環(huán)境水文學(xué)

書(shū) 名: 環(huán)境水文學(xué)

作　者：房明惠　

出版社： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社

出版時(shí)間： 2009-6-1

ISBN: 9787312024733

開(kāi)本： 16開(kāi)

定價(jià): 25.00元

前言

緒論

第1章　地球系統(tǒng)的水文循環(huán)與水量平衡

1.1　水文循環(huán)現(xiàn)象

1.2　地球系統(tǒng)中的水量平衡

1.3　蒸發(fā)與散發(fā)

1.4　水汽的擴(kuò)散與輸送

1.5　降水

1.6　下滲

1.7　徑流

第2章　流域的產(chǎn)流理論與匯流分析

2.1　流域產(chǎn)流理論

2.2　流域匯流分析

第3章　水文統(tǒng)計(jì)

3.1　頻率計(jì)算

3.2　相關(guān)分析

第4章　河流水文系統(tǒng)

4.1　河流、水系和流域

4.2　河流的水情要素

4.3　河流的補(bǔ)給

4.4　河川徑流的變化

4.5　河水的運(yùn)動(dòng)及其對(duì)泥沙的影響

4.6　河流系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)的相互關(guān)系

第5章　城市濕地水文系統(tǒng)——以合肥市景觀(guān)水域?yàn)檠芯繉?shí)例

5.1　合肥市主要水景觀(guān)模式及功能

5.2　城市景觀(guān)水體小氣候效應(yīng)

5.3　合肥市水景觀(guān)規(guī)劃及策略

5.4　對(duì)市內(nèi)主要水景區(qū)的評(píng)價(jià)

第6章　地下水水文系統(tǒng)

6.1　地下水的蓄水構(gòu)造與巖石的水理性

6.2　地下水的類(lèi)型

6.3　地下水的運(yùn)動(dòng)

6.4　地下水的補(bǔ)給、排泄及動(dòng)態(tài)平衡

第7章　水災(zāi)害成因及對(duì)策

7.1　洪澇災(zāi)害

7.2　泥石流和山體滑坡

7.3　熱帶氣旋、風(fēng)暴潮和海嘯

7.4　控制水災(zāi)害的對(duì)策

第8章　水資源可持續(xù)利用實(shí)例

8.1　水資源涵義及特點(diǎn)

8.2　水資源量及其分布

8.3　我國(guó)水資源問(wèn)題及其對(duì)策

8.4　城市雨水資源及其利用

8.5　雨水資源利用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

8.6　北京雨水利用與綠色奧運(yùn)

附錄

參考文獻(xiàn)2100433B

其內(nèi)容主要包括人類(lèi)活動(dòng)的水文效應(yīng)與評(píng)價(jià)。特別是人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的影響乃是其最重要的課題。城市化和工業(yè)化對(duì)水文、水資源的影響和評(píng)價(jià)、水利工程的水文效應(yīng)、水質(zhì)污染的水文學(xué)問(wèn)題以及其它人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文、水資源的影響和人類(lèi)活動(dòng)干預(yù)后水文情況改變及其反饋的評(píng)價(jià)與方法等也都是當(dāng)前研究的主要課題。國(guó)際科學(xué)水文協(xié)會(huì)每個(gè)階段研究項(xiàng)目中都有很多這方面的課題，其成果不僅有助于水文科學(xué)的發(fā)展和水資源管理水平的提高，而且能給人類(lèi)生活帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

本書(shū)根據(jù)課程改革的要求，秉承了經(jīng)典、成熟的理論體系，在系統(tǒng)闡述水文科學(xué)基本理論和方法的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)分析與應(yīng)用，保證了知識(shí)的完備性，充分反映了當(dāng)代水科學(xué)研究的新觀(guān)點(diǎn)和新技術(shù)。全書(shū)分為三大部分。第一部分為環(huán)境水文學(xué)的基本理論和基本研究方法；第二部分闡述水文系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)之間的交互關(guān)系；第三部分闡述水災(zāi)害的成因及對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響和水資源可持續(xù)利用與管理。

本書(shū)結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容新穎，資料豐富，圖文并茂，針對(duì)性強(qiáng)，突出了理論基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)環(huán)境意識(shí)，貫穿人地關(guān)系和可持續(xù)發(fā)展思想，符合課程改革的要求?？勺鳛樗乃Y源、環(huán)境科學(xué)、地理科學(xué)等專(zhuān)業(yè)人員和高校師生的參考用書(shū)。

