導語：如何才能寫好一篇水循環的定義，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

播放視頻《地球上的水》

師：剛才這段視頻為同學們提供了很多水的信息，水是生命之源，從本節課開始，我們就來認識一下地球上的水。

【新知學習】

第一節：自然界的水循環（板書）

【課標要求】

1.運用示意圖，說出水循環的過程和主要環節

2.說明水循環的地理意義

師：下面，我們就帶著這樣一個目的，進入今天的學習。

設問：同學們都聽過“井水不犯河水”這句話，對這句話，你們怎么看？覺得它有道理嗎？

生：思考，回答。

過渡：自然界中，水的類型很多，其中就包括剛才提到的井水（地下水）和河水，那這些不同水體之間有沒有聯系呢？如果有，它們又是怎樣聯系的呢？

一、相互聯系的水體（板書）

用一瓶農夫山泉礦泉水為例，提問并配合板圖：

1.這瓶水在進入瓶子之前，是來自哪里？（千島湖）

2.千島湖水又是哪里來的呢？（降水、地下水、積雪融水等）

3.降水又是哪里來的呢？（大氣水）

4.千島湖的水最后又到哪里去了呢？（主要流到海洋）

5.老師現在將這瓶水喝掉，它又變成什么水了？（生物水）

師：地理上，通常將某種水的來源稱為它的補給，從圖中可以看出，各種水體之間是有補給關系的，例如，千島湖水可以補給錢塘江。所以，井水是可以犯河水的。

提問：剛才講的這些水體，如果按照空間位置的不同，將其分為三類，應該怎么分？

生：（思考回答）

師總結：海洋水、陸地水、大氣水。

過渡：為幫助同學們理解這三類水體的補給關系，下面我們來做一個實驗：

模擬水循環：

1.在一個平底大燒杯中加少量的水，蓋滿底部即可，把一個裝有沙子的小燒杯放入水中。

2.用一塊透明玻璃蓋住大燒杯，并將大燒杯放在支架上準備加熱。

3.點燃酒精燈，給大燒杯加熱，觀察燒杯內和玻璃片上的變化。

師：如果大、小燒杯分別表示海洋和陸地，請同學思考，如何用箭頭來表示自然界中海洋水、陸地水、大氣水的相互補給？

學生思考并請一名學生上黑板畫圖，其他同學補充。

師：（板圖）

■

師：從圖中我們可以看出，水在海洋、陸地、大氣之間是可以循環往復運動的，我們將之稱為水循環。

二、水循環的過程和環節（板書）

1.定義（板書）

師：板書補充水循環過程中的主要環節。

提問：所謂循環，就是有去有回，請同學們觀察圖中哪些過程可以構成一個循環？

學生思考回答：

教師總結并板書：

2.分類海陸間循環陸地內循環海上內循環

提問：1.淮河水參與哪種循環？

2.塔里木河水參與哪種循環？

3.海上暴風雨屬于哪種循環？

過渡：剛才這個圖是一個簡化了的水循環示意圖，下面我們來看一個完整的水循環過程演示。

師：動畫演示水循環并提問。

1.海陸間循環有地球哪些外部圈層參與？（大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈）

2.陸地內循環有地球哪些外部圈層參與？（大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈）

3.海上內循環有地球哪些外部圈層參與？（大氣圈、水圈、生物圈）

過渡：正是由于水循環能聯系地球外部的四大圈層，所以水循環產生后，會對自然環境乃至人類活動產生深刻影響。

三、水循環的地理意義（板書）

師：蒸發從能量的角度看，是一個吸熱的過程，通過水汽輸送以后，到其他的地區產生降水，這又是一個放熱的過程。通過全球的大氣環流，水循環會將熱量從一地帶到另一地。

1.調節全球的熱量平衡（板書）

師：演示黃河流域黃土高原和黃河三角洲圖片，說明水循環的影響。

2.促進物質遷移，塑造地表（板書）

師：淮南工農業發展需要不斷從淮河取水，淮河的水會用完嗎？為什么？

3.促進水體更新（板書）

師：正如古希臘哲學家赫拉克利特說：“人不能兩次踏進同一條河流”。

拓展延伸：

設問：水循環有著自身的規律，但是人類為了自身的發展，也在不斷影響著水循環，你們覺得人類最可能影響水循環的哪些環節？（地表徑流、蒸騰、下滲、降水）

師：人類對水循環的影響如果是合理的，那會造福人類。

案例展示：都江堰水利工程對成都平原的影響（配圖片）

師：如果人類對水循環的影響不合理，也會危害人類。

案例展示：2011年鄱陽湖的干涸（配圖片）

學生分組討論：

1.鄱陽湖干涸與哪些自然因素有關？

2.鄱陽湖干涸與哪些人為因素有關？

3.人類可采取哪些措施避免這種情況發生呢？

過渡：水循環的異常已經影響到每個人的生活，包括生活在城市中的我們。

案例：南京、北京的內澇（配圖片）

分析說明：南京、北京的內澇，除了降水異常外，人類對地表植被的破壞，導致下滲減少也是一個重要的原因。

師：淮南作為一座資源型城市，政府提出要把淮南建設成山水園林城市，所以我們感受到了我們家鄉淮南的山更綠了，水更清了，我們的校園也因為花草樹木變得更漂亮了。

教師總結：看來，要實現人與自然的和諧相處，人類一定要遵守自然本身的規律，否則就會危害人類自身的安全。

篇2

關鍵詞：水安全 水資源承載力

1．前言

安全是危害或災害的反義詞，它與危害（或災害）的風險緊密聯系。危害（或災害）的風險愈小，安全度就愈高，反之亦然。水安全問題通常指相對人類社會生存環境和經濟發展過程中發生的水的危害問題。例如，水多了（發生洪水災害，導致人的財產損失，人口死亡問題）、水少了（發生干旱、水資源短缺以及引起的生態環境退化、人類生存環境損失）和水臟了（水污染導致的病害健康問題、人口死亡問題）。

中國是降水時空分配非常不均勻、“水“的問題十分突出的發展中國家。水多了（洪澇災害）、水少了（干旱、水資源短缺）和水臟了（水污染問題）業已成為制約中國可持續發展最為重要的限制因子，其緊急程度已經危及人類基本環境和生存問題和國家發展利益的安全問題。

在水安全問題研究中，水資源安全問題是最為重要的一個方面[1]。水資源安全通常指水的供需矛盾產生對社會經濟發展、人類生存環境的危害問題。20世紀末，不滿足可持續水資源利用的模式和環境問題導致嚴重的水資源安全問題，業已引起國際各國政府的高度重視。2000年3月，在荷蘭海牙(Hague)召開了“第二屆世界水論壇及部長級會議”。會議主題是：水的安全：從洞察到行動，全世界140多個國家首腦或部長，3000名科學家出席會議。21世紀水安全面臨7個主要挑戰[23]：

（1）滿足基本需求（meeting basic needs）

（2）保護生態（protecting ecosystems）

（3）食品安全（securing the food supply）

（4）水資源共享（sharing water resources）

（5）處理災害（dealing with hazards）

（6）水的價值(valuing water)

（7）科學管水(governing water wisely)

因此，水資源安全已經成為水資源研究的國家前沿熱點，受到世界范圍的注目。

水資源安全問題研究主要有：水資源安全的范疇，水資源安全的度量，水資源安全評價和水資源安全保障體系的建設等方面。從學術研究，水資源安全的度量最為關鍵。核心問題是：回答如何量度水資源安全程度和如何保證水資源安全？我們的觀點是：水資源承載力是水資源安全的基本度量。因此，研究水資源承載力對于認識和建設水資源安全保障體系尤為重要。

“承載力” 一詞，亦稱 “承載能力”（Carrying Capacity），起源于生態學，用以衡量特定區域在某一環境條件下可維持某一物種個體的最大數量[1]。隨著人類社會經濟發展，全球資源環境問題日趨嚴重，人們逐漸認識到自然資源是支持地球上生命系統和人類生存發展的物質基礎，其量和質是有限的，它們滿足人類現在與未來發展需要的能力也是有限的。關于生態承載力的一個較早的概念，是由世界自然保護同盟（IUCN）聯合國環境規劃署（UNEP）及世界野生生物基金會WWF在其出版的《保護地球》一書中提出的。他們把承載能力定義為一個生態系統所能支持的健康有機體即在維持它的生產力、適應能力和再生能力的容量。后了“承載力”概念得到延伸發展，比較多地用于說明生態系統、環境系統、資源系統承受發展和特定活動能力的限度。因此，生態承載力、環境承載力、資源承載力等諸多概念也相繼出現。

1974年，Bishop在《環境管理中的承載力》一書中指出“環境承載力表明在維持一個可以接受的生活水平的前提下，一個區域所能永久地承載的人類活動的強烈程度”[2]；高吉喜（2000）在其關于生態承載力的研究別指出：環境承載力是指在一定生活水平和環境質量要求下，在不超出生態系統彈性限度條件下環境子系統所能承納的污染物數量以及可支撐的經濟規模與相應人口數量[3]。此外，一些學者還從經濟、社會、環境、發展等方面對全球承載力進行了探討（Cohen，J.E.，1995；Sagoff，M，1995；Daly，H.E.，1995，1996）[4][5][6]。然而無論是生態承載力、環境承載力抑或全球（區域）承載力都是一個比較泛化的概念，如何描述和量化，實施和操作性不強，目前的研究還不深入。事實上，在對作為生態環境組成要素的各項自然資源的承載力問題還沒有完全解決的時候，是無法對生態環境承載力做更深入的研究的。

相比之下，當前對資源承載力的研究則獲得了更多學者的關注。對自然資源承載力的研究主要集中于土地、水和關鍵礦產資源方面。1949年美國的Allan將土地資源承載力定義為：“在維持一定水平并不引起土地退化的前提下，一個區域能永久地供養人口數量及人類活動水平”。50-70 年代，國外許多學者探討了土地承載力的計算依據為：在確保不會對土地資源造成不可逆的負面影響的前提下，土地的生產潛力能容納的最大人口數量。同時，對承載力的研究從靜態轉向動態，Millington等應用多目標決策分析方法，以各種資源（土地、水、氣候、能源等）對人口數量的限制，計算了澳大利亞的土地資源承載力。1986年我國也開始了題為“中國土地資源生產力及人口承載量”的研究，研究者認為土地資源承載力通常是指：一個區域在一定的農業技術條件下，土地用于食物生產所能供養的人口數量；或在一定生產條件下，土地資源生產力所能承載一定生活水平下的人口限度。由此，關于土地和水資源承載力的研究在中國全面展開[7]。

承載力概念的演化與發展是對發展中出現問題的反應與變化結果。在不同的發展階段，產生了不同的承載力概念和相應的承載力理論。如針對環境問題，人們提出了環境承載力的概念與理論，針對土地資源短缺問題，人們提出了土地資源承載力的概念與理論。而“水資源承載力”一詞，則是隨著水問題的日益突出由我國學者在80年代末提出來的。水資源承載力是一個國家或地區持續發展過程中各種自然資源承載力的重要組成部分，且往往是水資源緊短和貧水地區支持人口與發展的“瓶頸”，它對一個國家或地區綜合發展和發展規模有至關重要的影響。進入90年代以來，在地區和國家社會經濟發展中堅持走可持續發展道路已是普遍的共識，而水資源短缺與“水資源安全”問題也已成為影響可持續發展的重要制約因素，作為可持續發展研究和水資源安全戰略研究中的一個基礎課題，水資源承載力研究已引起學術界的高度關注并成為當前水資源科學中的一個重點和熱點研究問題。

