變化環(huán)境下水文水資源全套ppt

變化環(huán)境下水文水資源傳統(tǒng)的水文水資源主要研究自然的過(guò)程變化21世紀(jì)主要面臨的問(wèn)題氣候變化土地利用/土地覆被變化

人類活動(dòng)（農(nóng)業(yè)化、水利工程、城市化）

環(huán)境變化的水循環(huán)與水資源安全90年代后，國(guó)際上實(shí)施一系列與水有關(guān)的科學(xué)研究計(jì)劃降雨全球能量與水循環(huán)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃（GEWEX）國(guó)際水文計(jì)劃（IHP）國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（IGBP/BAHC）發(fā)展趨勢(shì)：-環(huán)境變化的水循環(huán)及其相關(guān)的地表過(guò)程-針對(duì)水資源、生態(tài)變化實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)研究一、何為環(huán)境變化？

大氣：自然變化/氣候變異

陸面：高強(qiáng)度的人類活動(dòng)土地利用/覆被變化3.混合作用：大氣環(huán)境變化+陸面環(huán)境變化高強(qiáng)度的人類活動(dòng)

由于自然或人為因素，使地理環(huán)境發(fā)生改變，從而引起水循環(huán)要素、過(guò)程、水文情勢(shì)發(fā)生變化，稱為水文效應(yīng)。一、直接影響是指人類活動(dòng)使水循環(huán)要素的量或質(zhì)、時(shí)空分布直接發(fā)生變化，如興建水庫(kù)、跨流域引水工程、作物灌溉、城市供水或排水等。二、間接影響指人類活動(dòng)通過(guò)改變下墊面狀況、局地氣候，以間接方式影響水循環(huán)各要素。例如植樹造林、發(fā)展農(nóng)業(yè)、城市化等。高強(qiáng)度的人類活動(dòng)

一、水利工程、農(nóng)業(yè)措施對(duì)水文要素的影響水庫(kù)水文效應(yīng)跨流域調(diào)水水文效應(yīng)小型農(nóng)田水利措施水文效應(yīng)農(nóng)業(yè)措施的水文效應(yīng)二、森林水文效應(yīng)三、城市水文效應(yīng)挑戰(zhàn)考慮環(huán)境變化影響的水資源評(píng)價(jià)與管理？變化環(huán)境中的水循環(huán)

與傳統(tǒng)的自然水循環(huán)之間

產(chǎn)生明顯的差異變化環(huán)境下的水資源評(píng)價(jià)困難：

水文測(cè)站觀測(cè)的徑流逐年減少，如何還原天然徑流？水資源的量與質(zhì)如何統(tǒng)一評(píng)價(jià)？新的挑戰(zhàn)與難點(diǎn)問(wèn)題如何定義水資源的承載力/生態(tài)環(huán)境承載力？如何量化可持續(xù)水資源管理？如何調(diào)控健全（健康）的水循環(huán)系統(tǒng)？如何實(shí)施中國(guó)國(guó)家尺度/區(qū)域尺度/流域尺度的水資源優(yōu)化配置？（南水北調(diào)工程與環(huán)境影響評(píng)價(jià)）二、如何認(rèn)識(shí)變化環(huán)境中的水循環(huán)規(guī)律？

-問(wèn)題、困難與挑戰(zhàn)問(wèn)題變化環(huán)境中的水循環(huán)有規(guī)律可尋嗎？如何區(qū)分變化環(huán)境中水循環(huán)過(guò)程的自然變化與人類作用的貢獻(xiàn)？如何量化變化環(huán)境下陸地水循環(huán)規(guī)律？人工側(cè)支水循環(huán)用水量耗水量回歸水討論的觀點(diǎn)1：

變化環(huán)境中的流域水循環(huán)

機(jī)理研究可能是關(guān)鍵。陸-海-氣系統(tǒng)與流域

大氣

海洋陸地子流域。。。

流域水系（河網(wǎng)）

坡面

自然系統(tǒng)人類活動(dòng)BasinScale機(jī)理研究的挑戰(zhàn)流域水文循環(huán)兩個(gè)最基本非線性系統(tǒng)支撐：

生態(tài)覆蓋

流域下墊面（地形地貌+土地利用）

都市化過(guò)程等

水文變化的動(dòng)力學(xué)過(guò)程單元水體水文循環(huán)過(guò)程示意圖基本的依據(jù)-過(guò)程觀測(cè)局部尺度觀測(cè)：坡面-代表性單元-小流域