環(huán)境水文學(xué)是隨著水文研究的深化與環(huán)境科學(xué)的興起而發(fā)展起來(lái)的。世界上許多國(guó)家和有關(guān)國(guó)際組織，先后在這方面開(kāi)展了不少的研究，如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于1980年前后開(kāi)展了環(huán)境生態(tài)、水質(zhì)模型、降水水質(zhì)及地下水質(zhì)研究；原蘇聯(lián)開(kāi)展了“湖泊與水庫(kù)的水文學(xué)與生態(tài)學(xué)”的國(guó)際水文研究活動(dòng)：國(guó)際水文計(jì)劃列了與環(huán)境水文學(xué)有關(guān)的研究項(xiàng)目（如人對(duì)水文循環(huán)的影響、特殊地區(qū)及其土地上的水文學(xué)等）。中國(guó)于20世紀(jì)70年代開(kāi)始，進(jìn)行了開(kāi)發(fā)利用自然資源引起的水質(zhì)、水量變化及其對(duì)生態(tài)環(huán)境和人群健康的影響等研究。在中國(guó)水利學(xué)會(huì)環(huán)境水利研究會(huì)主持召開(kāi)的學(xué)術(shù)討論會(huì)上，發(fā)表了不少環(huán)境水文學(xué)研究成果。1994年制定的《中國(guó)21世紀(jì)議程》中，已將“水資源、水質(zhì)和水生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)”及“氣候變化對(duì)水資源的影響及其適應(yīng)戰(zhàn)略”列入水資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用的主要方案領(lǐng)域。

水文學(xué)水的出現(xiàn)

地球表層的水由地球內(nèi)部逸出，經(jīng)過(guò)約35億年的積聚和演變，逐漸形成今天的水圈。水圈的形成不僅改變了巖石圈的面貌，使大氣圈中的現(xiàn)象變得復(fù)雜多樣，而且導(dǎo)致生物圈的出現(xiàn)。因此，水的出現(xiàn)和水圈的形成，是地球自然歷史中最重大的事件。

水文學(xué)研究領(lǐng)域

水文學(xué)的研究領(lǐng)域十分寬廣。從大氣中的水到海洋中的水，從陸地表面的水到地下水，都是水文科學(xué)的研究對(duì)象；水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈等地球自然圈層的相互關(guān)系，也是水文學(xué)的研究領(lǐng)域；水文科學(xué)不僅研究水量，而且研究水質(zhì)，不僅研究現(xiàn)時(shí)水情的瞬息動(dòng)態(tài)，而且探求全球水的生命史，預(yù)測(cè)它未來(lái)的變化趨勢(shì)。

陸地上的水量雖然只約占全球總水量的3.5%，但淡水幾乎都分布在陸地。整個(gè)人類(lèi)生活在陸地，最復(fù)雜的水文過(guò)程也發(fā)生在陸地，因此對(duì)陸地上的水的研究尤其受到人們的重視。陸地水文學(xué)是水文科學(xué)的主要組成部分。有關(guān)海洋和大氣中的水文知識(shí)，現(xiàn)已分別歸入海洋學(xué)和大氣科學(xué)的范疇里了。

水文學(xué)學(xué)科內(nèi)容

水文學(xué)與氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)等學(xué)科關(guān)系密切。廣義的水文學(xué)可分為水文氣象學(xué)、海洋水文學(xué)和陸地水文學(xué)。水文氣象學(xué)主要研究大氣中水汽的變化規(guī)律，包括大氣中的水循環(huán)和水量平衡，以蒸發(fā)、凝結(jié)、降水為主要方式的大氣與下墊面的水分交換，是水文學(xué)與氣象學(xué)的邊緣學(xué)科。海洋水文學(xué)主要研究海洋的水文現(xiàn)象，包括波浪、潮汐和海流等，屬海洋學(xué)的內(nèi)容之一。陸地水文學(xué)主要研究陸地上各種水體的水文現(xiàn)象和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和研究工作的深入，已形成河流水文學(xué)、湖泊水文學(xué)、冰川水文學(xué)、地下水水文學(xué)等分支。陸地水文學(xué)中直接為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等生產(chǎn)部門(mén)服務(wù)的內(nèi)容稱(chēng)為應(yīng)用水文學(xué)。狹義的水文學(xué)通常指陸地水文學(xué)和應(yīng)用水文學(xué)。