轉貼于 2． 水資源承載力的定義

水資源承載力最早是源自生態學中的“承載能力”（Carrying Capacity）一詞，是自然資源承載力的一部分。近年來，我國不少學者在資源承載力、環境承載力等概念的基礎上對水資源承載力的定義進行了更深入的探討，茲選取幾個有代表性的例子列舉如下：

（1）在某一歷史發展階段的技術、經濟和社會發展水平條件下，水資源對該地區社會經濟發展的最大支撐能力[8]。（劉燕華，1999）

（2）某一歷史發展階段，以可預見的技術、經濟和社會發展水平為依據，以可持續發展為原則，以維護生態良性循環發展為條件，在水資源得到合理開發利用下，該地區人口增長與經濟發展的最大容量[9]。（李令躍，2000）

（3）一個流域、一個地區、一個國家，在不同階段的社會經濟和技術條件下，在水資源合理開發利用的前提下，當地水資源能夠維系和支撐的人口、經濟和環境規?？偭縖10]（何希吾，2000）。

（4）一定的區域內，在一定的生活水平和生態環境質量下，天然水資源的可供水量能夠支持人口、環境與經濟協調發展的能力或限度[2]。（馮尚友，2000）

（5）可理解為某一區域的水資源條件在“自然-人工”二元模式影響下，以可預見的技術、經濟、社會發展水平及水資源的動態變化為依據，以可持續發展為原則，以維護生態良性循環發展為條件，經過合理優化配置，對該地區社會經濟發展所能提供的最大支撐能力。（惠泱河，2001）

總之，盡管已有的水資源承載力定義在表述上各有不同，但其思路并無本質上的差異，都強調了支撐能力的概念。但是，對水資源 “承載力” 本身的內涵，表達比較宏觀。

結合中國科學院知識創新工程有關項目初步研究，作者的觀點是：水資源承載力可定義為“在一定的水資源開發利用階段，滿足生態需水的可利用水量能夠維系有限發展目標的最大的社會-經濟規?！?。因此，水資源承載力是一個度量區域社會經濟發展受水資源制約的閾值，它通常用滿足生態需水的可利用水量與社會經濟可持續發展有限目標需求水量的供需平衡退化到臨界狀態所對應的單位水資源量的人口規模和經濟發展規模（如GDP）等指標體系表達。

顯然，水資源承載力受水的供、需矛盾雙方影響， 它需要從受自然變化和人類活動影響的水循環系統出發，通過“自然生態-社會經濟”系統對水的需求和流域能夠提供的多少可利用水資源量的“支撐能力”方面加以量度。一種概化的水循環與水資源供需關系如圖1所示意。

圖1 量化水資源承載力的系統關系示意

核心問題是：在一定的水資源開發利用階段和生態環境保護目標下，一個流域/區域的可再生利用的水資源量究竟能夠支撐多大規模的社會經濟系統發展？如何合理管理有限的水資源（開源與節流），維持和改善陸地系統水資源承載能力？

考慮到水資源承載力研究的現實與長遠意義，對它的理解和界定，要遵循下列的事實：

·變化環境下（即自然變化和人類活動影響）的水循環是水資源演變和水資源承載力研究的基礎。因為一個流域和區域的水資源承載能力大小，直接與該流域和區域的可利用水資源量與質有本質的聯系。而區域可利用水資源量又決定于在不但變化的自然環境（包括全球氣候變化）和人類活動影響下水文循環規律及其控制的水資源形成規律。

·需要把把它置于水資源的可持續利用概念的框架，建立在生態系統完整、水資源持續供給和水環境長期有容納量的基礎上。生態系統需水是水資源承載力必須要考慮的重要、方面。

·需要從“水循環-自然生態-社會經濟”系統耦合機理上綜合考慮水資源對地區人口、資源、環境和經濟協調發展的支撐能力；

·水資源承載能力度量除了水循環和水資源變化的自然屬性影響外，還取決與社會經濟持續發展的有限目標。社會經濟發展的要求目標不同，相應的承載能力也不一樣。

因此，水資源承載能力的大小是隨水資源開發階段、目標和條件不同而變化，是一個動態、變化的概念。它不僅是水文循環、水資源研究的重要方面，而且與社會經濟發展、環境系統的耦合研究密切相聯，是可持續發展重大的國家需求研究的問題。

3．水資源承載力的度量與計算方法

由圖1的系統關系和水資源承載力的定義，可以導出水資源承載力的度量與計算方法。主要過程概述如下：

（1）水資源總量（W）： 它指流域水循環過程中可更新恢復的地表水與地下水資源總量（WL）。流域水循環受自然變化(包括氣候變化)和人類活動的影響，可更新恢復的地表水與地下水資源量也在不斷變化。另外，除了本地產生的水資源量外，人工跨流域調水（WT）可以增加本流域（或地區）的水資源總量。由于流域水循環降水和徑流形成的不確定性，對應不同保證率的水資源量，有流域水資源總量關系

W= WL + WT

（2）生態需水量（We）：生態系統是流域水循環和流域環境系統的基本部分，滿足一定環境要求的最小生態需水量（We）首先應該加以估算。它們通常由河道外的生態需水的估算（如天然生態需水、人工生態需水等），和河道內的生態需水估算（如防止河道斷流所需的最小徑流量等）構成。

（3）可利用水資源量（WS）：流域可利用水資源量是指在經濟合理、技術可行和生態環境容許的前提下，通過技術措施可以利用的不重復的一次性水資源量。在概念上，維系生態環境最小的需水量需要扣除，以保證生態環境容許的前提條件。因此，原則上講，可利用水資源量可以通過流域可更新恢復的地表水與地下水資源總量加上境外調水扣除生態需水量加以估算，即：

WS = aWL + WT – We

式中：a為反映工程技術措施的開發利用系數。

（4）水資源需求總量（WD）: 流域社會經濟發展規模水平可以表達為人口數量(P)，國民生產總值(GDP)或凈福利(H)等指標。因此，它們對水資源需求包括：人口需水(Wp)，工業需水 (WI)，農業需水(WA) ，環境和其它需水(WM)等。因此，社會經濟發展對水資源需求總量（WD）可表達為：

WD = Wp + WI + WA + WM

（5）流域水資源承載力的平衡指數（IWSD）：為了描述水資源的承載力，首先需要定義流域水資源承載力的供需平衡指數（IWSD）即：

很顯然，當流域可利用水量小于流域社會經濟系統的需水量，即，有，這說明流域可供的水資源量不具備對這樣規模的社會經濟系統的支撐能力。流域水資源對應的人口及經濟規模是不可承載。但是，通過調水增加WS和通過節水減少 WD可提高IWSD。 反過來，當流域可供水量大于等于流域社會經濟系統的需水量，即，這說明流域可供的水資源量具備對這樣規模的社會經濟系統的支撐能力，流域水資源對應的人口及經濟規模是可承載，供需為良好狀態。

（6）水資源承載力的分量測度：如何量度流域水資源的承載力呢？由定義和上述水資源承載力的供需指數可知，首先需要建立研究對象的“水-社會經濟-環境”系統關系。它們的作用是將水資源量支撐的環境、社會經濟系統規模（如人口數或人口密度、人均GDP工業產值、農業產值、水環境污染級別等）聯系起來。然后，通過一定的水資源開發利用階段與有限發展目標，分析識別出由供大于需，即 IWSD > 0 可行域退化到IWSD＝0，即系統供需平衡達臨界狀態的水資源WS=WD所對應的流域人口數（P）和社會經濟規模（GDP）等等指標參數。記水資源供需平衡達到臨界狀態的可供水資源量為， 進一步，可以定義水資源承載力的各個分量，即：

意義是：λ1表明維系現狀/目標水平的人口規模所需要最少水資源量WS；λ2維系現狀/目標水平的經濟規模所需要的最少水資源量WS。

流域的綜合水資源承載力（F） 是其分量的集成， 例如，

λ = 人均GDP / WS = (GDP/p )/Ws

（7）單位水資源量承載力的度量：為了達到水資源承載力分量和總量可比性的目的，可以進一步轉化水資源承載力分量為某單位水資源量的承載指標參數。例如，當統一轉化W0為億m3的可比單位水資源量，有對應的水資源承載力的各個分量，即：

上述公式中的就是流域系統第i個水資源承載力分量。例如，F1的單位量綱是每億m3的人口數目，說明該流域每億m3可利用水資源量能夠承載的最大人口數。同理，F2的單位量綱是每億m3的GDP，它說明該流域每億m3可供水資源量能夠承載的經濟發展最大規模的GDP。

同理， 流域的綜合水資源承載力（F）是其分量的集成。例如：

F= 人均GDP /億m3 = (GDP/p )/W0

4．西北干旱區水資源承載力綜合研究的關鍵問題

廣義上的西北地區包括新疆、青海、甘肅、寧夏、陜西和內蒙古的西北部，總土地面積為374萬km2，占全國的39%，總人口約1億，占全國的8%。涉及西北內陸河流域（包括新疆的部分外流河流域）、黃河流域、長江流域和瀾滄江流域。本文討論的范圍，界定在西北內陸河干旱地區。

西北干旱區水資源承載力綜合研究的關鍵問題有：變化環境的流域水循環模擬研究，生態需水研究，社會經濟可持續發展的水資源需求研究，流域水資源承載力的計量，西北干旱區水資源承載力綜合。下面重點討論水循環模擬，生態需水和指標體系問題。

（1）變化環境的流域水循環模擬研究

水文循環是聯系地球系統地圈~生物圈~大氣圈的紐帶，是全球變化三大主題碳循環、水資源和食物纖維中的核心問題之一，它受自然變化和人類活動的影響，決定水資源形成與演變的規律。因此，人類活動經濟開發和影響劇烈地區的水循環與水資源安全研究，是21世紀資源環境學科領域一個十分重要的方向性問題。

目前水科學發展的前沿問題突出反映在：水文循環的生物圈方面，自然變化和人類活動影響下的水資源演變規律，水與土地利用土地覆被等社會經濟相互作用影響等。因此，水文循環需要考慮地球生物圈、全球變化以及人類活動等方面的影響。國際地圈生物圈計劃（IGBP）代表國際地球學科發展前沿，水文循環的生物圈方面 (Biosphere Aspects of Hydrological Cycle，簡稱BAHC)是IGBP的核心之一。它注重陸面生態-水文過程與空間格局的變化規律和受人類活動影響的關鍵問題。進入90年代末，變化環境（即全球變化與人類活動影響）下的水文循環研究成為熱點。

人類活動對水文過程的影響，集中表現在對下墊面的改變上，改變流域下墊面的地形、地貌、土壤、植被等條件，可概括為土地利用和土地覆被的變化。下墊面條件發生變化了，水文過程的各環節也相應發生變化，如蒸發、入滲、產流的量會加大或減小，水循環的路徑和速率也會發生變化，也就是說，利用原來的降水-徑流關系不能反映土地利用/土地覆被變化后的流域降水徑流形成規律和水文循環過程，分析人類活動（土地利用/土地覆被變化）對流域徑流形成規律的影響成為當水資源承載力研究的基礎問題。

