第1篇：浅谈水文与水资源工作面临的挑战

　　引言

　　随着二十一世纪经济迅猛发展，我国社会中各行各业均呈现蓬勃发展的趋势。机械制造水平日益提升，大大提高了我国的国民经济。然而，任何事情都具有两面性，要学会用科学发展的眼光看待问题和解决问题，在我国经济迅速发展的同时，环境问题不断出现，其中水文与水资源的问题尤为突出。水资源是人们正常生产和生活的基础资源，是保障人类正常存活和发展的保障，但是近年来，由于主观和客观因素的影响，导致水资源越来越紧缺，大大影响了我国经济的发展。因此，针对水资源中存在的问题，要采取措施加以解决，并加强对水资源的保护力度。目前，为了解决地表水减少的问题，人们开始过度开采地下水资源，从而造成地下水资源也急剧减少，浪费了大量的资源，给水文工作带来了较大的压力。

　　1当前我国水资源的现状

　　1.1水资源污染现象较为严重

　　近年来，随着工业生产以及人们生活的用水量增大，导致水资源紧缺问题日益严重，且水资源污染现象也越来越严重，污染成分比较复杂，不仅包含农业中的农药残留，而且还包含工业生产中的重金属污染以及化学材料，之后在农业灌溉时利用被污染的水资源进行灌溉，对土地造成了严重的污染，从而污染了地表水。而人们饮用的水资源主要来源于地表水，进而产生了恶性循环，给人类的用水安全带来了隐患，严重时甚至威胁着人们的生命安全和身体健康。由于水资源是不断流动的，因此土壤环境也会受到一定程度的破坏，生长出的植物中含有一定的污染源，生长出的失误和果实等也含有污染，利用植物生产出的食品也存在安全问题，进而对人们的饮食安全造成负面影响，可以说，水资源污染不仅对植物有着一定的危害，对人类的健康和生命也有着严重的威胁，因此，对水污染进行治理是目前水文工作中迫在眉睫的内容。

　　1.2山区的水资源出现减少的现象

　　众所周知，虽然我国幅员辽阔，但是地区差异明显，经济发展也不统一，相对而言，我国山区的经济发展缓慢，各种资源都相对缺乏。就我国现阶段而言，水资源严重短缺现象越来越严重，山区的水资源短缺问题尤为明显。河流在上游时就出现断流的情况，进而对中游和下游地区的造成了严重的影响，而且这种断流的情况越来越突出，严重时甚至会发生枯竭现象，给地下水的正常补给带来制约和阻碍，造成下游地区的水资源短缺，水土流失现象非常严重，土壤环境也遭到了破坏，对周围环境带来了严重的灾害和影响，同时也为水文工作的正常、健康展开带来负面影响。

　　1.3地下水资源过度开采

　　近年来，随着现代化进程的不断加快，经济水平不断提升，各行各业都有了迅猛的发展，人们生活条件日益富足，但是与此同时，我国的能源与资源也在急剧减少，其中，地表水资源也越来越紧缺。因此，为了满足人们正常生产生活的需求，人类开始对地下水资源过度开采，进而引发了严重的后果，致使地下水资源严重浪费。地下水资源是路桥以及水利等行业发展的基础，一旦地下水资源缺乏，就会会影响公路和水利等方面出现问题，桥梁出现塌陷现象，地表下沉，地表环境遭到严重破坏。另外，水资源的缺乏还会直接导致人们的生活用水以及工业上的各种用水不足，严重制约着我国经济的发展。地下水资源的过度开采还会导致地下水水位快速下降，这对地面有着严重的负面影响，会造成地面塌陷、裂开，以及下陷等后果。同时，也会使得江河湖泊的水量减少，严重时甚至会出现干涸的现象。

　　2水文资源和气候变化的关系

　　2.1水资源和气候变化之间相互的作用

　　气候变化与自然的循环对于水资源的循环会产生一定的影响，在分布以及生态环境的循环方面对水资源产生影响，进而使得生态环境遭到破坏，制约了经济的健康发展。生态环境的变化在极大程度上影响着水资源，气候的不规则变化干扰了水循环体系，从而出现资源短缺问题。因此，在进行水文工作过程中，要对气候资源的相关因素变化进行分析，因为这些因素是不确定的，所以在一定程度上给水文工作的正常有效开展提出了严峻的考验和挑战，要全面地考虑经济活动以及自然环境等因素，否则就会对水资源造成严重的威胁，甚至会发生自然灾害等问题，这无论是对于社会活动或者是经济活动来说都将会造成负面影响。基于此，在开展水文工作时要将所有不确定因素进行全面综合地考虑，加强水文管理，并对水资源与气候变化之间的相互作用进行详细的分析和研究，进而有效管理水资源，将水资源进行充分的利用，做好水资源的基础工作，提前做好水文工作的防范工作，及时对将会出现的问题进行预防，以此确保出现问题时可以及时进行有效解决，合理规划水资源，保持生态系统的完善，维持水资源的平衡。

　　2.2水文工作的具体措施

　　为了有效检测水文过程中的变化，就需要改进和调整水文参数，增加全球以及不同地区的水文及其参数资料，关注并重视全球水文资料的构建，以此全面了解气候的指导作用，还要利用科学信息技术对相关数据和方法进行改进。相对比较来说，我国在水文工作方面还有很多不足，因此可以节将发达国家的先进研究成果以及技术经验，利用发达国家的成熟经验进行自身工作的指导，并根据我国的基本国情进行总结，以此促进我国水文工作的蓬勃发展。另外，还要将世界各国的气候以及研究成果进行汇总，以此制定出适合我国发展的且全面的参考资料，从而为水文工作的顺利开展提供基础参考。水文工作的具体措施如下：加大投入力度，加强水文检测基础设施的建设，在实际开展水文工作之前做好规划，为提高水文工作水平奠定条件。同时，采取行之有效的措施提高水文资源检测报告水平，以此提升水资源的水量以及水质检测质量。另外，要拓宽水资源的经费渠道，完善投入机制，从而为更好地开展水文与水资源工作夯实基础。