水文學(xué)研究方法

概括為：①成因分析法。即以收集水文站網(wǎng)的大量實(shí)測(cè)資料及室內(nèi)試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，研究水文現(xiàn)象的形成過(guò)程、物理機(jī)理和相互關(guān)系，建立水文現(xiàn)象與影響因素的定量關(guān)系或水文模型。②數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。水文現(xiàn)象兼有確定性和隨機(jī)性，可以把某些水文現(xiàn)象看作隨機(jī)事件，用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法，對(duì)某些水文現(xiàn)象進(jìn)行頻率分析，推求各種頻率(或重現(xiàn)期)的水文數(shù)據(jù)。③地區(qū)分析法。氣候與自然地理?xiàng)l件具有地區(qū)性分布的特點(diǎn)，水文現(xiàn)象也有一定程度的地區(qū)相似性，因此可研究水文要素分類(lèi)和分區(qū)的特征值或建立區(qū)域性經(jīng)驗(yàn)公式，或繪制各種特征值等值線(xiàn)圖和分區(qū)圖。

生態(tài)水文學(xué)一詞從上世紀(jì)90年代開(kāi)始被廣泛使用以致沖淡了人們對(duì)生態(tài)水文學(xué)內(nèi)涵的思考。盡管有很多人在思考什么是生態(tài)水文學(xué)，但由于各人的研究領(lǐng)域和興奮點(diǎn)不同，有關(guān)生態(tài)水文學(xué)的概念仍相當(dāng)混亂。按時(shí)間順序，我們列出一些關(guān)于生態(tài)水文學(xué)的定義：

1、生態(tài)水文學(xué)是研究所有生命及無(wú)生命組成的交互關(guān)系中的水文過(guò)程、現(xiàn)象及特性的科學(xué)( Timchenko，1994) 。

2、Hatton認(rèn)為生態(tài)水文學(xué)是指在一系列環(huán)境條件下來(lái)探討生態(tài)水文過(guò)程，它考慮了干旱地區(qū)、濕地、森林、河流和湖泊的生態(tài)水文過(guò)程（Hatton，1997）。

3、Post等則認(rèn)為它是研究水文、氣象及生態(tài)過(guò)程之間的關(guān)系，包括不同時(shí)間下水文過(guò)程如何影響到生態(tài)過(guò)程及生態(tài)系統(tǒng)及地貌又如何回饋或影響到水文過(guò)程兩個(gè)核心問(wèn)題（Post等，1998， EOS 79(43)）。

4、Baird等則認(rèn)為它是研究植物與水的相互作用以及與植物生長(zhǎng)相關(guān)的水文過(guò)程（Baird and Wilby，1999）。

5、Rodriguez-Iturbe (2000)(Water Resources 36(1))則定義生態(tài)水文學(xué)為研究不同生態(tài)形式及過(guò)程中的水文機(jī)制的科學(xué)。Rodriguez-Iturbe 認(rèn)為它是在氣候－土壤－植被動(dòng)態(tài)過(guò)程中研究水文機(jī)制，以便預(yù)測(cè)生物對(duì)全球變化的響應(yīng) (Rodriguez-Iturbe，2000)。

6、1997年俄羅斯彼德堡國(guó)立水文氣象學(xué)院出版教材《水資源(陸地水)利用和保護(hù)的生態(tài)觀(guān)》中提出“生態(tài)水文學(xué)(水利生態(tài)學(xué))”、“水利生態(tài)系統(tǒng)”等概念，提出新的學(xué)科方向要研究具體“水對(duì)象”(河、湖、水庫(kù)等)群體態(tài)勢(shì)的定性定量的評(píng)價(jià)，研究不同層次和尺度的水體生態(tài)系統(tǒng)。

7、Nuttle認(rèn)為它是關(guān)于水文過(guò)程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)功能影響以及生物過(guò)程對(duì)水循環(huán)要素影響的交叉學(xué)科（Nuttle 2002）；