以河西走廊的黑河流域為例，由于中游引水等人類活動的劇烈影響，已經完全改變了流域中下游水循環關系，造成下游流量減少和斷流，產生嚴重的生態環境問題。為了說明黑河干流的水資源變化，我們將黑河干流上游出流控制水文站（鶯落峽站）及下游輸水控制水文站（正義峽站）1959年以來的實測流量資料進行了分析比較。根據1959-1998年實測資料統計，黑河鶯落峽多年平均流量49.83m3/s，相當于年徑流量15.71×108m3，正義峽多年平均流量31.05 m3/s，相當于徑流量9.80×108m3，鶯落峽流量高于正義峽流量18.78 m3/s，相當于區間多年平均每年損耗水量5.92×108m3。

從兩站流量多年變化趨勢看，鶯落峽站水量歷年變化平穩，年際變化不大，甚至還稍有上升。正義峽站水量不僅遠遠小于鶯落峽站，且水量在逐年減少（圖2），兩站水量年均差值越來越大（圖3）。

圖2 黑河鶯落峽及正義峽歷年徑流量變化圖

圖3 鶯落峽-正義峽年均流量差值圖

造成下游水資源量減少的原因：中游張掖地區人口持續增長，工農業生產迅速發展，用水量急劇增加，導致黑河干流水資源大量損耗，水資源的變化與人類活動的關系密不可分。

因此，深入研究自然變化和人類活動影響下的黑河流域水循環規律，是建立黑河流域水資源承載力模型的重要基礎。

（2）生態需水研究

中國西北地區氣候干旱、水資源短缺，水已經成為中國西北地區環境與發展最大的限制因子。實際觀測與實驗研究表明，水對生態環境質量有明顯的限制作用，生態系統對水的需求也存在脅迫響應的機制。生態環境需水量是維系生態系統平衡最基本的需用水量，是生態系統安全的一種基本閾值。因此，生態環境需水估算問題成為生態環境建設依據的重要基礎。確定不同生態類型的生態需水量，是生態環境建設區域配置的重要內容，是建設生態環境系統的關鍵。這也是中國工程院咨詢項目“西北地區水資源合理配置、生態環境建設和可持續發展問題”中第2課題中的關鍵問題之一。

20世紀90年代后，隨著國際地圈生物圈計劃（IGBP）等大的科學計劃推動，如水文循環的生物圈方面（BAHC）實施，國際國內對生態環境需水問題十分重視并且已有了一些研究。國家“九五”科技攻關項目有關課題，如“西北地區生態環境保護對策研究”等，利用土地利用/覆被變化的遙感信息對區域生態需水進行初步的估算。中國工程院一期咨詢項目《中國可持續發展水資源戰略研究》，取得了一批重要的研究成果，所完成9個專題報告中對生態環境用水也做出初步的測算，取得一些進展。但是，目前有關生態需水的研究仍處在初級發展階段，人們對“生態需水”問題理解還不盡相同。目前，與生態需水有關的概念和定義有多個方面，如“生態需水”、“生態用水”、“生態環境耗水”等。不同人從不同角度看問題有不同的理解與解釋?？傊?，生態環境與水文水資源以及人類生存環境的交叉研究，面臨許多挑戰，也存在不同的學術觀點與看法。

由于目前對“生態需（用）水量”一詞，還沒有確切的或者得到公認的定義，因此在對它的理解與計算上還存在這樣那樣的問題?？偟膩砜?，多數認為：生態需水量是指在水資源短缺地區為了維系生態系統生物群落基本生存和一定生態環境質量（或生態建設要求）的最小水資源需求量。它包括天然生態保護與人工生態建設所消耗的水量。其內涵：以可持續發展為前提的天然生態保護與人工生態建設的需水，其外延包括地帶性植被所用降水和非地帶性植被所用的徑流。因此，生態需水量可以理解為維系一定生態系統功能所不能被占用的最小水資源需求量，包括天然生態和人工生態，其計算有河道內和河道外之分。基礎是自然變化和人類活動影響下的流域水循環規律的認識與模擬。

·河道外的流域上的生態需水的計算

根據補給來源，生態需水首先可以分為降水性生態需水和徑流性生態需水。降雨形成徑流以及徑流運動過程中，地帶性植被所在的天然生態系統完全消耗降水量，非地帶性植被所在的天然生態系統消耗徑流量為主、降水為補充，處于地帶性與非地帶性的交錯過渡帶以消耗降水為主、徑流為補充。

從生態系統形成的原動力又進一步分為天然生態需水和人工生態需水兩大類。從植物生理角度分析生態需水，可以得到天然植被或農作物正常生長時的總騰發量ET。其水分來源有兩部分：直接利用的有效降水，以及通過水利工程直接或間接利用的供水。

區域生態需水計算應該以流域為單元，建立變化環境下的流域水循環模型，如圖1所示意。然后，充分利用高分辨率的土地利用遙感信息，結合陸面水文生態實驗站的校核分析識別確定。對于每個流域，結合其生態特點和水循環特點，確定一級分區為山區、平原綠洲、過度區、荒漠無流區。為了突出人類活動影響，在山區和平原綠洲中進一步區分天然生態系統和人工生態系統，作為二級計算分區。二級計算單元內在以土地利用單元作為三級計算分區， 由遙感信息土地利用圖上讀取各類生態面積單元。對三級分區的每一項，單獨計算其生態需水或經濟需水。在計算中考慮了天然植被或人工植被對徑流性水資源和降水性水資源的同時利用。國家“85”科技攻關項目中的一種基于水循環概念的流域生態需水計算框圖如圖6所示意（細節略）。

·河道內的生態需水的計算

河道內的生態需水的計算主要考慮的問題是維系河流湖泊水系的生態平衡的最小水量。主要考慮的方面有：

維持河湖水生生物生存的最小需水量；

維系城市人工生態環境景觀的最小需水量；

防止河流泥沙淤積所需最小徑流量；

防止河流水污染的最小水量；

防止海水入侵所需維持的河道最小流量；

防止河道斷流、湖泊萎縮所需維持的最小徑流量

通常需要通過流域水循環模擬、枯水分析后，在給出一定生態環境標準（或要求）下確定上述多個的最小流量組合的閾值（具體方法討論略）。

（3）水資源承載力評價指標及計算方法

水資源承載力評價指標的建立是水資源承載力研究中的另一個關鍵問題。核心是用什么指標體系反映“社會-經濟-環境”系統的發展規模與質量？目前，借鑒土地資源承載力的概念，采用在水資源可供給量所能維持生產的糧食產量的基礎上計算水資源承載力的方法顯然將問題過于簡化了[10]。

從目前的認識，水資源承載力評價指標的選取有不同的做法。例如，有人從定義出發直接選取可支持人口數量、工農業發展規模等人口和社會經濟發展指標作為衡量水資源承載力大小的依據[14]。也有人從水資源可供水量、需水量，可承載人口、社會、經濟技術發展水平和規模，水環境容量等方面綜合考慮建立水資源承載力評價指標體系，采用層次分析方法進行評價[15]。

本文建議，從水資源承載力的基本概念出發，通過水循環系統模擬，水資源評價、生態需水估算和社會經濟對水的需求分析，選取計算參數，主要有：對應不同保證率的水資源量，最小生態需水量，可利用水資源量，水資源需求量（包括人口需水，工業需水，農業需水，環境和其它需水等）；通過流域“社會-經濟-環境”系統的實際分析，確定水資源承載力評價指標體系，如水資源承載力的平衡指數（IWSD）等。運用本文提出的量化方法，獲得比較具體和實在的水資源承載力的度量結果，如維系現狀/目標水平的人口規模所需要最少水資源量，維系現狀/目標水平的經濟規模所需要的最少水資源量等。

總之，希望概念清楚，基礎扎實、評價方法簡單、可比性好。這方面研究工作需要在實際中發展和完善。

4．結語

水資源承載力的研究在我國雖然已有諸多研究課題和論述，但總的來說，已有的研究重點主要集中在對水資源承載力的評價與計算等方面，還沒有形成水資源承載力研究的成熟的理論和方法。筆者“拋磚引玉”。希望在其概念、新的理論與方法研究方面開展研討。幾點建議如下：

（1）加強學科交叉融合的研究

水資源承載力研究涵蓋了從理論到實證，從“水-生態-社會經濟”多學科基礎問題和可持續發展問題。從變化環境下的水文循環水資源演變規律到流域水文生態、植被耗水機理等微觀領域，從水文水資源科學到社會經濟科學、規劃科學等不同層次、不同學科的研究范圍，并以多目標決策分析方法、系統動力學方法、遙感與地理信息系統方法等作為技術手段，因此，迫切需要加強學科交叉融合的研究。

（2）技術方法的創新

目前制約水資源承載力研究的一個重要因素就是數據的獲取與分析處理。GIS在支持與水文和水環境有關的地理空間數據的獲取、管理、分析、模擬和顯示，以解決復雜的水資源、水環境規劃和管理問題方面顯示了其強大的功能[17]。水資源承載力研究必須突破陳舊的數據獲取與分析手段，充分利用現代先進技術，將地面水文觀測與空中遙感信息相結合，利用地理信息系統進行數值計算和模擬，并將現有水資源承載力數學模型方法與GIS集成，這是水資源承載力研究取得突破性進展的一個關鍵所在。

（3）研究領域的拓展

地域分異和空間格局歷來是地理學最重要的優勢研究領域，水土資源與社會經濟活動的空間配置狀況對水資源承載力有著極為重要的影響。因此，如何加強水資源承載力密切相關的區域合理配置研究，尤其是區域可持續發展是21世紀地理科學新的挑戰。它包括水土資源配置，上、中、下游的城市與產業合理布局，水源保護區區域范圍內的人口、產業布局等。將其納入水資源承載力研究的范疇，不但是水資源承載力研究的一個重要方面-水資源承載力區域差異研究的需要，也必將使水資源承載力研究成果對社會實踐具有更明確的指導作用，這是當前水資源承載力研究中極具潛力的一個研究領域。

篇3

【關鍵詞】 景觀用水治理 循環利用 問題

1. 景觀用水總論

1.1生態景觀用水定義

生態景觀用水，意思就是用于生態景觀并符合生態景觀用水的水。生態景觀用水一般要求清澈、無臭味、無污染。生態景觀用水可以是來自大自然的符合生態景觀用水的水資源，也可以是通過現代科技及設施處理的符合生態景觀用水的水資源，還可以是應用于現代景觀中的通過現代生物技術等使保持生態標準的水資源。

現代城市景觀園林規劃建設中，尤其現在越來越多的水景樓盤，小區內的人工湖、人工河內的水都需要有系統處理的。一般是用生物膜，想生物柵，生態浮島等，人工濕地技術現在也已經很大程度上的用到景觀水處理上來了。這些用水在使用過中都要盡量的接近生態標準。