　　3结束语

　　通过文章的综合叙述可知，随着经济水平的提高以及工业化的迅猛发展，水资源已经严重缺乏，甚至无法保障人类正常生活以及工业用水的需求，因此水資源的供给受到了广泛的关注和重视。水资源短缺问题不仅给水文与水资源工作提出了严峻的考验，而且还在极大成都上制约着经济的发展。近年来，我国的水资源污染现象愈加严重，且山区的水资源逐渐出现减少，为了确保水资源的供给需求，人类开始过度开采地下水资源，从而造成了一系列严重的问题。因此，要处理好水资源与气候之间的相互关系，制定详细的水文工作措施，加大水资源的管理力度，加强水文基础设施的建设，从而为更好地开展水文与水资源提供保障。

　　作者：杨宏宇

　　第2篇：华北电力大学水文与水资源工程专业体系建设探索

　　一、概述

　　随着水与社会经济、生态环境等关系的日益发展，水资源合理开发利用保护、水资源可持续利用等问题亟需解决，这给水文与水资源专业提出了新的挑战，给专业发展带来了新的机遇。1998年，教育部对水利类相关专业名称进行调整，将水文及水资源利用改为水文与水资源工程专业，以克服专业中工程技术的短板，体现出专业中水文水资源部分和水环境部分的新特色[1-3]，从1999年开始招第一届本科生。到2014年，我国大约有48所高校设置了水文与水资源工程专业[4]，其中有8所院校是“985工程”大学，15所院校是“211工程”大学。华北电力大学，于2006年经教育部批准开设水文与水资源工程专业，从2007年9月开始招收第一届本科生，专业学制为四年，学科性质为工学，学生毕业后授予工学学士学位。

　　水资源作为基础性的自然资源和稀缺的战略资源，推动水资源的可持续利用，成为解决社会经济可持续发展的关键。水文与水资源工程成为我国水利类行业中非常关键的基础研究和应用领域之一。水文与水资源工程专业，以地球科学理论为基础、水资源为主要研究对象，需要系统学习水资源的分布、形成、演化等方面的专业知识，且要兼顾水土工程、地下水运移规律、环境、生态等基础知识，并将水文与水资源的理论和方法应用于与水资源相关的各个领域[5]。

　　二、水文与水资源工程专业定位

　　（一）国内发展概况

　　专业定位是否适当是制定人才培养方案和确保人才培养效果的前提和基础。目前，全国本科院校中水文与水资源工程的专业定位一般分为四类[2]：①以水利类专业为主的院校，这类学校具有深厚的水文、地表水资源教学资源，师资力量非常雄厚、水文水资源背景深远，可以说这些学校代表着我国水文与水资源工程专业的办学水平；②地质和矿业类院校，这些院校的该专业主要由水文地质、矿业等相关专业发展而来，在地下水研究领域具有优势，现在也逐渐在往地表水、环境和岩土等相关领域发展，在水文地质及灾害地质领域、水土污染防治与修复、环境地质以及地下水资源等方面形成了明显的特色；③以农业为主的院校，这类院校的该专业依托于于农业水资源利用、水文系统模拟、水环境工程以及水信息与节水技术等方向，其的农业水文学和高效利用水资源等领域有较大优势；④综合性大学，这类院校专业定位主要是港口航道与海岸工程、海洋工程、水能资源开发利用等方向；⑤大约还有8所理工类院校设立了水文与水资源工程专业。

　　（二）华北电力大学水文与水资源工程专业定位

　　华北电力大学是一所以工科为主教育部直属的“211工程”重点大学院校[6]，拥有62个全日制本科生专业包括2个国家级重点学科、23个省部级重点学科、11个国家级特色专业涵盖工、理、经、管、法等六大学科门类和2个国家级教学名师团队、3个国家级、11个省部级实验教学中心。同时本校拥有123个二级学科硕士学位授权点、30个二级学科博士学位授权点、5个博士后科研流动站。目前本校拥有电气与电子工程学院、可再生能源学院等10个学院。全日制在校本科生2万余人、研究生1万余人。学校建立“学科立校、人才强校、科研兴校、特色发展”的办学方针，形成“厚基础、重实践、强能力、求创新”的人才培养特色，成为教育部首批“卓越工程师培训计划”实施高校[6]。随着我国社会经济的快速发展，水能资源作为一种可再生能源，其合理有效的开发显得愈来愈重要，电力行业的发展也需要大量勘测方面的专业技术人才，另外，我国的电网公司和发电集团也需要大量的水电调度方面的专业技术人员，依托我们学校的水利水电工程、环境工程等专业，将华北电力大学水文与水资源工程专业定位为水电能源及水资源开发利用和水电站（水库）优化调度的发展方向，培养具有较扎实的自然科学知识、较宽的专业及专业基础知识、较好的人文科学知识、一定的外语应用能力以及较强的计算机的高级复合型人才，能胜任水利与能源、环保与生态、市政与交通等部门的水文、水能、水资源和環保等领域的测量、勘查、规划、设计、预测预报、技术经济分析与管理工作，还可以从事相关的教学和理论应用研究工作。

　　三、人才培养方案

　　华北电力大学水文与水资源工程专业，于2007年起招收第一届本科学生，依据教育部教学指导委员会水利学科和水文与水资源工程专业分委员会制订的专业规范，综合考量我校水文与水资源工程的专业定位，在借鉴国内外该专业人才培养模式的基础上，经过6年的专业发展，在一线教学中逐渐摸索经验，人才培养方案不断修正，已经经历2006、2008以及2013三版。初步确立了以基础理论、基本知识、基本技能培养为核心，以理论知识和工程实践技能相结合的水文与水资源工程专业本科人才培养模式。

　　（一）课程大纲的制订

　　依据水利专业规范和人才培养方案，水文与水资源工程专业的课程培养大纲主要由公共基础教育、专业基础教育、专业教育和选修课程教育四部分组成。下面以最新修订的2013版人才培养方案来介绍该专业的课程设置情况。

　　1.公共基础教育。公共基础教育是高等学校各同类本科专业学生共同必修的课程，不同学科专业之间存在一定的区别。针对水文与水资源工程专业来说，公共基础教育，由实践环节、社会科学、自然科学三种公共基础课组成。社会科学公共基础课主要包括中国近代史纲要、马克思主义基本原理、思想道德修养与法律基础、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策；自然科学公共基础课包括大学物理、高等数学、信息技术基础、大学英语、概率论与数理统计、高级语言程序设计线性代数；实践环节公共基础课包括军事理论教育及实践、体育。

