学学科体系;最后,从学科研究计划、重点研究项目、国家重大需求、学科建设和国际合作5个方面对生态水文学学科未来发展战略进行了展望,为促进和建立完善的生态水文学学科体系提供支撑。     

试论生态水文学主要问题及研究方法

本文给出了生态水文学的初定义和基本概念，认为生态水文学是一个集地表水文学，地下水文学，植物生理学，生态学，土壤学，气象学和自然学地理学等于一体，彼此间相互影响渗透而形成的一门新型边缘交叉学科，在此基础上，论述了生态环境水文学研究的基本内容，并提出了这个学科所要解决的目前威胁人类生存的主要生态水文问题，文章最后探讨了生态水文学的一般研究方法和手段。     

Areal extent of the 1988 flood in Bangladesh: How much did the satellite imagery show?

This paper presents the methods and results of visual interpretation of satellite imagery for estimating areal extent of the 1988 flood in Bangladesh. The main limitation of this method was that cloud-free images were not available for the peak flood period in the first week of September. Relatively cloud-free images on three selected dates in the last three weeks of September showed that areas of inundation on those dates ranged from 44000 to 60000 km² ± 5% (31 to 42% of Bangladesh). The Government of Bangladesh official estimates of the areal extent of flooding were tentative in nature, since these were based on a choropleth map of relative proportions (percentages) of flooding in different parts of the country. The official estimate of the maximum extent of flooding was 82000 km² (57% of Bangladesh), i.e. 15 to 26% larger than the area shown on satellite imagery. The actual extent of flooding was certainly larger than the estimates from satellite imagery but, perhaps, smaller than the official estimates, since a reduction of 15 to 26% of flood area in one to three weeks seemed unlikely. An alternative method of mapping flood-affected areas by using newspaper-interpreted data was attempted, but the method had limited values because of reporting bias.     

非参数统计方法在水文水资源中的应用与展望

非参数统计方法在水文水资源系统中的应用和研究已取得了一些进展,依研究内容不同可分三类:(1)在水文频率分析中的应用和研究;(2)在水文水资源预报中的应用和研究;(3)在水文水资源模拟中的应用和研究.对非参数统计方法在水文水资源系统中的应用和研究现状作了较全面的介绍,并展望了今后的研究趋势和发展方向.     

水沙物理模型CASC2D-SED的DEM尺度效应发生机制

DEM分辨率对分布式水沙过程模拟具有重要影响,然而,产生影响的内部机制尚不明确。改进水沙物理模型CASC2D-SED的结构,将坡度由DEM在模型内部直接提取改为由模块单独计算,并将坡度设计为模型的独立输入参数,通过单独改变坡度参数来研究坡度对水沙模拟DEM尺度效应的影响。基于改进的CASC2D-SED模型,以内蒙古准格尔旗沙圪堵镇附近的一个小流域为研究对象,以无人机航测的1m分辨率DEM数据、野外实测与室内实验获得的土壤特性数据、土地利用数据和降雨数据为基础,采用3种水沙模拟方案进行多象元尺度的水沙过程模拟,进而探索水沙过程模拟的DEM尺度效应及发生机制。研究表明:⑴在4~20m GRID分辨率区间模拟的径流量位于323.18m3和411.43m3之间,波动不大;⑵2~20m GRID分辨率区间内,模拟的侵蚀流量在3.43m3和65.61m3间变化,波动很大;(3)坡度和径流路径是水文过程模拟DEM尺度效应的两个对立影响因子,是水文过程模拟DEM尺度效应不明显的主要原因;⑷DEM尺度效应对侵蚀输沙具有重要影响,地形坡度是侵蚀输沙DEM尺度效应的主要控制因子;⑸地形坡度随DEM分辨率降低而发生的空间上的波动变化是侵蚀输沙量随DEM分辨率降低而波动变化的原因。     

加强水在自然资源要素耦合作用中的观测研究探究山水林田湖草生命共同体统一管理

水是自然界中最活跃、最关键的要素,是地球各圈层间、各自然要素间相互作用的主要桥梁和纽带,也是资源系统中联系各种资源的桥梁和纽带。从生态水文学研究发展动态角度出发,提出了自然资源要素综合观测要加强水作用过程的观测研究; 从生态平衡、生态环境、资源环境3个术语的科学内涵角度,阐明了生态、资源、环境观测-监测研究的本质。     

水文科技发展回顾及思考

水文科技是水文工作和水利科技一个重要组成部分,长期以来水文科学技术对我国水文与水利事业的发展和国民经济建设起到了巨大的推动作用,我国水文科学技术发展随着水文、水利与国民经济的发展和科学技术的进步取得了巨大成就,有些技术达到获接近国际先进水平。本文对我国水文科技取得的主要成就进行了总结,对目前水文科技存在主要问题进行了分析;结合水资源可持续利用支持社会经济可持续发展的需求,对水文科技发展的重点和策略进行了分析和探讨。     

土地利用变化对全球气候影响的研究进展与方法初探

综合分析了土地利用与土地覆盖变化（LUCC）对全球气候影响研究的重要科学问题和国内外研究现状,在此基础上,考虑各学科的相互交叉、渗透和耦合等特点,提出并初步设计了土地利用变化对全球气候影响研究的星地一体化LUCC—气候—生态系统耦合研究技术方法体系,并就土地利用变化对全球气候影响的LUCC演变规律及动力学机制、LUCC...     

黑河流域遥感—地面观测同步试验：科学目标与试验方案

介绍了黑河流域遥感-地面观测同步试验的科学背景、科学问题、研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.总体目标是,开展航空-卫星遥感与地面观测同步试验,为发展流域科学积累基础数据;发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统,为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例.以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区,以水循环为主要研究对象,利用航空遥感、卫星遥感、地面雷达、水文气象观测、通量观测、生态监测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型观测试验,精细观测干旱区内陆河流域高山冰雪和冻土带、山区水源涵养林带、中游人工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各个分量;并且以航空遥感为桥梁,通过高精度的真实性验证,发展尺度转换方法,改善从卫星遥感资料反演和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和其他地表过程分量的模型和算法.由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验,以及一个集成研究--模拟平台和数据平台建设组成.拟观测的变量划分为5大类,分别是水文与生态变量、驱动数据、植被参数、土壤参数和空气动力参数.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开.布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其他水文要素观测网络;使用了5类机载遥感传感器,分别是微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机;获取了丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等卫星数据.     

基于DEM的数字水系的生成

讨论了由DEM生成河网过程中所用的填平和主干河道数字化的方法,通过填平方法,解决了由洼地引起的河网不连续的问题;而对主干河道进行数字化处理,则解决了平坦地区主干河道偏离其自然位置的问题。经过这些处理后生成的河网,与实际情况比较接近,从而使水文要素的模拟更具有实际意义。     

道路中线坐标计算程序

采用CASIO fx—4500P科学计算器编程，由道路设计参数和给定桩距计算路线转角、曲线测设元素、主点里程以及以道路中线上主点或任意点作起点的各中桩点(含全部主点)在国家坐标系中的坐标．