1.2生態景觀用水延伸

通過現代科技及設施處理的符合生態景觀用水的水資源。如人工湖的用水，在水中養殖一些水生植物和動物使水體自凈。而用于草坪的灌溉水中有沒有有害物質，尤其是一些開放的綠地,要考慮在草地尤其是土壤中的有害物的殘留，防止二次污染。需要統籌考慮生產生活用水和生態用水的關系 在景觀環境中，建造生態水系，為人們營造一個親水的環境，也讓這座城市因水更加美麗、更有靈氣，得民心、順民意。只是，這么多水從哪里來呢？城市水系對于改善地區生態環境、減輕城市熱島效應、凈化空氣、提升城市品位、排洪防澇等作用巨大。不過，建設城市水系首先要解決城市水源問題。而且，對水源的可行性一定要有長遠評估，現在水源能滿足需求并不代表將來也能滿足。在缺水的環境下，要統籌考慮生產生活用水和生態用水的關系，不能顧此失彼。中水雨水幫忙解決景觀用水 ，該怎樣平衡生活生產用水和生態用水的關系呢？充分利用中水，是解決水源問題的有效途徑。

水循環利用均是以中水為主的人工循環利用系統，未見在構建地表涵養水庫的半天然循環利用的報道。水、地下水、污水作為水資源，創造性地開發了水循環利用系統，從根本上解決了缺水的問題。

2. 水循環利用系統

自來水是市政提供的城市公共用水水源，利用水循環往復的原理，深層次發掘水可循環利用的特性，創立景觀水循環利用系統。包括中水人工循環利用系統、地表涵養水半自然循環利用系統和地下水自然循環利用系統。

2.1中水人工循環利用系統

2.1.1系統構成 中水循環利用系統是人工系統，污水經過再生處理、水庫天然處理和二次處理，達到使用水標準，一部分回用，其余的中水進入地表涵養水循環系統，實現了水量基本平衡的使用循環。

2.1.2再生處理 再生處理是中水循環系統的主體

出水目標達到中水設施管理辦法中的中水標準和地面水環境質量標準的V類水體標準。再生處理是復合工藝。該工藝流程，實現了多種有效工藝的有機復合運行。分流取水器和綜合池是新技術。分流取水器是針對污水量大于取水量的情況設計的中水取水專用技術，不需要動力和清渣。綜合池在傳統的調節池中實現了調節、水解酸化、厭氧脫氮、初次沉淀等功能。綜合池中設兼氧段，第一氧化池為厭氧池，第二、三、四氧化池為好氧池，第四氧化池硝化混合液回流至綜合池。達到同樣的反硝化效果，低溫效果更為明顯。加填料的反硝化停留時間為不加填料的反硝化停留時間的11.8％, 解磷后的污泥回流到第三氧化池前端，清液經化學除磷后回流到綜合池，剩余污泥進人排出系統。這部分工藝是典型的除磷工藝。解磷池需要提供碳源作為解磷和增殖的能源。因聚磷菌容易吸收小分子有機物，尤其容易吸收低級脂肪酸類物質，而亞硝酸鹽，特別是硝酸鹽對聚磷菌解磷和增殖有較大的抑制作用。在綜合池中首先設水解酸化段，既可以向解磷池中的聚磷菌提供含有大量低級脂肪酸類物質，又避免了大量亞硝酸鹽和硝酸鹽的產生。為了增加聚磷菌的含量，第三、四氧化池不填加填料，按活性污泥法運行。沉淀池出水加混凝劑和石灰消解液，進行絮凝反應和Ca，(PO ) 沉淀反應，進一步去除懸浮物和Ca，(PO )：沉淀物。

2.2地表涵養水半自然循環利用系統地表涵養循環指水在地面、地表土壤層和植物的循環過程，是半自然循環系統，是連接使用循環和地下循環的紐帶，在水的循環過程中起到非常重要的作用。在水循環利用系統中。儲水部位具有處理和儲存兩大功能，是安全可靠供水的重要保證。

2.2.1中水補水途徑之一，中水一綠化一滲透一地表涵養儲水部位；

途徑之二，中水一水景一滲透一地表涵養儲水部位；

途徑之三，設置人工控制的地下補水支脈，形成中水一人工補水支脈一滲透一地表涵養水庫，冬季補水源不足時開通本途徑；

途徑之四，中水一水庫一人工河一滲透一地表涵養儲水部位。

2.2.2循環補水地表循環是地表涵養水庫的重要補水水源，循環越大，補水越多。循環之一直接綠化，即滲渠一綠化一滲透一徑流一滲渠；循環之二直接使用，即滲渠—使用一中水系統一水景綠化一滲透一徑流一滲渠；循環之三人工河，即滲渠一人工河一滲透一滲渠；循環之四人工循環，即滲渠一人工補水渠一滲透一滲渠。

2.2.3雨水補水雨水是雨季地表涵養儲水部位的重要補水水源，包括空山水、屋面雨水、綠地雨水、道路雨水和流域雨水。

2.3地下自然循環利用系統

地下水的循環利用主要指區域內深水井的利用。深層地下水的循環過程是一個大區域的循環過程，屬自然循環，地表水在自然循環過程中通過巖層裂縫和其他途徑滲透，向深層地下水線和地下水源聚集地徑流，到達地下儲水結構，通過深井取水實現循環。深層地下水主要用于公建飲用水和直飲水。

結語

水在自然界不斷往復循環，這是自然規律。利用水的循環規律，修復、強化、提升水的循環，深層次地開發利用水的循環，是解決城市用水供需矛盾的根本途徑。自來水不是城市的惟一水源，利用污水、雨水、地表涵養水、地下水作為水資源，開發生態景觀水循環利用系統，將成為一條更符合自然規律的、嶄新的水綜合利用模式，大大推動生態的發展，為水務事業做出積極的貢獻。

參考文獻：

[1] 全球水循環與水資源 程磊 氣象出版社.

篇4

關鍵詞：南方 水循環異常應對措施

中圖分類號：TV21文獻標識碼： A 文章編號：

1南方三年旱災和水災回顧及水循環異常

1.1南方三年旱災回顧

2010年中國西南大旱是2010年發生于中國西南五省市云南、貴州、廣西、四川及重慶的百年一遇的特大旱災。云南、貴州、廣西、重慶、四川等西南受旱五?。▍^、市）累計投入抗旱資金41.1億元，投入勞力2526萬人，投入抗旱機動設備114萬臺套、運水車38萬輛次。

2011年4月份以來，我國長江中下游地區遭遇嚴重旱情。據資料顯示年初以來，長江中下游地區降水與多年同期相比偏少4-6成，為1961年以來同期最少年份。其中安徽、江蘇、湖北、湖南、江西、浙江、上海平均降水量為1954年以來同期最少，此次旱災主要呈現以下特點：一是持續時間長；二是農作物、養殖業損失嚴重；三是人畜飲水受到嚴重影響。

2012年4月有“千湖之省”美譽的湖北省由于降雨嚴重偏少，大江大河來水持續偏枯，湖泊面積急劇縮小，用水短缺的矛盾日益突出。4月長江中游水庫、湖泊水體大幅減少。洞庭湖水體面積為456.18平方公里，為10年來最少。丹江口水庫為320.03平方公里，逼近歷史最少。洪湖、梁子湖、斧頭湖等比歷史同期少20%。

1.2南方三年水災回顧

2010年7月開始，受持續強降雨影響，中國第一大河流——長江流域多處發生超警戒洪水，中下游干流不同地點水位上漲。流域面積180萬平方公里、占中國陸地面積18.8%的長江全面進入汛期，沿江各地區進入全力備戰洪水狀態，長江流域面臨著20年來的最高水位。

2011年6月3日到6月20日，大約兩周的持續強降雨造成了不少地區的嚴重內澇，典型的代表是武漢市。據統計：自6月3日到20日，兩星期時間，全國有江蘇、江西、湖南、湖北、云南等十三個省區、86個市（州）、510個縣（市、區）、3657萬人受災，直接損失350.2億元人民幣。

2012年7月進入強降雨集中期、雨勢強勁，長江中下游水位持續上漲，江西、湖南、湖北、廣東、廣西等地相繼受到水災影響。

1.3南方水循環異常

在水文學中認為，水資源時刻處于降水、徑流、蒸發、水汽輸送四個環節中并不斷循環，整個過程稱為水循環，在水循環中，對于任一地區（或任一水體），在給定的時段內，輸入的水量與輸出的水量之差額等于蓄水量的變化量，這定義為水量平衡。

根據水文統計原理，多年的某一區域蓄水量一般不會變化很大，但是當某時段輸入水量增大或輸出水量減少，都會引起蓄水量的變化，對于某一區域來說，年輸入水量、年輸出水量，蓄水變化量總是接近正常值，如果三者與正常值偏差過大，我們稱之為水循環異常，水循環異常表現為時段降水量增大和時段蒸發量減小，二者在水循環具體過程中又間接表現為洪災和旱災。

水循環異常引發的洪災和旱災，給人類的生產生活帶來了巨大的危害，洪災往往沖毀公路、鐵路等交通設施，毀壞農田，造成農業減產甚至絕收，毀壞水利工程設施、淹沒城鎮，廠礦、破壞地表形態，造成嚴重的水土流失；而旱災則直接威脅到人類的生產生活用水，農業缺水，作物欠收，直接威脅糧食安全，工業缺水不得不減產停產，影響經濟發展，總之，近三年來南方頻發的洪災旱災給我們的生產和生活帶來了嚴重的損失。

2.南方水循環異常成因分析

2.1氣候因素引起的水循環異常

降水是水汽以液態或固態形式從空中降落到地面的現象，是水循環過程中最基本的環節和水量平衡最基本的要素，也是陸地上各種水體直接或間接的補給水源和人類用水的根本來源，由于大區域范圍內的水汽輸送發生異常，導致降水時空分布的不均勻性和不穩定性，直接導致水循環異常。

通常情況下，年降水量分布較均勻，不會出現過大的暴雨，均勻的降水量保證了降水區域內各個流域的水量補給，使得各個流域能夠保證年平均流量，也能夠保證沿岸工農業和生活用水，不會出現過大的旱情，相反，如果氣候出現異常，降水量偏少，流域內流量低于平均流量則不能保障沿岸取水的需求，造成缺水，超過一定限度就造成嚴重大的旱災。雖然目前有人工影響天氣措施，但是對于大區域、大面積，人工影響天氣無法改變氣候異常造成的水循環異常。

2.2水污染引起的水循環異常

隨著經濟、技術和城市化的發展、排放到環境中的污水量日益增多。據統計，目前全世界每年約有420km3污水排入江河湖海，污染了5500 km3的淡水，就我國當前的環境形勢來看，水污染形勢更嚴重，特別是中小企業分散在各個小流域內，一方面對環境保護的認識不足引起環保投入與設施缺乏，工業、生活廢水直接排放，另一方面環境保護執法力度不夠造成的無序排放更加嚴重，使得我國的許多中小流域遭受嚴重的污染。

這些污廢水不經處理排入地表水體，造成全世界的水質惡化，水污染造成的“水質性缺水”，加劇了水資源短缺的矛盾和居民生活用水的緊張和不安全性。特別是遇到干旱的時候，這些污染的水體不能用于生活和農業取水，使得本來就緊缺的水資源更加珍貴。