　　2.专业基础教育。专业基础教育是在培养方案中设置的为学生进行专业课学习之前必须进行的基础课程而经历的教育，是学生学习和掌握专业知识技能之前必须学习基础课程的阶段。水文与水资源工程专业的基础课，包含工程力学、自然地理学、工程制图、气象与气候学、水质监测、工程测量学、水环境化学、水文学原理、水文测验学、水力学、水资源优化原理与方法、地下水水文学、水文水利计算、地理信息系统与遥感应用、水利经济。这些课程的学习为接下来专业课的学习做足了准备工作。

　　3.专业教育。专业教育是学校依据人才培养目标所设置的使学生接受专业知识和专门技能的课程教育。该阶段主要让学生了解本专业的前沿科学技术和发展趋势，掌握必要的专业理论知识和工程实践技能，培养解决本专业范围内工程实际问题的能力。专业教育必修课程，包括水资源规划及利用、水资源优化配置、水文预报、河流动力学、水能资源开发利用、水电站水库调度及其自动化系统，后两门课程是华北电力大学水文与水资源工程专业的特色专业课，也是华北电力大学433核心建设课程，也是体现华北电力大学水文与水资源工程专业定位的课程。

　　4.选修课教育。选修课主要包括公共选修课、专业基础选修课和专业选修课。公共选修课主要面向全校所有专业开设，旨在拓宽学生视野和提高个人修养；本专业推荐科技文献检索基础、就业与创业等公共选修课。专业基础选修课主要有水利科学技术史、可再生能源概论、水利水电工程概论、能源与环境、Matlab语言、数据库应用、VC++程序设计等7门，共15.5学分，培养方案中要求至少选修7学分课程。专业选修课主要有随机水文学、水利水电工程概预算、专业英语阅读（水利）、水灾害防治、节水理论与技术、抽水蓄能技术等6门，共10学分，培养方案中要求至少选修6学分课程。

　　（二）实践教学环节

　　对于水文与水资源工程专业来说，实践教学是课程理论教学的必要补充，是理论联系实践的一个平台。通过实践教学环节，不仅可以使学生将所学课程的理论知识付诸于实践，同时也能使学生对所学理论知识有更深入的认知，从而提高学生的实践工作能力。

　　1.实验教学环节。水文与水资源工程专业的实验教学，主要包含大学物理、气象与气候学、工程力学、工程测量学、水文水利计算、水力学、水能资源开发利用、水质监测、水环境化学等9门公共基础课和专业课，实验教学环节共计126个学时。

　　2.课程设计环节。这是实践教学环节的一项十分重要的组成部分，通过课程设计既可以使学生增强对所学课程的认知，又能为学生从事将来的工程设计提供一次试验演习的机会。水文与水资源工程专业主要有水文学原理、水文预报、水文水利计算、水利经济、水能资源开发利用、水资源规划及利用、水资源优化配置、水电站水库调度及其自动化系统、水环境保护等9门专业基础课和专业课的课程设计，另外还有15周的毕业设计，课程设计的实践环节大约25周共计400学时。

　　3.实习环节。水文与水资源工程实习环节主要有水利工程实习（认识实习）、金工实习、工程测量学实习、水文测验实习、自然地理实习、毕业实习等6个，共计10周160学时。

　　四、保障体系

　　（一）师资保障

　　华北电力大学本科专业公共基础课由教务处统一协调全校师资力量来完成，主要数学相关课程由数理学院来完成，大学英语由外国语学院来完成，大学体育由体育军训部来完成，马克思主义基本原理等由思政部来完成；专业基础课根据专业要求由学校各学院相关教研室来承担；专业课、专业选修课由水文水资源教研室或水利水电工程专业课老师承担。目前水文水资源教研室拥有在岗教师9人，其中教授（博士生导师）2人、副教授4人、讲师2人、实验员1人，均具有博士学位并毕业于水利类高等学校。

　　（二）实践教学

　　目前水文与水资源工程专业有气象观测实验室、水情自动测报及水安全分析实验室、水文仪器实验室、流域仿真实验室、水文观测实验室、水文沙盘模型实验室、水电站水库调度实验室、水电系统运行模拟与风险分析实验室、水力学实验室、河流动力学实验室、水文预报会商实验室，对本专业开设的利用Rivertools进行洪水的淹没模拟、降水量观测与采集、水位流量采集、水文气象数据观测、水情数据自动测报系统、流速测定、断面测定、水位测定、流量采集、蒸发量观测、土壤水观测及测定、地形数据采集与处理、流域产汇流教学沙盘模型演示实验、水库的兴利作用、不同防洪措施的防洪作用、水电站水库单库及水库群运行调度、水电站水库运行调度自动化系统及软件总体设计、非均匀流水面曲线实验、管道水击实验、水文模拟系统、达西定律验证实验、渗流水电比拟实验、实用剖面堰与宽顶堰溢流实验等实践教学环节能够保质保量地完成，另外还与永定河雁翅水文站、官厅水库管理局、龙庆峡水库、北京十三陵水库、青龙峡水库、北京高碑店污水处理厂以及长江三峡集团、葛洲坝集团水电站二厂等单位签订合作协议，安排学生完成水利工程实习和毕业实习等实践教学环节。

　　（三）科研与教学

　　积极引导教师将课题研究的成果及时补充和更新到教学内容上，用本专业的前沿的研究内容和新的技术方法来激发大学生的学习兴趣，用科研经费来改善实践条件，并鼓励教师指导学生申请大学生创新创业项目、参加各种水利类的全国乃至世界的大学生竞赛，使学生具有参加科研实践的实践和机会，培养学生通过科学研究能够将所学的基本理论知识与实践活动联系起来，使其尝试解决遇到的水资源实际问题。另外，水文教研室要求每年指导学生毕业设计（论文）的老师出题一定是结合自己实际研究的项目或课题，这样，一方面教师在研究科学问题时可以注入本科生新的力量，另一方面还可以通过实际项目的研究来提高本科毕业设计（论文）的质量和水平，还可以培养本科学生进行从事科学研究的努力，可以获得“双赢”的效果。