8、生態(tài)水文學(xué)整合了生態(tài)及水文知識(shí)，以了解生態(tài)系如何改變水文特性，而這些水文特性又如何影響生態(tài)系功能，雖仍為研究生態(tài)與水文之關(guān)系，但較偏向水文特性之探討。認(rèn)為（黃土高原生態(tài)水文研究，林業(yè)出版社，2000），在科學(xué)體系上，生態(tài)水文學(xué)屬于地球科學(xué)范疇，是水文學(xué)的一個(gè)分支，是生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的交叉學(xué)科。

9、生態(tài)水文學(xué)就是將水文學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)管理的一門(mén)科學(xué)。主要研究生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水文循環(huán)與轉(zhuǎn)化和平衡的規(guī)律，分析生態(tài)建設(shè)、生態(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù)中與水有關(guān)的問(wèn)題。如生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化對(duì)水文系統(tǒng)中水質(zhì)、水量、水文要素的平衡與轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響；生態(tài)系統(tǒng)中水質(zhì)與水量的變化規(guī)律及其預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法；水文水資源空間分異與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)位關(guān)系。因此，我們認(rèn)為：生態(tài)水文學(xué)是基于生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的一門(mén)交叉學(xué)科。通過(guò)生態(tài)學(xué)及水文學(xué)知識(shí)的整合以進(jìn)一步了解水與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用過(guò)程與規(guī)律，把穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)特性作為水資源可持續(xù)利用的管理目標(biāo)。

生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展與中國(guó)生態(tài)需水問(wèn)題

中國(guó)是一個(gè)降水時(shí)間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國(guó)家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。人均淡水資源僅為世界人均量的1/4，居世界第109位，已被列入全世界人均水資源13個(gè)貧水國(guó)家之一。全國(guó)600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問(wèn)題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)。

對(duì)于生態(tài)水文學(xué)這一新的邊緣性交叉學(xué)科的完整、定義仍然存在諸多爭(zhēng)議，綜合各位學(xué)者對(duì)于生態(tài)水文學(xué)的理解和理論闡述，相對(duì)比較一致的觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為該學(xué)科是揭示生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)格局和生態(tài)過(guò)程水文學(xué)機(jī)制的科學(xué)，探討生態(tài)系統(tǒng)中植物對(duì)于水文過(guò)程的影響以及水文過(guò)程對(duì)于植物生長(zhǎng)和分布作用，以植物與水分關(guān)系為學(xué)科研究基礎(chǔ)，以土壤水分及植被蒸散為核心研究?jī)?nèi)容，以生態(tài)過(guò)程和水文過(guò)程耦合機(jī)制的尺度效應(yīng)為學(xué)科關(guān)鍵點(diǎn)，以水資源可持續(xù)利用和維持生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為學(xué)科研究目標(biāo)。研究對(duì)象包括濕地生態(tài)系統(tǒng)、干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)等不同生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型。所以，生態(tài)水文問(wèn)題被我國(guó)許多學(xué)者認(rèn)為是中國(guó)寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

生態(tài)水文學(xué)是一種對(duì)環(huán)境有利、經(jīng)濟(jì)可行和社會(huì)可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問(wèn)題的出現(xiàn)，生態(tài)水文學(xué)成為中國(guó)西部生態(tài)需水問(wèn)題研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。西部地區(qū)特別是青藏高原，是我國(guó)許多江河的發(fā)源地，素有中國(guó)“水塔”之稱(chēng)。也分布著大量的濕地和湖泊，保護(hù)這些地區(qū)的濕地和湖泊，不僅對(duì)保護(hù)局地生態(tài)環(huán)境，而且對(duì)保護(hù)江河源的生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。

此外，西北干旱區(qū)內(nèi)陸河流域開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、北方地區(qū)人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑塊的面積和格局對(duì)沙地水分平衡的影響等問(wèn)題，都需要對(duì)生態(tài)水文學(xué)機(jī)制進(jìn)行深入了解。干旱區(qū)生產(chǎn)用水和生態(tài)用水的關(guān)系以及維持干旱內(nèi)陸河流域持續(xù)發(fā)展的生態(tài)需水，特別是維持內(nèi)陸河下游天然綠洲穩(wěn)定的生態(tài)需水等問(wèn)題，也需要應(yīng)用生態(tài)水文學(xué)的方法去深入研究。2100433B