2.3水利工程引起的水循環異常

在自然界中，水體處于自然狀態，在通常情況下，水循環是處于平衡狀態的，隨著人類活動對水資源的利用，直接或間接地破壞了水循環平衡。

其一是圍湖造田，湖泊在當地起著調節氣候，為蒸發提供足夠的水域面積，補充降水需要的水汽，還有調節地下水水位的功能，在地下水水位較高的地方還要地下水與地表水相互轉化的功能，圍湖造田，縮小了水域面積，減小了蒸發量，蒸發量的減小直接導致降水量減少，引起水循環異常。

還有在河流的上中游的山區地段，有的河段為了開發水電資源修建的引水式電站，將主河道改道，河水經引水、輸水隧洞從山體或兩岸穿過，這直接影響了水體的有效蒸發面積，減小了蒸發量，同樣破壞了水汽循環的平衡，造成降水量少，直接引發旱災。

篇5

關鍵詞：水土保持；概念；方案編制；水體損失；土地保育

中圖分類號：S15 文獻標識碼：A

1 水土保持的概念

水土保持現行定義是：指防治水土流失、保護、改良與合理利用山區、丘陵區和風沙區水土資源，維護和提高土地生產力，以利于充分發揮水土資源的經濟效益和社會效益，建立良好生態環境的綜合性科學技術。

1.1 水土保持的含義

近幾年水土保持與其他學科互相滲透，互相吸收，其內涵也在不斷的擴充，不斷充實，水土保持涉及的內容除了防治水土資源的流失外，還賦予了利用水土資源、綠化美化環境等。水土保持是一項綜合治理性質的建設工程，它以保水保土為中心，綜合采取合理利用土地、生物措施、工程措施和農業技術措施等手段，來達到改善生態環境和區域社會經濟可持續發展的目標，水土保持的內容已不只是防治水土流失，而是維護和提高土地生產力，建立良好生態環境，它能為國民經濟的可持續發展提供安全保證，能促進社會進步。

1.2 水土流失和土壤侵蝕

水土流失和水土保持是兩個相對的概念，雖然未在國際經典辭書上找到專門簡明釋意條目，但根據一些國際學術專著，它們的意義也是比較明確的：是指土壤侵蝕（包括水、風、重力、人為活動等營力）造成陸地表面水土資源和土地生產力的破壞和損失。土壤侵蝕是國際通用的土壤學學術用語，國際上有代表性的學術專著和機構對此定義大致相同，即水、風、重力等作用下土壤的流失。

1.3 水土保持的作用

水土保持的綜合治理對生態環境的作用和影響是不可估量的。水土保持綜合治理能有效改善治理區的生態環境，降低土壤侵蝕模數，增加林草覆蓋率，提高空氣質量，還能有效攔蓄降水，攔截泥沙入河。同時，對于緩解山丘區，農村人、畜飲水困難，減少洪澇災害和抵御旱災都有著積極的作用，并且能為治理區域的農、林、牧業創造良好條件，為增加群眾收入，使群眾盡快走致富道路提供有力的支撐。

1.4 水土流失與水土流失

防治水土流失涉及了防治土地荒漠化、防旱保水等內容，維護和提高土地生產力涉及了植物侵蝕、化學侵蝕、慎重考慮工程措施等內容，綠化美化環境則涉及了植樹造林、慎重使用復墾措施等內容?？傊?，水土保持已不是最初的水土流失防治，即采取措施簡簡單單地把水土資源固定在某一個區域。

2 水土保持問題根源的解析

隨著人們認識的發展，土壤侵蝕與水土保持學的概念在不斷完善、深化，水土保持學正在逐步演變成一個綜合學科。我們要逐步改變把水土保持單純地理解為水土保護，而沒有意識到水土保護的根本目的。保持含義不僅限于保護，而是保護、改良與合理利用。因此，在方案設計的時候，僅著眼于防治土體的損失，進行機械地“固定”處理，夸大甚至是盲目使用工程措施，從字面上理解植物措施。

2.1 對綠化、美化環境認識膚淺

同時，由于沒有意識到綠化、美化環境，一部分人沒有考慮植物措施、或是亂用植物措施、或是沒有把植物措施設計到相應深度等?？偟恼f來，是對綠化、美化環境的認識沒有深入。沒有考慮植物措施的人完全沒有考慮水土保持的綠化、美化這一部分內容。在方案設計中，不再乎植物措施，認為在工程措施的防護下，已經能夠達到防治目標，采用植物措施純屬多余。

2.2 僅從定義上理解，沒有注意到事物的發展

水同土地資源一樣，是限制農業發展的重要因素之一。中國地下水資源有限，地面水分配不均，事實上只有20%的水分布在64%的耕地上。估計到2050年，將缺水4，000億立方米，水資源方面形勢嚴峻。如國內有人把入滲作為一種水體保護措施；但有人認為，入滲到地層深處的水體已經變得難以利用。個人認為，水資源的保持要從水資源的利用、便于利用出發，做好庫存，同時進行防污染處理。所以，在方案編制中少了很多內容，讓編制方案的根本目的落了空。沒有了那“維護和提高土地生產力”這一內容，好多東西也就空蕩起來，更別說水土資源的可持續發展了。

3 法律意義的水土保持功能概念

3.1 如何定義水土保持功能

水土保持是指陸地上的一些生態系統在地表對水資源的蘊藏以及發揮的有利于蘊藏水土資源的能力，同時這樣的能力也對土地的生產力有著促進的作用。這里做個假設，若是定義里沒有水土保持設施這一概念，這是為了避免循環的論證理論而做出的假設。在定義中，生態系統是廣泛的概念，可以適用于任何的等級范圍。所以，池塘、農田、森林都可以被說成是生態系統，生物圈也是一個生態系統。定義中的土地生產力則是對水土保持功能進行評判的重要標準，這里的生產力不是經濟學也不是政治學上的生產力定義，而是生態學上的。

3.2 表現形式

這里的涵養作用是指，植被在地表覆蓋地面，可以對降水進行截持，并且能夠有效的對地面徑流進行調節以及吸收，對土壤進行改良，并保持突然的固持性，對下滲的水分可以起到滯留儲蓄的作用并且還能抑制地表水分的蒸發，水分的蒸騰是水循環的一種，對于森林以及水資源本質上需要發揮涵養作用，于山蓄水，于林蓄水是現代需要注意的。所以對于濫砍濫伐現象，以及肆意毀壞植被的現象，在陡坡開荒的行為都會破壞水源的涵養，也就是降低了水土的保持功能。

3.3 指標

生產力的大小排序上，森林最大其次是農田以及疏林然后則是灌叢和草原，荒漠的生產力最小。在同等的光照水分和溫度的自然環境下，植物的分布數量以及密度決定了生產力，植物的生產力總數的高低就決定了土地的生產能力，也就是說水土保持功能低。直接性的說明了，認為的一些挖掘以及破壞活動會產生壓塌破壞植被。

土壤是有機無機物的混合物，水分是其重要的物質組成，不僅僅影響了其物理性質，同時，也會對突然中的微生物活動以及溶解和轉移養分的含量造成影響，這是土壤肥力大小的重要影響因素，并且更是植物生長的重要條件，地表水以及地下水都會為根系說吸收，這也是土壤水分被利用的過程。

結語

我們一定要認清形勢，利用水土保持改善生態環境，促進經濟可持續發展，統籌規劃，求真務實，做好水土保持工作，使我國早日呈現出河流清澈、山川秀美的大好景象。

參考文獻

[1]王飛.人類活動對區域水土流失影響的定量評價[D].西安：西北農林科技大學，2004.

篇6

[關鍵詞]氣候變化 水文水資源 影響

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）21-0035-01

1.氣候變化對水文水資源影響的研究進展與方法

1.1 研究進展

針對氣候變化影響的研究最早是由世界氣象組織（WHO）、聯合國教科文組織（UNESCO）、聯合國環境計劃署（UNEP）等多個國際組織于上世紀70年代末發起并開展的，研究計劃包括世界氣候計劃（WCP）、全球能量水循環試驗（GEWEX）等。美國是較早組織氣候變化與水之間關系討論會的國家。隨后多項研究和報告出臺，其中影響力較大的項目是WHO與UNEP共同組建的IPCC，其專門就全球范圍的氣候變化進行評估，旨在為政府決策者提供適應氣候變化決策的科學依據，目前IPCC已4次非常重要的評估報告（分別為1991年、1995年、2001年和2007年）。氣候變暖及其對水資源、農業、生態和人體健康所造成的影響雖已得到全球公認，但氣候變化問題涉及國際環境、政治、經濟、能源、貿易等諸多問題，在落實《里約公約》、《京都議定書》和巴厘路線圖溫室氣體減排方面，如何體現“共同但有區別的責任”方面，各國分歧仍然嚴重。

1.2 研究方法

氣候變化對水文水資源影響的研究，目前都是基于氣候變化而引起流域氣溫、降水、蒸發的變化，預測徑流流量變化趨勢以及對區域供水的影響。由于氣候變化的復雜性及不確定性，評價氣候變化時無法得到未來氣候變化的準確預測值，只能得到一種可能出現的結果，這種氣候變化模式就稱作“情景”――種基于假設基礎上獲得的氣候變化時空分布的描述。進行氣候變化影響研究時先定義未來氣候變化的情景，再建立水文水資源模型，將氣候變化情景作為條件輸入到水文水資源模型中，經過模擬運算得到區域水文循環的過程及水文分量，以此評價氣候變化對水文水資源的影響，并提出相應的措施與對策。氣候變化情景可采用任意設置情景、長系列歷史資料分析、大氣環流模式3種方法生成。水文水資源模型可依據經驗統計、概念分析、流域水文分布等方式建模。已公布的氣候變化情景與水文水資源模型數量眾多，但多屬孤立、靜態模型，存在氣候模型與水文模型耦合性不足問題，且集中于氣候變化對徑流平均變化影響上，故應改進水文模型，建立大尺度分布式水循環模型，研究方向上加強對供用水系統、土壤水分、農業灌溉用水、水環境、航運等方面影響的研究。

2.氣候變化對水文水資源徑流的影響

2.1 對年徑流量變化的影響

在我國，水文水資源主要分為七個流域，隨著氣候變化的影響，南北方的徑流量會隨之發生改變，一般情況下，南方徑流量的增加與減少與北方徑流量的增加與減少交替進行，但是，整體趨勢還是以減少為主。針對我國的氣候條件，氣候變化對水文水資源徑流量影響最大的是淮北地區，徑流量的增幅最大的是遼河一帶，在黃河地區，其徑流量本來就小，在氣候變化的影響下，降水量將減少，那么，其水文水資源的年徑流量勢必隨著減少。

2.2 對西北山川徑流量的影響

在我國，西北地區地形高且地勢復雜，其河流的水源主要來自冰川消融水源的補給，隨著氣候的變化，在全球氣溫不斷變暖的趨勢下，冰川的消融速度加快，在夏季，流域的徑流量會急劇增加，而到枯水季，河流的變干速度也在加快，這對靠水源遷徙生存的動物是極其不利的。在氣候變化的影響下，我國的水文水資源流域都發生顯著的變化，加大了水文水資源的敏感性。