　　五、结语

　　华北电力大学依托“大电力学科”优势，突出水利工程学科特色，将水文与水资源工程专业定位为水能资源开发利用和水电站及水库优化调度两个发展方向，确立了为水利、电力、能源行业培养“厚基础、重实践、强能力、求创新”的复合型专业人才的课程体系和培养模式。随着外部环境的不断发展，社会对水文与水资源工程的人才的需求也会发生一定的变化，因此人才培养大纲需要及时调整，并适时优化教学体系和改善课程设置，不断引进先进实验仪器建设学生进行课程实验、实习以及课程设计等实践环节的平台，以提高实践教学环节的开展，并提升其实践效果，从而拓展学生的实践动手能力。

　　作者：门宝辉等

　　第3篇：水利工程水文与水资源工程现状分析与思考

　　水利工程对于人民的生命财产安全、社会的健康发展影响较大，可靠的水文资料能够保障水利工程的科学性设计，促进水利工程建设顺利进行，保证水利工程的安全性建设。所以在水利工程建设过程中一定要重视对水利工程水文现状进行分析与思考。

　　一、水利工程水文现状

　　在水利工程设计与规划阶段，水文计算来提供径流数据，依据径流数据来确定水利工程的具体规模，以此保障水利工程的投入生产与安全运行。但在实际设计规划工作中，只是根据现阶段的水文预报来推测以后很长时期内的径流过程将会十分复杂。因此，在进行水文计算时通常选用一个时期的水文资料来计算、分析，从而预计未来可能会面临的水文形势，并在此基础上拟定水利工程建设方案。主要从以下几点进行阐述：

　　（一）水利工程水文预报

　　水文预报包括了流域内枯季径流预报、洪水预报两个方面。在枯季径流预报工作中不仅对较短时期内实施预报引起重视，还需要对预测中长时期径流形势足够重视，从而为水库运行计划制定提供参考。水文预报能够为水利工程建设开发提供精确预报资料以及基础信息，对相关利害关系进行分析，从而确保水利工程开发利用得以安全进行，并制定出科学、合理的调度方案，进一步的提升水资源开发利用率。此外，因水文预报具有一定程度的准确性，能够直接影响到人们的生命安全、农业生产以及社会发展等。例如流域内大范围发生洪水，就可以根据水文预报，准确了解洪水走向、天气情况等，提前准备防汛工作，积极做好分洪、蓄洪工作，为救援赢得时间，同时为即将到来的洪水安排相应的去处。这样有利于保护好水利设施，并且能够充分的发挥出水利工程的综合效益。在水利工程规划设计过程中选用水文预报需要注意明确水文预报目的、预报内容（洪水位、洪水流量和洪水过程；主要预测枯季水位、流量和河网蓄水量的枯水预报）、预见时期（短期预报、中期预报以及长期预报）以及预报方法的选取（洪水演算、降雨径流相关图等），不同的水利工程有所不同。

　　（二）水库水量的平衡

　　水库水量平衡计算主要包括：水库入流、出流及水库中各类损失量的计算、分析。用公式表示如下：V入-V出=△V；水库水量平衡即水库在某一时段内，入库总水量与出库总水量之差等于水库该时段始末的蓄水变量，一般以年来计算。入库总水量主要包括水库入库水量、库面降水总量以及区间入库水量，出库总水量包括水库出库水量、库面蒸发量以及水库渗漏量。公式如下：

　　V入库+V库降+V区入-V出库-V库蒸-V库渗=△V

　　理论上讲，某段时间内水库的入库总水量与出库总水量之差应该等于水库该时段始末的蓄水变量，也即水量是平衡的。但由于受人类活动的影响，多数水文站测验断面以上的用水量（含引出或引进水量）所占比重越来越大，仅靠水文站测验断面的实测水量，已不能满足水量平衡分析计算的需要。影响水量平衡的因素有：区间产流量计算方法问题。调查水量的精度问题。水库渗漏量计算方法问题。水库泥沙淤积问题。农业提水灌溉问题。

　　（三）水利工程设计径流

　　设计径流作为水库设计、调节水库径流的主要依据。其内容主要包括：时段内径流分析、年径流分析等方面，一些水库具备多年调节性能，因此不但要对年径流、年内分配等进行必要分析，与此同时还需要对年际持续枯水段实施分析。以里老水库为例，其流域内无实测的径流资料，根据《水利水电工程水文计算规范》，对于无资料地区径流计算，应采用多方法、多途径计算。可研阶段里老水库径流计算采用径流深等值线法、地区综合公式法和水文比拟法进行计算，最终采用水文比拟法成果，本阶段重点对水文比拟法进行复核。水文比拟法系采用常规的面积修正来推求，同时考虑降水的地区分布差异性进行修正，计算公式：

　　W里=W恩×（F里/F恩）×（P里/P恩）

　　式中：W里—里老水库多年平均径流量（万m3）；W恩—恩泽河站年多平均径流量（万m3）；F里—里老水库控制流域面积（km2）；F恩—恩泽河站控制流域面积（km2）；P里—里老水库流域多年平均降雨量（mm）；P恩—恩泽河站流域多年平均降雨量（mm）。

　　水利工程设计径流阶段需要注意的是水利工程的水文资料的收集、计算方法、径流年内分配以及成果复核等几方面。

　　（四）水利工程泥沙计算、分析

　　水利工程规划设计过程中，泥沙淤积计算、分析直接影响到水库规模、寿命以及综合经济效益的发挥。坝前泥沙淤积高程的确定，直接影响到坝体设计及死水位的选择；库区泥沙淤积分布，关系到水库的兴利效益；回水末端及翘尾巴高度的确定，则是移民搬迁规划的重要依据等。因此，水库泥沙淤积问题是水利工程设计重要问题。其主要涉及到泥沙颗粒、沙量分析，泥沙淤积部分、淤积速度、淤积形态等分析以及排淤、排沙针对性策略分析。在进行水利工程泥沙计算、分析时需要依赖于河流泥沙动力学、流体力学、水力学、数学等多学科的配合应用，同时还依赖于对更多已建水库观测资料的总结分析，完善计算方法。