難題：小尺度SPAC機(jī)理如何應(yīng)用到大的流域？？？？？水文尺度/參數(shù)化問(wèn)題（90年代后日本提出該觀點(diǎn)）“健全的水循環(huán)系統(tǒng)”研究陸面水文、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣的作用：聚合（Upscaling）考慮環(huán)境變化影響的水資源評(píng)價(jià)與管理？水資源的量與質(zhì)如何統(tǒng)一評(píng)價(jià)？環(huán)境變化下的水循環(huán)及地表過(guò)程機(jī)理水循環(huán)與能量循環(huán)一直處在隔離（Gap）狀態(tài)甘肅黑河流域山區(qū)雨量站分布水資源的量與質(zhì)如何統(tǒng)一評(píng)價(jià)？發(fā)展趨勢(shì)：-環(huán)境變化的水循環(huán)及其相關(guān)的地表過(guò)程由于自然或人為因素，使地理環(huán)境發(fā)生改變，從而引起水循環(huán)要素、過(guò)程、水文情勢(shì)發(fā)生變化，稱為水文效應(yīng)。土地利用/覆被變化環(huán)境變化的水循環(huán)與水資源安全考慮環(huán)境變化影響的水資源評(píng)價(jià)與管理？混合作用：大氣環(huán)境變化+陸面環(huán)境變化如何調(diào)控健全（健康）的水循環(huán)系統(tǒng)？

2.陸-氣水文循環(huán)相互作用：能量觀測(cè)/雷達(dá)系統(tǒng)問(wèn)題：空間臺(tái)站太少！2.流域水循環(huán)機(jī)理認(rèn)識(shí)：同位素水文學(xué)方法水循環(huán)流路/轉(zhuǎn)化關(guān)系比較清楚，水文的流量/流速定量化比較困難討論的問(wèn)題2：

如何減少/處理變化環(huán)境中的流域水循環(huán)模擬中的不確定性？問(wèn)題與挑戰(zhàn)描述水循環(huán)及能量循環(huán)相互制約關(guān)系是陸地和大氣的水量平衡方程

能量平衡方程

陸-氣間水循環(huán)和能量循環(huán)的基礎(chǔ)長(zhǎng)期以來(lái)由于海洋和陸地降水、徑流觀測(cè)覆蓋面不夠，對(duì)蒸發(fā)還不能直接測(cè)出，導(dǎo)致全球水循環(huán)研究存在很多的不確定性。

水循環(huán)與能量循環(huán)一直處在隔離（Gap）狀態(tài)

自然（氣候）變化對(duì)陸面水文生態(tài)系統(tǒng)的作用

GCMs宏觀尺度模式

生態(tài)－水文模型聚解/聚合（再參數(shù)化）(低分辨率)(高分辨率)觀測(cè)資料與信息大氣陸面人類活動(dòng)影響不確定性大氣圈生物圈水圈交互作用的研究大氣對(duì)陸面水文生態(tài)系統(tǒng)的作用：聚解（Downscaling）陸面水文、生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣的作用：聚合（Upscaling）大氣圈生物圈水圈交互作用多樣性耦合（系統(tǒng)聚合/聚解集成的參數(shù)化）地貌、陸面覆被變化、單元產(chǎn)流、河網(wǎng)匯流、地表水-地下水多源信息集成缺乏信息/無(wú)測(cè)站水文問(wèn)題

IAHS提出的PUSsPUSs定義PUSs研究方法

水文實(shí)驗(yàn)方法（密站網(wǎng)/疏站網(wǎng)關(guān)系）RS/GIS信息直接估算水文參數(shù)4D數(shù)據(jù)同化/其他方法（地質(zhì)統(tǒng)計(jì)與插值方法等）PUSs研究計(jì)劃10,500km2甘肅黑河流域山區(qū)雨量站分布討論的問(wèn)題3：

研究“有序/健全的水循環(huán)系統(tǒng)”是否可以將自然變化和人類活動(dòng)影響的水循環(huán)問(wèn)題統(tǒng)一起來(lái)？突出的特點(diǎn)：“有序/健全”的水循環(huán)過(guò)程必須將水循環(huán)后果直接與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生存環(huán)境質(zhì)量聯(lián)系在一起?！敖∪乃h(huán)系統(tǒng)”研究“以流域?yàn)檎w，以自然變化加健全方式的人類調(diào)控的水循環(huán)方式，將用水、防洪、治污目標(biāo)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，使得水能夠達(dá)到最佳利用的水循環(huán)系統(tǒng)”（90年代后日本提出該觀點(diǎn)）

RSGIS3S技術(shù)環(huán)境變化下的水循環(huán)及地表過(guò)程機(jī)理人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與用水方式水資源調(diào)控/生態(tài)修復(fù)氣候、來(lái)水變化關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題認(rèn)識(shí)產(chǎn)生水問(wèn)題的