2.3 對徑流量系數的影響

水文水資源的徑流量對區域的濕潤與干旱情況有著重要的影響因素，由于各地不同的氣候環境，以及氣候的不斷變化，水文水資源徑流量的系數也會隨之不斷發生相應的變化。若某一地區的徑流量系數提高，那么該地區的氣候濕潤指數也隨之增加，則該地的水文狀況將會更加濕潤。反之，如果某地的徑流量系數降低時，那么該地區的干旱指數將會增大，水文情況則會邊干。所以，在氣候的變化下，水文水資源的徑流系數也隨著改變。

3.氣候逐漸變暖對水文水資源系統的影響

氣候的變化不僅受自然規律的制約，人為因素也會對氣候變化產生一定的影響。隨著二氧化碳排放量的逐漸增多以及相關氣體的排放，使得全球氣候變暖，氣候變暖對生態環境造成了一些列的影響，同時對水文水資源系統也產生了嚴重的影響。

3.1 對水文水資源質量的影響

環境問題與人們的生產生活息息相關，越來越獲得人們的普遍關注，在全球氣候變暖的情況下，全球氣溫普遍升高，研究表明，干旱、半干旱會增加降水量，增加了空氣濕潤度，也提高了農業的產量，但對我國大部分地區來說，會使我國旱澇災害的發生率大大提高，同時，全球氣候變暖，空氣溫度隨之提高，大大的降低了河水對污染物的分解能力，降低了水文水資源的質量，為人們的生產生活帶到不利的影響。氣候變暖對人們生產生活的影響是方方面面，因此，要加強對環境的保護，恢復原有的生態系統。

3.2 對用水供求的影響

在全球氣候變化的影響下，大氣環流也發生了顯著的變化，這樣，會對區域的降水量產生嚴重的影響。在經濟發達的地區，農業、工業都對水資源具有極大的需求量，在全球氣候變暖的情況系，區域降水量不平衡且相對減少，同時，水資源的蒸發量也提高，大大減少了水資源的供給量，這樣，水資源的減少不僅對人們正常的生活帶來不利的影響，同時，對經濟的發展產生了嚴重的阻礙作用。在降水量本身較少的地區，這種情況的發生將會更嚴重。由此可見，氣候變化對用水供給的影響在一定程度上大于對降水的影響，所以，在經濟快速發展的同時，我們要注意環境的保護，走可持續發展的道路，保護人類賴以生存的環境。

3.3 對區域敏感性的影響

氣候變化不僅對水文水資源的徑流量產生影響，同時，對各區域的干濕程度也會造成影響，在濕潤地區，徑流量對氣候變化具有較強的敏感性，在干旱地區，敏感性較弱。在全球氣溫變暖的情況下，我國七個流域的徑流量發生變化，其敏感性也會發生影響。

3.4 氣候變化對水資源管理的影響

氣候變化對水資源的開發、利用和管理產生明顯的影響。隨著海平面上升、冰川退縮、徑流減小及降水分布不均，供水需求在人口增加的條件下仍在增長，水資源供需緊張的矛盾將進一步加劇。我國水資源總量能排到世界第6位，但人均只有世界平均水平的1/4，居世界128位，同時我國水資源分布極為不均，北方人口接近全國的一半，耕地近2/3，GDP占45%，但水資源不到全國的20%，經常干旱缺水，而南方長江中下游地區由于降水量增加，頻發洪澇災害。這個特點決定了我國水資源管理的難度較大，所以應加強水資源的分析和預測，研究合理分配和利用水資源。

4.結語

氣候變化對我國的水文水資源通過水循環系統產生影響，氣候變化導致降水量、溫度、日照等在區域的變化，會對區域的徑流量、生活生產用水供給量等產生影響。所以，要積極保護我國的生態環境，讓氣候的變化遵循自然的規律，不能人為的改變氣候環境，這會對人類的生產生活造成難以改變的破壞。

參考文獻

篇7

同課異構，是新課程改革推進過程中形成的一種教學及備課模式。“同”是指相同的“課程標準”，“異”是指教師的教學風格、教學設計與教學策略的差異。同課異構，是同在目標，異在過程，異在實現課堂教學目標的內容與方法的個性化、特色化。針對不同班級、不同學情，在具體教學過程中，每位教師可以根據自己的教學理念、教學風格設計不同的教學思路，展示迥異的教學個性，表征“教學有法，教無定法”創造性要求，凸顯課堂教學“構思”與“結構”的差異。

一、課程標準的差異性解讀與教學設計的個性化構思

由于對課程標準的理解不同，不同教師對整節課的設計思路也各不相同，尤其是對教材內容的取舍、案例的選取及呈現的方式、時機及教學的側重點等方面不盡相同。湘教版地理必修Ⅰ教材中《自然災害對人類的危害》這一節內容的課程標準要求是：“以某一自然災害為例，分析其成因與危害”。筆者認為，本節課的重點是探討自然災害的“成因及危害”，因此對于教材中自然災害的定義及分類應該弱化處理；自然災害類型多樣，教學中不可能一一列舉，選取哪一種自然災害，需要考慮學生現有的經驗或體驗，并且盡可能接近學生的最近發展區。因此，在不同地區，可以結合當地的環境特點，選擇不同的案例，如有的地區可以重點講干旱，有的地區可以重點講地震……筆者在設計這節課時，選擇的是當地學生（啟東中學）感受最深刻的一種自然災害——臺風，讓學生利用已經具備的相關知識及生活體驗，嘗試分析臺風的成因及危害，并以此為基礎，進一步歸納自然災害形成的共性的成因和危害。

由于教學理念的差異，不同的教師對學生能力培養的側重點也各不相同。傳統教學注重應試能力的培養，有不少老師在課堂上著重培養學生的答題技巧；而現代教學模式則注重培養學生發現地理問題、分析探究其成因并提出解決問題的對策和措施的能力，并且要求學生能夠將理論與實際相聯系。地理學科知識來源于生活，高于生活，最終又應用于生活。學習對生活、對個人的成長有幫助的地理知識，不僅能夠激發學生學習地理的興趣，同時也賦予地理學科新的發展動力。本節內容具有明顯的地理學科特色，同時也最能體現地理學科的價值。面對自然災害造成的各種危害，尤其是對生命造成的各種傷害，學生應該如何保護自己，免受傷害，除了要具備一定的理論知識，更重要的是要學會一些必備的逃生自救的技能，這一點應該是本節課要達成的重要能力目標。

二、課改理念的差異性認知與課堂流程的個性化處理

教學過程的差異，直接體現教師教學思路的差別。從課堂的導入，到知識點之間的過渡，到重點難點的突破，再到課堂的總結，各個環節都能展示教師的教學特色、教學風格、教學理念、駕馭和管理課堂能力。本節課的導入，首先展示的是百度貼吧出現的在臺風“菲特”影響期間當地的相關留言及圖片，從學生身邊發生的事情展開，引導學生回顧當時的經歷、感受、所見所聞，進而總結臺風造成的危害，除了強風、暴雨、風暴潮之外，還對生活、生產、生命及財產造成危害，然后在此基礎上探求臺風的成因。在臺風造成的各種危害中，城市內澇是當地學生感觸最深的次生災害，學生在分析成因時，直接就能想到強臺風帶來的暴雨是內澇產生的自然原因。關于內澇的成因，教師還要引導學生從“人禍”的角度來分析：結合水循環的相關知識，從水循環的環節入手，分析城市建設過程中天然河道的填埋、植被的破壞以及混凝土地面的廣泛覆蓋對下滲及地表徑流的影響，在此基礎上，找到治理城市內澇的一般方法。關于洪澇的成因，可以引導學生結合自然地理環境整體性的相關知識，從氣候、地形地貌、水文水系特征、植被、土壤以及人類活動等方面展開，最終讓學生掌握分析洪澇災害問題的一般思路。

傳統課堂往往按部就班，整堂課以教師講授為主，學生被動地接受新知識。同課異構模式就是要求教師能夠打破常規，采取各種方式展開課堂教學：可以分組討論，可以就某個話題展開辯論，可以自問自答……用不同的方式展開教學，正是同課“異構”的一種表現和追求。

板書設計是容易被很多老師忽視的環節，也是最能直觀體現“同課異構”功能的環節。大多數老師都是流水賬似的平鋪直敘，盡管也能夠體現課堂教學的主要內容，但是卻不能反映知識點之間的邏輯關系，學生頭腦中的知識比較零散、混亂。如果教師能夠以知識框圖的形式幫助學生構建知識體系，學生就能更好地把握重點、更好地理解和掌握相關的知識。

三、教學素養的差異性養成與教學境界的個性化達成

教師的教學素養差異，直接關系到教師對于課堂教學內容所要達成的情感、態度、價值觀目標的把控能力。本節課的素材最適合對學生進行環境教育及生命安全教育，同時也能幫助學生培養辯證思維的能力和科學的人地關系觀。

通過本節課的學習，一方面要讓學生認識到，自然災害是地球發展過程中的正?，F象、自然的力量不可抗拒、人類在“天災”面前顯得非常渺小，但這類天災可以“防”；另一方面，又要認識到有些自然災害由于“人禍”加劇了成災的頻率、強度和影響范圍，這類自然災害可以“控”；只要合理利用和改造自然，自然環境就能造福于人類，反之也可能對人類造成巨大的傷害，由此幫助學生樹立科學的人地關系觀，這一點應該是本節課最終的升華所在。

本節課是進行生命安全教育的重要素材，教師應該通過這一節課讓學生更加懂得珍惜生命、樹立安全意識和防范意識。在有的老師看來，生命安全教育似乎“偏離”了主題。其實，我們研究自然災害的最終目的，就是要趨利避害，盡可能減少自然災害對人類的危害尤其是對生命的傷害。因此在本節課中，筆者刻意利用如皋中學優秀學子趙曉婷的事跡，結合視頻資料，對學生進行自我防護及逃生技能的相關教育，這也是“異”于其他老師構思之一。

自然災害對人類而言，常常會造成巨大的危害，但同時我們又要看到其有利的一面，例如洪水泛濫帶來肥沃的泥沙，促進農業發展甚至孕育了古代的文明；再如火山、地震、泥石流等，對人類而言是災害，但是站在自然界的角度，破壞的同時卻是一個建設的過程。培養學生的辯證思維能力，同樣體現出對同一節教學內容的不同處理。

篇8

關鍵詞：后工業景觀公園；工業廢棄地；景觀改造

Abstract: facing the city more and more derelict industrial land, after the industrial landscape design is to solve the associated environmental and social problems effective means. This paper focus on industrial landscape park after the representative works of summary commonly used gimmick landscape change.