　　（五）水利工程设计洪水

　　通常情况下，设计洪水是指某一频率的洪水，所以在设计洪水的推求过程中一般要涉及到洪水总量推求、洪水过程线推求以及洪峰流量推求等，对设计洪水的推求为确定大坝高程、泄洪设施尺寸提供必要的参考依据。计算设计洪水的途径主要有水文气象法与数理统计法两种，而两者最大的不同点是水文气象法将洪水或暴雨假定为必然事件来进行推算，而数理统计法将暴雨或者洪水看做随机事件。

　　除了上述五个水文现状之外，水利工程规划设计、施工中还需考虑到水库调蓄的演算、水位流量关系线、水质的分析以及溃坝洪水分析等各方面的分析、计算。

　　二、水利工程水文设计的思考

　　在水利工程规划设计与施工过程中，水文设计工作必须以工程实际情况与实际需求为参考依据，以确保工程的可靠性。因此，在水利工程中水文设计中需注意以下几点：了解工程性质。水利工程通常都具备防洪的功能。其防洪功能性质不一，不同的水利工程所需要考虑的防洪功能内容也不一样，例如库容量较大而泄量较小的水工程则需重点考虑到水库的设计洪量，反之则需要重点考虑水库的设计洪峰；了解工程的任务。不同的水利工程任务也需要重点考虑不同的水文设计内容，因此了解工程任务作出能够有针对性地提高水文设计。现阶段，水利工程的建设在设计阶段主要分为流域规划、具体工程规划两个阶段，在具体工程规划中又包括了项目建议书、工程的可行性研究、初步设计、施工等，这其中的初步设计、施工阶段对水文现状的分析则有更高要求，值得在实际工作中进一步进行分析、思考，以促进水利工程的顺利进行。

　　三、结语

　　在进行水利工程设计、施工时，相关人员需要结合当地水文、水资源等具体情况，切实做好水文资料收集工作。在进行水文计算时需要结合工程实际选择最为怡当的计算方法，简化计算流程，提升计算结果的准确性，以促进水利工程的顺利建设完成并安全使用，创造更大的效益。

　　作者：蔡桂敏

　　第4篇：水文与水资源工作面临的挑战

　　0引言

　　目前，我国水资源的现状是社会城市工业快速发展，人口数量增长伴随工农业的迅速增长。在工农业的不断发展中，尤其是进入工业城市以后，人口的迅速发展和数量的急剧增加，使得水资源紧缺的问题逐渐凸显出来，水资源的紧缺问题已经成为影响中国经济发展的重要原因。

　　近年来，伴随着全球气候变暖的加剧，中国的很多地区进入到少雨区和半干旱区，地面水资源严重不足，持续的干旱严重影响了水资源的利用和开发，对人们的生活造成较大的影响，而以当前的实际情况来看，人们对水资源的使用不断增加，在生产生活过程中对水资源的浪费也加剧了水资源的压力，为了解决诸如地表水少的问题，人类过度开采地下水资源，造成地下水资源的严重浪费，给水文工作带来巨大的压力。

　　1当前我国水资源的现状

　　1.1水资源污染现象较为严重

　　当前水资源的污染问题已经成为全国性的问题，从地表到地下，从河流的上流蔓延到中上游，从城市扩散到农村，水污染的问题越来越突出，成分也更加的复杂，随着工业的不断发展，现阶段的污染不仅仅包括农药的相关残留，还包括一定的重金属和化工材料，通过这些被污染的水源进行灌溉，不仅仅对土地的资源造成一定的影响，使得浅层的地下水受到污染，同时因为地下水污染，对居民的用水安全会造成一定的影响。通过水资源的不断流动，使得土壤的环境也会出现问题，对植物的生长造成一定的污染，对食品的安全造成一定的影响。相关的调查显示，人们的饮用水在较多的地区都会出现严重的问题，城镇居民饮用水的合格率较低，因此在现阶段的工作中对水污染的治理工作是较为重要的。

　　1.2山区的水资源出现减少的现象

　　近年来，我国南方地区和山区的水资源出现衰减的情况，其中较为严重的是淮河地区，水资源出现锐减，减少了近百分之十，使得这些地区的水资源出现严重的短缺。山区地区的水资源也出现不同程度的减少，一些河流在上游就出现断流的情况，直接对中游和下游地区的环境造成影响，河流不断的出现断流的情况，甚至是枯竭的问题，使得地下水的补给出现问题，造成下游地区水资源的使用短缺，水土流失的现象严重，河床不断的抬高，对周围的环境带来严重灾害和问题，对水文工作的展开带来阻碍。

　　1.3地下水资源过度开采

　　随着地表水资源的不断紧缺，人类过度的对地下水进行开采，引发一系列的严重问题和后果，形成地下水的严重漏洞和资源的浪费，导致公路和水利铁路等各个方面出现问题，桥梁的塌陷和地表的下沉，地表的环境遭到严重的破坏，水资源的浪费造成人们的生活用水和各项工业用水的缺乏，使得资源出现紧缺，对一些交通不便利的地区来讲对水资源的运输是较为不便的。除此之外还有诸如此类的很多问题。比如，在过度的开采使用工程中，地下水水位的急剧下降，形成了地下水呈现出漏斗的形态。从而，对地面造成了塌陷、裂开、下陷的情况；湖泊、河流的水量不断减少形成河床干涸等灾害。而泉水流量的减少，对于古建文物与古建筑的保护造成了影响，甚至因泉水的枯竭使旅游景点和各种古迹失去了应有的旅游价值。水井枯竭。井水使用水量的减少造成水井报废，或掉泵，致使含沙量增加，从而造成设备维修费与耗电量的增加。进而，影响了植被的生长情况，造成水土流失。破坏房屋、公路、铁路、桥梁、水利、市政公用设施、矿山等工程建筑物开裂、倾斜、倒塌、埋没。造成人与牲畜伤亡。使地下水水质恶化。

　　2水文资源和气候变化的关系

　　2.1水资源和气候变化之间相互的作用

　　气候的变化是目前世界各国关注的问题，气候的变化主要的问题是自然的循环和气候的变化，这些变化对水资源的循环产生一定的影响，改变了水资源的分布和生态环境的循环，对经济的发展造成阻碍，生态环境造成破坏。影响水资源的重要因素是生态环境的变化，气候的转变使得原本的水循环体系受到干扰，造成水资源在进行日常的供给中出现问题，造成资源的短缺。