Keywords: post-industrial landscape park; Derelict industrial land; Landscape transformation

中圖分類號：[TU242.7]文獻標識碼：A文章編號：

一、背景及定義

隨著后工業時代的到來，世界各國的經濟結構發生巨大的變化，產業布局調整，傳統工業逐漸衰落，在城市中留下了大量的工業廢棄地，帶來一系列的環境和社會問題。后工業景觀是用景觀設計的方法對工業廢棄地進行改造、重組與再生，使之成為具有全新功能和場所精神的新景觀，在促進資源可持續性合理利用、延續城市記憶與文化方面具有重要意義。

依托后工業景觀，將場地上的各種自然和人工環境要素統一進行規劃設計，組織整理成能夠為公眾提供工業文化體驗以及體閑、娛樂、體育運動、科教等多種功能的城市公共活動空間，即為后工業景觀公園。后工業景觀公園發端于20世紀60年代～70年代歐美發達國家，成熟于20世紀90年代的德國。

二、經典作品

在德國杜伊斯堡市北部的北杜伊斯堡風景公園里，你會看到人們自由融合在充滿后現代工業痕跡的場景之中：在綠色成蔭和原有鋼鐵廠設備的背景中，搖滾樂隊在爐渣堆上的露天劇場中高歌，游客在高爐上眺望，登山愛好者在混凝土墻體上攀登，市民在龐大的煤氣罐改造成的游泳館內鍛煉娛樂，兒童在鐵架與墻體間游戲，夜晚五光十色的燈光將巨大的工業設備映照得如同節日的游樂場。

這個場所原是一座鋼鐵廠，是1989年納入到德國魯爾工業區改造“國際建筑展埃姆舍公園”計劃“綠色框架”主題下的景觀公園系統競賽中。設計師彼得•拉茨贏得國際競賽一等獎，承擔設計任務。

三、設計手法

1、功能組織

在后工業公園景觀設計中，設計師遵循開放設計的理念，運用現代藝術新思路，充分利用工業符號和工業建筑自身的特點，合理搭建改造目標與原有建筑物間共通的橋梁，視情形采取完全保留、部分保留或構筑物保留的手法，加以功能、形勢、形態改造，適當大膽運用鮮明色彩，表達特定主題。

空間上，廠房等大空間可以改造成音樂廳、劇場，儲料倉改造成花園、兒童活動區，設備用房改造成餐飲、服務空間，辦公樓改造成旅館。

表1 工業設施公園化改造設計途徑

2、生態治理

后工業景觀公園設計蘊涵著生態學的思想，盡可能地循環利用場地上的物質和能量，這也貼切場地的歷史氛圍。

（1）廢料處理。場地上的廢料如果對環境沒有污染，可以采取就地取材、就地消化的原則進行使用或加工。例如鋼板熔化后鑄造其他設施或廣場鋪裝，磚或石頭磨碎后當作紅色混凝土骨料，焦炭、礦渣加工后作為植物生長的介質等。如果是污染環境的，這樣的廢料要經過技術處理后再利用。污染嚴重時，要對污染源進行清理，污染物外運。

（2）利用綠色能源。在北杜伊斯堡景觀公園中，彼得•拉茲將工業水渠改造成自然河道，利用冷卻槽、沉淀池構建水循環系統，在水渠岸邊相應設置風塔，利用風能構建水循環的豎向流動環節。而通過生態技術手段，利用植物、動物或微生物的活動來處理污水、污染土壤也是重要措施之一。

3、保留植被，打造生態景觀

廢棄地上的野生植被是適應污染土壤頑強生存下來的，對廢棄地生態恢復有著重要意義，應加以保護。北杜伊斯堡景觀公園的野生植被有450多種，在廠區與周圍環境的邊緣地帶，有大面積的原生生境，成為多種植物生長和鳥類棲息的場所，同時形成了鄉趣濃郁的植物景觀視覺。

后工業公園景觀設計和營造包含了生態演化進程，是展現長期的循序漸進的自然演化過程，例如北杜伊斯堡景觀公園金屬廣場鐵板的持續腐蝕、受污染土壤上植被的生長等問題，伴隨著項目的逐步實施，彼得•拉茲一直在充滿激情地持續地優化他的設計。

4、藝術生成

后工業景觀設計作品具有一種特殊語言的力量，設計師從形式和構圖上將現代藝術設計思想運用到工業廢棄地這種粗狂、充滿力量和歷史遺韻和生活回憶的載體上，使得工業廢棄地甚至城市的文脈有著美好延續。

構成主義認為，工程技術建造所應用的材料、所造就的場地肌理、所塑造的結構形式，與如畫的風景一樣打動人心。達達藝術認為任何存在的即使丑陋的也是藝術，生銹的高爐、廢棄的廠房、停產的設備、荒蕪的土地都可以提升為藝術。極簡主義追求抽象、簡化、幾何秩序，采用現代機器生產中的技術和加工過程來制造作品，崇尚工業化的結構，具有工業文明的時代感。大地藝術作為一種大尺度的藝術形式，對后工業景觀設計影響最為深遠，在一些藝術家和設計師看來，廢棄地上的工業遺跡就如同大地藝術，是工業生產在大地上留下的藝術品。

四、小結

長期以來，在國家、政府的政策引導下，或引進社會投資，集規劃、環保、建筑、景觀等多專業合力研究探索解決城市工業廢棄地問題，已獲得一定成效。在當前面臨高速發展的城市化進程而對土地資源利用提出了更高要求的形勢下，如何采取合適的改造途徑，恢復生態平衡、實現社會及經濟效益的可持續性增長，還需進一步探索。

參考文獻：

[1]王向榮，任京燕：從工業廢棄地到綠色公園——景觀設計與工業廢棄地的更新，中國園林，2003(3).

篇9

關鍵詞：地鐵；運營荷載；動三軸實驗；沉降

Abstract: the subway tunnel completed and put in operation, the load caused by the vibration of foundation soil vibration, the foundation soil vibration appear soil dynamic response, may directly affect the tunnel later settlement, thus it is necessary to study the tunnel the dynamic response of the foundation soil, this paper from that starting point, through to the station of nanjing subway yuan at the bottom of the original state the muddy silty clay into action triaxial test, using different dynamic stress than metro operation process of different depth and dynamic loads of soil under different confining pressure dynamic strain, move the variation of pore pressure rule, which then calculated the subway vibration load cause long-term ground settlement. The results show that the soil caused by the dynamic loads due to dissipate the pore pressure produced consolidation settlement is operation load of the main causes of the settlement, to train operation's later, sedimentation value basic tend to be stable, the train vibration load role in soil deformation of a little effect.

Keywords: the subway; Operation load; Dynamic triaxial test; settlement

中圖分類號：U231+.3文獻標識碼：A 文章編號：

0引言

運營荷載振動引起軌道系統下的地基土受振，地基土振動出現土動力反應，有可能直接影響到隧道的安全與穩定，因而有必要研究隧道地基土的動力響應。

隨著地鐵和輕軌建設的日益增多，對于類似地鐵列車振動荷載之類的具有作用時間長、并有一定作用周期的循環荷載可能產生的破壞，也正在引起人們的高度重視，國內已有多個由于行車振動荷載作用而導致基礎破壞的實例。例如，上海地鐵建成投付使用以后，發現隧道中行駛列車的振動對隧道周圍土體強度和變形有較大影響(隧道軸線的沉降明顯)，而且這種影響與地鐵列車運行狀態有很大的相關性[1]。

南京地鐵一號線邁皋橋-小行段于2005年5月開始觀光試運營。目前，西延線地鐵正面臨著較大的沉降威脅，不僅形勢嚴峻，而且原因十分復雜。第31期監測數據表明：西延線隧道在運營3年多的時間內已形成4個明顯的沉降槽，最大沉降量達114mm，差異沉降為99mm（見圖1）。同時，西延線隧道目前沉降仍以較大速率發展，其中近2.2％的區段底板沉降速率超過0.1mm/d；部分監測點的沉降速率甚至達到0.16mm/d。西延線沉降原因包括自身因素（地質因素、施工因素）和外部因素（周邊道路施工和車輛荷載的影響、周邊建筑工程的影響、運營荷載的影響和隧道滲漏的影響）。例如地質因素、施工因素是前期就對沉降起作用的，而運營荷載的影響和隧道滲漏等的影響是開始運營后才顯現出來的。

現有研究表明：南京地鐵西延線沉降很大程度上在施工期形成，但地鐵運營期間，列車振動荷載長期循環的作用下，基底下的飽和砂土及飽和粘性土層卻有液化和振陷的可能，其帶來的后果對隧道的縱向不均勻變形會產生較大的影響。

圖1 西延線沉降槽范圍內底板沉降歷時曲線和地鐵運營關系

為了定量地討論地鐵運營荷載對隧道沉降的影響，因此必須對西延線列車荷載作用下基底下淤泥質粉質粘土土層在循環荷載作用下的動力特性進一步的量化研究。

1研究現狀和模型選取

地鐵荷載作用下引起的長期沉降分為兩部分，即不排水循環荷載作用下土體中的累積塑性變形引起的沉降以及土體中由于動荷載引起的孔壓消散產生的固結沉降。

目前國內外學者對交通荷載下的土體變形一般采用兩種方法進行研究：一類為基于復雜彈塑性本構模型的動力固結有限元分析方法，該方法涉及參數較多，且獲取困難，同時計算量非常大，離工程應用還有相當距離；另一類為基于經驗擬合公式的簡化計算方法，該方法是在試驗或者實測資料的基礎上建立土體長期變形與主要影響因素的經驗擬合曲線，物理意義明確，簡單實用[2,3]。本文選用第二種方法，累積塑性變形與孔壓均采用經驗擬合計算模型與經驗擬合計算公式相結合進行求解，孔壓消散采用一維Terzaghi固結方程求解，最后采用分層總和法計算出地基土體的長期沉降。

篇10

關鍵詞：環境流量；水質水量平衡模型；Tennant法；濕周法；清溟河

中圖分類號：O647.3；X783 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1683（2017）02-0109-07

流量作為河流最重要的因子之一，是保證河流環境功能和生態功能正常發揮的必備條件。世界自然保護聯盟將環境流量定義為“在用水矛盾突出、且用水量可以進行調度的河流、濕地和沿海區域，為維持其正常生態系統及功能所擁有的水量”。國外其他學者針對環境流量也進行了定義，也為維持河流生態健康所需的流量。近10年來，我國學者結合我國河流面臨流量短缺和水質污染的雙重威脅的實際情況，界定了適用于我國河流的h境流量內涵及組成。其中王西琴等對環境流量的概念界定的較早，其認為環境流量具有更廣的內涵：如滿足白凈功能需求的水量一環境需水，滿足河道水沙平衡的水量―輸沙需水，滿足生態系統最低需求的水量―基本生態需水等。圍繞環境流量的計算，近年來也有許多研究成果，主要分為兩大類別，一類是基于水質水量平衡模型計算為改善河流水質所需的環境流量，一類是生態需水量相關計算研究。水質水量平衡模型主要通過模型的構建，可定量評價生態補水或不同調水情景對水質的變化。國內生態需水量計算常采用方法有水文學法（如改進Tennant法、月保證率法）、水力學法（濕周法和生態水力學法）、棲息地模擬法、整體法等。不同河流環境流量需求不同其適合的計算方法也不同。

本文在分析北方河流環境流量概念和內涵的基礎上，探討不同功能目標下環境流量的組成；結合北方河流缺水的特征，充分考慮二元水循環條件下，建立水質水量平衡模型，開展為改善河流水質所需環境流量的計算；同時以清溟河為例，采用不同計算方法計算河流生態系統所需環境流量，初步確定清溟河環境流量閾值。

1環境流量概念與組成界定

1.1環境流量概念與內涵

國內外目前對于環境流量概念與內涵沒有統一認知，國外主要是指為維持河流生態系統健康所需的流量，而國內存在水質污染嚴重與生態系統亟需恢復的雙重問題，多指維持河流生態環境功能正常發揮的流量。