　　气候资源的一些相关因素的变化是我们在进行水文工作中面临的问题，是一个不确定的因素，对工作的展开提出了一定的挑战，如果不能全面的考虑经济活动或者是自然环境等因素，会对水资源系统造成较大的威胁，如果控制不好会出现自然的灾害和问题，对人类的社会活动和经济活动造成一定的影响。在进行水文工作的过程中必须关注所有的不确定因素，加大管理工作的投资强度。

　　在展开工作的过程中需要将水资源和气候资源之间相互变化的关系进行研究，实现水资源的有效管理，将水资源的使用和未来的供水体系进行协调，做好水资源的基础工作，将气候的因素和非气候的因素分开进行探索，在未来的过程内，虽然气候的变化是影响水资源合理使用的重要部分，但是因为水文工作的提前防范，可以将即将到来的问题进行及时的预防，一旦出现问题可以及时的进行解决。为了解决水文变化和供求不断增加的矛盾，水力资源管理部门应该设置相关的安全管理系统，对一些变化较大的地区进行系统的预警和防治，一旦出现问题可以进行调整，保持生态的完善和水资源的合理规划，并在此基础上实施一定的蓄水工程和远程调水工程，维持水资源的平衡。

　　2.2水文工作的具体措施

　　在进行水文工作的过程中，需要进行一定的规划和计算，在进行计算的过程中采用的时间尺度是以地球的地理过程的稳定不变为前提的，在进行水文工作的过程中对计算的方法和分析的方法提供一定的模拟技术和统计计算，计算这些方法所需要的资料和样本要进行关注，对样本的提取要符合时代的发展。

　　为了能够监测水文过程的变化需要对水文参数进行一定的改进，需要增加全球以及各地水文资料和水文参数的资料，加强全球水文资料的构建，进一步的了解气候的指导作用，利用不断发展的科学技术对一些数据和方法进行改进。对于发展中国家，可以吸取发达国家的先进成果和技术经验，和先进的机构取得联系，将本国的气候变化纳入到国际研究的资源中去，利用国外的先进经验进行自身工作的指导。在进行绘制的工作中，需要关注世界各国的研究成果，将世界各国的气候和研究成果进行汇总，制定出较为全面的参考资料，为后续水文资料的展开提供宝贵的参考。

　　具体措施如下：对水资源的投入加大力度，增加检测水文检测基础设施建设。做好水文资源发展规划工作，纳入水资源发展年度计划和总体规划中，并加以利用和实践；努力提高水文资源监测报告水平，提高水资源水量和水质监测质量；把水文资源监测报告、水质监测、通信设施作为工程措施纳入规划安排，要下大力度研究水资源经费问题，拓宽经费渠道，完善投入机制。水资源自动测报系统的管理与建设，要纳入水资源行业管理，充分发挥水资源系统的作用。同时，根据实际情况，对水利信息和水利通信化工作有关任务也应交由水资源系统一并承担。

　　3结束语

　　综上所述，中国作为一个发展中的国家，在政治、经济和科技方面的发展还是存在一定的问题，资源的短缺、人口的拥挤以及资源的分布不均匀是我国在经济发展中需要关注的问题，也是制约我国经济发展的因素，使得我国水文和水资源面临较为严峻的挑战。因此，在经济的发展中，需要将水资源和社会的发展相适应，做好水资源的研究工作，在进行水文工程的相关工作中，使用新型的技术和手段，增强干旱地区水资源系统对环境变化、气候变化的适应能力促使中国的水文资料系统能够安全、正常、可靠地运行。除此以外，还应该对排污系统，饮用水的水源地，国际河流等加大管理力度，如果发生了重大水体污染事故，还可以进行快速的检测。

　　作者：李金行

　　第5篇：水文水资源环境管理与防洪减灾

　　一、前言

　　水利资源是国家农业发展的根本，建立完善的水文水资源管理监测对于水利的发展有着重要的意义。水资源同样也是人们生活的根本，管理好水资源才能让社会更好地发展。

　　二、当前水文水资源领域的一些问题

　　1、研究经费投入不足、相关技术落后以及理论不完善

　　近些年，我国对水文水资源的研究不断深入，研究经费也有大幅度的增加，但由于水文水资源所涉及的时间、空间跨度大，需要耗费巨大的人力物力，经费不足短期内将难以解决。此外，水文的研究还呈现出一种不平衡性，有些热点问题，聚集了太多的人力、物力，而一些冷门领域，则研究项目少之又少。

　　2、水文数据是水文资料研究的基础

　　目前我国用于水文监测的设备数量不足、设备也相对落后。先进的实时监测设备可以将水文工作人员将繁重的重复劳动中解脱出来，而在我国，这些高效率、高精度、全自动化的监控设备，并没有得到大规模的应用，大量水文数据还是通过传统人工方式获取，人工获取方式不仅效率低、而且容易出错。

　　3、水资源日益枯竭、但与节水相关的制度、技术却并不完善

　　目前我国的水资源管理主要是同过水总量来控制的，水总量控制看起来简单，但要真正的实施却远非如此，这其中涉及到水量监测、用水模拟、节水治污的许多相关制度和技术，没有这些相关制度建设和技术保障，通过水总量来节水就是纸上谈兵。

　　4、非传统水资源利用相对落后

　　随着人类社会的发展，水资源利用范围越来越广，出现了许多非传统的水资源利用方式，如城市雨水利用、城市污水资源利用等，总体来说，我国非传统水资源利用相对较差，相关的技术也比较落后。

　　5、工业技术和城市生活对水环境的破坏

　　在给人类带来便利的同时也给水环境造成了一定的破坏，我国目前相关的工业、生活污水处理技术落后、生态修复也差强人意。应该加大宣传，使人们认识到水资源的珍贵，并积极在生活和生产中节约用水，同时鼓励污水处理、生态修复相关领域的研究。

　　6、水文水资源数字化、信息化相对落后

　　许多与水文水资源相关的决策、基础设施建设都需要建立在大量水文数据之上，但目前我水文水资源信息化建设相对落后，许多珍贵的水文数据由于没有相关信息化平台，许多水文研究人员、水文政策的制定者都无法获取，因此在我国有必要加大对水文信息化建设的力度，使水文信息更好地为我国经济、社会服务。

　　三、我国水文水资源领域技术的科技需求

　　水资源短缺、水环境污染以及水灾、旱灾已经成为社会经济迅猛发展、工业产业化以及城市化进程进展迅速的不良产物，而且这些问题已经成为阻碍社会发展、经济进步的重要原因。面对这样严峻的形式，水文水资源领域重要的研究任务就是，如何保证水资源在社会发展中的可持续发展作用，同时保证在促进市场经济发展中的稳定供需平衡作用。结合目前急需完成的任务，水文水资源领域的发展趋势及相关科技需求，主要包括以下几个方面：（1）新科技在减灾方面的应用，例如防洪、抗旱、海啸预报等。通过卫星遥感、雷达测雨、地理信息系统等新科技、新设备的应用，在提高防涝、抗旱、预测预报海啸等极端水文事件的科学性和准确性，加强减灾能力。（2）提高水资源的利用和管理能力。对于水资源的利用和管理通过开源和节流两个方面开展，所谓的开源是通过先进的科学技术加强流域洪水、城市雨水的利用；节流则是通过普及节水灌溉、水净化等节水技术，控制水资源的浪费。（3）加强水文水资源的生态和环境保护。通过强化水资源的实时监测和预警，保护水源地的水资源避免污染。利用卫星遥感技术对各地水文水资源的生态条件准确检测，及时发现生态环境受影响的因素，并予以处理，做好保护水资源的生态和保护工作。（4）通过信息平台的建立健全提高管理水平。利用公共基础软件建立健全相关的信息共享平台，使相关信息得可以共享，避免信息采集方面的重复工作。另外，针对例如水文监测分析、水资源评价等一些专业性强、适用性广的领域，开发并使用相关软件管理。利用网络信息平台和软件管理的手段，提高水文水资源领域的管理水平。

　　四、水文水资源环境管理的措施

　　1、提高防灾减灾意识，加强预防灾害的技术学习

　　根据相关部门的统计，我国每年的水旱灾害损失较为严重，占据各种自然灾害总损失的大半比重，进而影响着我国国民经济的增长。我国的水文水资源管理部门作为管理全国的湖泊、地下水和地表水的专业机构，对全国的防洪减灾工作承担着重要的责任，也是提供各种技术支持的重要力量。因此，努力提高水文水资源管理部门的服务职能，加大防洪减灾的意识宣传，让全民拥有自觉的防汛减灾意识，尽可能地减少人员伤亡和国家的损失。

　　2、数字水文站网的建设

　　水文资源是我国生产和生活的重要资源，是现代农业发展的先决条件，完善水利生态系统具有重要的作用。由于近年各种地质和水利灾害的影响，加强对水文站点的状态进行实时监控，及时准确获得准确情报，对水文站网进行数字化建设至关重要。水文站网的数字化建设依托水文信息采集自动化技术、遥感和全球定位技术、海量的存储和传输技术以及计算机软件工程技术等各种现代技术。水文站网的数字水文站和水文站中心网建设，可以在加强水文遥测点的建设上，做到对各级河流的实时监控。

　　3、加强地理信息技术的应用，建立水文水资源灾害监测系统

　　水文水资源的管理也是一门综合性的学科，包含较强的专业知识，对气象、水利、水文地质等领域的知识都有涉猎。因此，作为水文水资源管理部门的工作人员，需要拥有广泛的知识面，在实践中不断的学习新知识和新技术，总结经验和教训。在信息技术高速发展的今天，需要将计算机和信息等技术引入水文水资源的管理工作中，提高其工作效率。

　　随着信息和科技技术的发展，水文领域的相关技术手段也在不断进步。地理信息技术综合了地理科学、遥感技术、信息技术和计算机技术，其应用使水文工作不断系统化和网络化。地理信息系统以空间数据管理为主，可以对空间数据进行分析和处理。地理信息系统的主要功能就是信息的提取和编辑，在数据的集成、查询和空间分析上具有重大的实用性。

　　地理信息系统对于水污染的控制、水管网信息管理、水文情报预报和水环境管理具有重要的作用。做好相关的前期预测，才可以充分发挥防洪减灾的效用，也可加强对地下水水质的监测，促进生态用水的发展。加强对各地河流和雨量的监控，可以进行及时的流域内水量的调配，合理利用水资源，促进经济的发展。

　　4、水文预警预报体系的建设

　　在水文水资源环境管理的建设中，做好水文预警预报工作很重要。不仅可以实现水利防灾减灾，也是新形势下防汛和水利事业发展的必然选择。加强水文预警预报体系的建设，需要从设施的智能化建设、完善的预报机制、信息宣传的平台建设等几个方面着手。

　　进行水文预警预报体系的建设，可以促进水文监测信息的采集和处理，还要对水文预警预报的设施进行总体的规划和布局，根据流域内的降水特点进行合理监测。将水文预警预报体系进行智能化的设计，依靠各种先进技术进行智能化的监测，完善各种预警信息的发布平台建设，加强各种水文预警预报知识的宣传。

　　五、结束语

　　水利资源是国家农业发展的根本，建立完善的水文水资源管理监测对于水利的发展有着重要的意义。水资源同样也是人们生活的根本，管理好水资源才能让社会更好地发展。

　　作者：白树国

　　第6篇：3S技术在水文与水资源工程上的应用研究

　　引言

　　3S技术可以解决水文与水资源工程中的管理和实际应用，该文通过对3S技术基本原理的概述，对3S技术在水文与水资源领域中具体的应用情况进行分析，仅供参考。随着数字化地球的进程，将“3S”和水资源结合起来应用意义重大，前景远大。

　　13S技术概述

　　3S技术是遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的合称，是集空间技术、传感器技术、卫星定位导航技术、计算机技术、通信技术等于一体的先进技术，对空间信息进行采集、处理、分析、表达、传输、管理和应用的现代信息技术。

　　（1）RS特点及应用。RS是在远离目标、与目标不直接接触的情况下判定、测量并分析目标的性质，具有探测范围大、资料新颖、成图速度快、收集资料方便等特点，通过真实性、直观性、实时性的高精度遥感图像，作为城市规划数据获取和更新的主要途径。一是制作4D产品（DOM、DEM、DRG、DLG），用于规划底图和专题图件制作；二是实时监测和动态获取土地现状信息，为土地规划提供辅助支持；三是通过遥感图像特征分析，为水质、土壤、污染等环境监测提供有关资料及数据；四是通过不同时态的数据分析，可全面、系统地研究城市发展轨迹和时空变化规律。