本文認為環境流量是指在特定的區域、流域內，在相應的生態保護、恢復或建設目標下，某一時段能夠滿足河流系統生態環境功能所需流量。一方面，河流環境流量可以隨時間和空間變化，表現出動態變化的特征；另一方面，河流環境流量具有協調河流各項基本功能的內涵，表現出在特定時空單元內最大限度地滿足河流主要功能的優先選擇性。

1.2環境流量組成界定

環境流量組成界定需以河流功能分析為基礎，其中水環境功能區劃和水功能區劃中均涉及對河流功能的界定。水環境功能區劃管理目標中只考慮了水質標準，并以水質標準來界定該水質控制區的水域功能，與河流實際使用功能存在一定偏差，而水功能區劃是按相應水域的主導功能來劃定，并考慮了水資源的合理開發和有效保護，因此本文以河南省轄河流為對象，主要依據《河南省水環境功能區劃》和《河南省水功能區劃》來分析河流功能。

結合河流功能界定結果及廣義環境流量的概念及內涵，不考慮河流社會功能所對應的水利流量，河南省轄河流環境流量主要由維持水生生物棲息、稀釋自凈、景觀娛樂、防止泥沙淤積、地下水位和蒸發6項流量組成。

2環境流量計算模型構建

2.1水質水量平衡模型的構建

基于二元水循環的思想，將工業/生活排水等回歸水作為河道內流量一部分的前提下，建立了測算環境流量的水質水量平衡模型。

（1）模型具體構建思路。

水箱模型：在研究河段入河節點的實測徑流的基礎上，統計分析該河流或河段的降雨徑流、排水、取水和調水等水量的輸入、輸出，建立水量平衡；

一維水質模型：在水量平衡基礎上，考慮輸入、輸出污染物的衰減與降解，并采用一維水質模型模擬計算污染源變化引起的水質變化結果，并建立污染物通量平衡。

根據河流或河段不同階段水質目標要求，基于通過。建立水量水質平衡模型，測算分析保障河流水質達標所需的水量。河段水質水量平衡模型示意圖見圖1。

其中圖1中Q為輸入輸出水量，P為輸入輸出污染物總量。

（2）模型計算參數的確定。

主要針對該模型中的降雨徑流Q6和自凈削減量P凈中的綜合衰減系數k進行說明。其他參數可根據掌握的2014年的流量及水質數據進行確定。

降雨徑流Q6

河道徑流量的計算方法主要有等值線圖法、水位比擬法、徑流系數法、水文勘察法和經驗公式法本文中河段內的徑流量的推算采用徑流系數法。

徑流系數法是指當小流域或附近有年降雨量資料時，且降雨與徑流產生密切關系時，可利用多年平均降雨量與徑流量之間的關系計算徑流量即利用年降雨量的平均值與徑流系數推求多年平均徑流量，計算公式為：

W=1000×C×P×F （1）式中：W為年徑流量（m3）；C為該地區徑流系數，與研究區域植被、地形、地質、主河道長度等因素有關，可通過公式C=R/P計算徑流系數；P為多年平均降雨量（1982年-2012水文站點數據）（mm）；R為多年平均徑流深（1982年-2012水文站點數據）（mm）；F為控制河段流域面積（km2）。

綜合削減系數k

針對區段內水量不平衡，需要首先進行水量平筑在水量平衡中以斷面實測值為準可增加平衡水量（Q），其值等于上斷面流量與區段內匯入水量和下斷面流量之差。因此，本文確定的k值的綜合削減系數為計算公式為：

（2）

2.2Tennant法計算模型

Tennant法屬于水文學方法的一種，其所需數據為某斷面在人工干擾較少時期，自然狀態下近40年左右的逐月實測流量數據。特殊情況下，若河道長期人工干擾嚴重，自然狀態下的流量數據年份不足，此時可采用自然狀態下近10年左右的流量數據。

根據我國的北方河流的實際需水特點，對于Tennant方法的水期劃分要進行改進。在我國北方內陸河流中4月-6月為河流魚類產卵和各類植物復蘇生長的高峰期；7月-10月為傳統意義上的雨季，降水豐沛，河道水量明顯增加，流量變大；11月一次年3月降水較少，河道水量較小，受溫度影響，有些河段甚至出現結冰現象，河流的水生動植物進入冬眠期，生態需水量相對較小。因此，將河流生態需水按季節劃分為三個時段能更好地反映河流實際的來水過程。依據Tennant法的環境流量標準確定三個用水期的環境流量標準見表1。

2.3濕周法計算模型

濕周法是以濕周作為衡量棲息地質量的指標，來估算河道內流量最小值的方法。它根據河道的水力特性參數，如濕周、水力半徑、平均水深等，由實測的河道斷面濕周與斷面流量之間的對應關系，繪制濕周流量關系曲線，該曲線上的突變點對應的流量值即為河道最小生態流量。本文采用濕周法中的斜率法對清溟河環境流量進行計算。

（1）建立濕周-流量關系。

依據典型性、穩定性和實用性的原則選擇河道斷面，結合斷面的形態依據表2來建立濕周-流量關系，并進行曲線擬合。

（2）確定臨界點。

取濕周-流量關系曲線上斜率為1的點為臨界點，對函數p（q）求導，使dp/dp=1成立，即可算出最小生態流量q。

3清溟河環境流量計算結果分析

清溟河屬淮河流域沙潁河水系，發源于新鄭市，流經長葛市、許昌縣、魏都區（許昌市區）、臨潁縣、鄢陵等縣（市、區），至鄢陵縣陶城閘下匯入潁河，全長149 km，流域面積2 362 km2。流域水系圖見圖2。

3.1基于水質水量平衡模型計算結果分析

清溟河省控臨潁高村橋斷面的“十二五”省政府責任目標、消除劣V類水體目標和水環境功能區劃水質目標具體目標值見表3。

結合上述水質目標要求，以2014年水質及流量數據為基準，不同的水質要求設定不同的計算條件，開展環境流量計算，具體計算條件如下：

（1）“十二五”省政府責任目標測算條件：考慮2014年流域規劃、碧水工程計劃中相關治污工程已建成、碧水工程計劃中相關治污工程已建成，上述工程2015年正常運行。

（21消除劣V類水體目標：入河工業點源、集中污水處理廠有地方流域標準的按標準要求的排放濃度達標排放計算，無流域標準的工業點源按《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）一級標準（COD≤100mg/L、氨氮≤15 mg/L）達標排放計算，集中污水處理廠按《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準（COD≤50 mg/L、氨氮≤5mg/L、生活污水處理率≥85%）達標排放計算。

（3）水環境功能區劃水質目標：入河工業點源執行COD≤50 mg/L、氨氮≤5 mg/L，集中污水處理廠執行COD≤40 mg，L、氨氮≤3 mg/L。

依據上述計算條件，2014年清溟河現狀年平均流量為2 03 m3/s，為實現不同水質目標，清溟河高村橋斷面處所需新增環境流量見表4。

由于實現三種水質目標所需環境流量的計算條件與目標值均不同，所以計算結果不能相互比較，但可以看出通過工業點源和集中污水處理廠的進一步提標，可以減少為實現水質目標所需的新增流量。

3.2基于Tennant模型計算結果分析

依據清溟河三里橋水文站1958年-1970年的流量數據，采用Tennant法計算清溟河生態系統所需的環境流量見表5。

Tennant法計算所得清溟河生態系統所需的環境流量適宜范圍采用“好”級別的流量范圍，為0.16-1.67 m3/s，其中豐水期適宜流量范圍為0.75-1.67 m3/s、平水期0.16～0.37 m3/s、枯水期0.16-0.49 m3/s。適宜的流量過程見圖3，從枯水期到豐水期所需的流量有呈驟然增加的變化趨勢，平水期和枯水期則變化不大。

3.3基于濕周模型計算結果分析

（1）典型年的選取。

根據清溟河三里橋站1958年-1970年歷年流量數據進行水文頻率計算，選取頻率P=25%、P=50%和P=75%所對應的年份作為豐水年、平水年和枯水年的典型年。三里橋站水文頻率和典型年計算結果見表6。

（2）斷面特征。

因清溟河三里橋水文站o實測斷面資料，使用2009年清溟河河道治理工程設計斷面圖作為研究斷面（圖4），斷面為梯形的硬質化河道，底寬6=15m，邊坡系數m=0.833。

（3）計算結果。

根據梯形斷面流量和濕周關系公式（表2），計算各典型年各月平均流量對應的濕周，并進行曲線擬合，不同水平年的流量濕周關系曲線見圖5。

采用斜率法確定臨界點，得出各典型年環境流量為：Q（P=25%）=q，Qm=1.05 m3/s，Q（P=25%）=0.03 m3/s，Q（P=25%）=0.01 m3/s。為了驗證該方法計算結果是否符合實際情況，將濕周法計算結果與Tennant法計算結果進行對比分析，見表7。

由表7可知，濕周法計算清溟河三里橋斷面P=25%豐水年河道內環境流量超出Tennant法所設定魚類產卵育幼期和一般用水期中適宜環境流量，而P=50%平水年和P=75%枯水年環境流量遠遠小于Tennant法所設定魚類產卵育幼期和一般用水期中最小環境流量，其中S水年（1963年）生態水力學法計算環境流量結果為Tennant法設定的魚類產卵育幼期適宜環境流量的129.6%，得到了Tennant法的驗證，而平水年和枯水年的環境流量計算結果不能采用。造成這一結果的原因可能為清溟河三里橋水文站流量數據序列只有14年，且其中枯水年比例較高，導致經驗頻率計算結果不能很好地反映三里橋站真實的水文頻率。本文采用豐水年計算結果即環境流量為1.05m3/s。

3.4環境流量計算結果整體分析

（1）河道應保障的常態環境流量。

濕周法計算得出的結果為1.05 m3/s，是全年的平均流量，沒有分不同水期和月份計算，而Ten-nant法計算所得為每個月份的較適宜的流量，由Tennant法計算的“好”級別的流量值可以看出，只有7月、8月的流量大于濕周法所計算流量，其他月份均小于濕周法計算流量。為最大程度地保障河流生態系統所需流量，7月、8月份采用Tennant法計算值，其他月份均采用濕周法計算值，則清溟河河道應保障的常態環境流量計算結果見表8。

（2）河道改善水質所需應急補水。

根據實現不同水質目標所需環境流量計算結果，實現“十二五”省政府責任目標是最為迫切的，需新增環境流量為1.5 m3/s；而消除劣V類水體目標和水環境功能區劃水質目標是假設進一步提標排污條件下，遠期才能實現。因此，近期清溟河河道改善水質所需的環境流量為1.5 m3/s。

4結論

（1）環境流量是能夠滿足河流系統生態環境功能所需流量，應結合河流功能特點界定環境流量的組成并選擇適用的計算方法。

（2）本研究考慮“取、用、耗、排”社會水循環及降雨、蒸發等自然水循環建立水質水量平衡模型，清溟河為實現“十二五”省政府責任目標、消除劣V類水體目標和水環境功能區劃水質目標分別需要的環境流量為1.5 m3/s、0.6 m3/s、0.42 m3/s，作為應急補水時環境流量調控的參考值。