　　（2）GPS特点及应用。GPS具有实时性、观测时间短、可靠性高等特点。一是通过GPS静态测量，可以高效高精度的进行规划测图的控制测量；二是通过RTK，可以结合RS工效较高的进行像控点测量；三是可用于规划地形图测绘和地理信息获取。

　　（3）GIS特点及应用。GIS是指在计算机软硬件支持下，对地理信息进行输入、存贮、查询、运算、分析、表达的技术系统，在城乡规划过程中，主要对规划相关的数据进行存储和管理，通过将GIS空间分析功能与城市规划模型相结合，为规划提供直观的显示和分析功能，为规划提供辅助性决策支持，实现三维可视化，并为动态城市规划和管理提供技术支撑。

　　GPS和RS技术的有效使用，可以精准快速的获取和更新地理空间数据，为规划和管理提供调查底图、规划地形图等数据，依托多种传感器和遥感解析技术，可提供更丰富的参考信息和更直观的表现形式，通过GIS可有效整合和集中管理空间信息和人文、社会、经济等信息，将城乡规划、经济社会、土地利用等多源数据有效整合和分析，增强数据的利用率、挖掘并关联出各数据间的相关性，可减少调查的工作量，一定程度上创新了手段、提高了效率、降低了成本。

　　23S技术在水文与水资源工程上的应用

　　2.1在区域水资源管理

　　以GIS技术为导向建立水资源管理信息系统，可以在第一时间为水资源管理提供全面而准确的信息支持。我国学者就以MapInf作为开发平台，使在我国流域之内的全部的河流以及附近的行政区划、水文展望以及重要城市全部纳入检测范围，使之成为了一个有机的整体，在此基础上搭建我国水文站网管理信息系统，如此提升了我国水文管理水平以及优化水文展望。当前有相关的研究者对水文空间流域的信息分布式以及多级次存储结构，同时使用ArcSDE/Ar-cInf。作为GIS平台建立数字流域空间信息系统将其利用在河流水资源管理之中。当前也已经完成了在GIS支持之下对特定河流水资源管理系统，那么就可以实现对于城市水资源利用的量化模拟、科学有序管理以及进行计算。近些年来GIS技术已经出现新的发展态势则是同常规决策支持系统之间进行有机的结合，此系统的优势在于其具有广阔的应用前景，对于日后的使用具有一定的推动作用。

　　2.2流域面雨量计算

　　区域降雨参数是区域水文水资源管理基础之一，是区域内水资源管理、城市供水、防洪、水库调度的重要决策依据。有许多方法来计算流域的面雨量，包括三角形的方法，逐步修正格点法，等雨量线法，泰森多边形法、算术平均法。大量的实践证明，这些方法使用的准确性在一定条件满足实际需求。总之，区域内站网的密度影响着面雨量的计算精度，站网密度越高，精度越高。当流域面积小，地形相对平坦，站网分布均匀和雨量资料齐全时，使用算术平均法计算面雨量更方便实用。等雨量线法的精度较高，但操作更复杂，更依赖于分析技巧，日常使用不方便。格点方法能反映降水的连续性，但其操作比较复杂，效率低。在GIS技术的应用大大弥补了流域降雨量传统方法的缺点。

　　2.3地表和土壤水分的监测

　　地表对于径流的形成以及地面能量的分布有着十分重要的影响，土壤含有的水分包含了地下水、地表水、地表能量。因为地表具有的特征比较复杂，通过使用遥感技术，对地物进行识别和分类，对于辨别水体的特征，提高土地资源利用率有着十分重要的作用，在水文变化的过程中，最为明显的表现形式就是土地使用以及土地覆被出现的变化，而使用遥感技术，能够有效监测出这两者的变化，在地表的特征中，有一些比较关键的信息，例如植被信息、地表的发射率、地面实际温度和反照率等，关键的信息对于地表能量和物质平衡将会造成影响。

　　2.4监测小流域洪水

　　可以使用DEM数字的高程数据，建立起小流域的洪水预报系统，这个系统应该包括预报计算、查询计算结果、划分降雨场次、查询基础数据、查看电子地图等。还有，需要建立洪水的预警系统，按照降雨数据，对于流量进行预测，并对未来的降水进行预测，从而做好防御准备。需要收集DEM数据以及区域内的电子地图信息等。对于固定流域来讲，应该按照当地地形，计算水域的流通以及分布，按照降雨强度，分析回流时间，并且计算概率密度。建立模型后，需要进行DEM处理，首先，填充凹陷点，处理堤防，需要在图形中画出堤防，并且在DEM位置提高堤防位置。还有，需要处理水库、河道，在地形图上，描绘平原、河道，然后降低DEM相应位置高程。能够通过DEM确定水断面形状，再按照断面形状，对于流速进行计算，可以使用抛物线、三角形、矩形等形式。并且使用模型，模拟河段动态。能够使用实时方式进行预报，对于河段、水库流量、河网节点等进行预报，从而有效起到防洪效果。

　　2.5水土保持和水库泥沙淤积调查

　　近年来，随着现代遥感技术的发展及其在水土保持领域的应用，定量或定性与定量结合的侵蚀评价在区域监测中得以实现，而地理信息系统技术又为较大范围的空间分析提供了快速、准确的技术手段，人们可以利用矢量和栅格两种类型的空间数据分析侵蚀因子的属性、数量值及其空间分布，进而评价侵蚀的类型、程度，以及不同类型、不同程度侵蚀的分布规律。这就在技术、方法乃至理论上深化了区域土壤侵蚀监测的研究。

　　结束语

　　3S技术的应用促进了水资源领域的发展，同时，水资源领域对3S的需求也促进了3S的发展。3S技术充分集成了RS、GPS高速、实时的信息获取能力和GIS强大的数据处理和分析能力，可以有效地进行水资源信息的收集和处理、分析，为水资源管理决策提供强有力的基础信息资料和决策支持。

　　作者：王现正等