流域生态水文过程观测与模拟(杨大文课件,研究生专题讲)

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水文学与水文地质学课件教学配套课件杨维第一章绪论

课堂表现
40%
测验与作业
50%
出勤（纪律）
10%
参考书
● 参考书： 1.工程水文学. 叶守泽主编. 水利电力出版社 2005 2.水文学. 黄廷林.马学尼编中国建筑工业出版社 2002
3.工程水文学. 王燕生主编. 水利电力出版社 1992
4.水文学. 雒文生主编. 中国建筑工业出版社 5.水文学. 黄锡荃主编. 高等教育出版社 6.工程水文学. 魏永霞主编. 水利电力出版社
研究时段古水文学、现代水文学
工程水文学
工程水文学 (Engineering hydrology)：
应用于实际工程的水文学。包括有关控制或利用河川径流所建造的工程，其规划、设计、施工与运行管理所需要的水文学的知识。
学习的主要任务
二、水文现象特点与研究方法 1.特点:
时程变化 — 周期性与随机性地区分布 — 相似性与特殊性
各形式的水所占比例
▲ 存在于自然界中不同形式的水所占比例
海洋 13.5亿 97.4%
图中单位为：km3
陆地 3598万 <2.6%
大气 1.3万 <0.001%
地下水 820万
冰盖和冰川
2750万
河川资源
航航运运
水水资资源源
河河川川资资源源
淡淡水水养养殖殖
水水能能资资源源
我国的河川和海洋都蕴藏着丰富的资源，有待于我们去综合开发和利用。所有的这些水资源的开发利用，都需要我们进行相应的工程建设，水文学是我们利用地球丰富水资源的基础。
特
点
：随机性
周期性
相似性
特殊性
研究方法
2. 研究方法：

水文学与水文地质学课件教学配套课件杨维第三章 1基本概念

尚辅教学配套课件
◆ 随机变量(Random variables) ：
随机变量离散型连续型
相邻两个随机变量之间，不存在中间值
随机变量的一个有限区间内可以取得任何数值
6/45
例：QX数值表
年份
1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981
6/45
相加定理
概率相加定理：
尚辅教学配套课件
互斥事件 A1，A2，…… An-1，An中，至少有一
个事件出现的概率等于各事件出现的概率之和。
即：
P( A1 A2 An ) P( A1 ) P( A2 ) P( An )
（3-5）
√ 互斥事件：不可能同时发生的事件。 √ 独立事件：彼此发生的概率相互无影响。
3）曲线两端趋于 ±∞，且以x轴为渐近线。
6/45
其分布函数
正态分布函数：尚辅教学配套课件
F ( x) 1
x (xx)2
e 2 2 dx
2
P(x x x ) 68.3% P(x 2 x x 2) 95.4% P(x 3 x x 3) 99.7%
899～700 699～500 499～300
总计
频数 / 年
组内
mi 1 2 3 7 13 18 15 2 1
累积 ∑mi
1 3 6 13 26 44 59 61 62
62 —
频率 / %
组内累积 △p P
1.6 3.2 4.8 11.3 21.0 29.1 24.2 3.2 1.6
1.6 4.8 9.6 20.9 41.9 71.0 95.2 98.4 100.0

湿地的生态水文过程课件

• 高于最高：抑制有氧呼吸，组织水分和矿物质吸收，各个器官和组织萎缩、腐烂。
30
第四节水文与湿地系统的相互作用
• 水文对湿地生态系统的影响 • 湿地生态系统对水文的影响
31
1. 水文对湿地生态系统的影响
➢ 对植物物种组成与丰富度的影响
• 物种组成与丰富度水文过程对湿地物种组成和多样性影响具有两面性，受水文周期和自然能量的影响。
➢ 植物对于湿地水分的蒸散发有什么影响？增加？降低？
6
2. 集水区和径流 ➢ 降雨被拦蓄时，无法形成地表径流，拦蓄的积水通过蒸
发和下渗输出系统。 ➢ 当雨量超过土壤下渗能力，雨水汇集成径流，并在更大更
广泛的低洼处汇集，形成湿地。 ➢ 由集水区形成的湿地受到地表水的影响：坡面漫流和河川
径流。 ➢ 集水区形成的湿地水量呈现明显的波动性。
➢ 地下水是湿地重要水源之一，存在于岩石颗粒之间或细微的裂缝中，这些含水的岩石称为蓄水层。
➢ 地下水通过影响包气带土壤水分和盐分间接影响天然植物生长状态。
➢ 地下水主要通过向上的运动补充土壤水分。 ➢ 地下水与湿地系统间存在流注-回灌作用。
10
第二节湿地水平衡
• 湿地水文周期 • 湿地水量平衡 • 湿地水量平衡的要素 • 湿地水量预算
过高都影响芦苇的生长。 • 盖度指植物地上部分植投影的面积占地面的比率。
29
2. 最低生态水位
➢ 水是生物体的重要组成部分，也是生命之源。根据水对生物的生长发育的不同基点，可分为最高、最适和最低三个基点。
• 低于最低：水分不足使生物体内能力代谢紊乱，能力利用效率降低，植物生长和生物合成作用减弱，原生质结构破坏，物质吸收和运输受阻。
24
25

水文学原理水文预报：水文预报原理与方法多媒体课件(水文培训班)

《水文预报原理与方法》
多媒体课件
水扬州大学水利与能源动力工程学院学大州 2016.10 扬
利
学
院
《水文预报原理与方法》主要内容
《水文预报原理与方法》主要介绍河道洪水波形成与
传播的基本概念，河段洪水预报的基本原理与方法，降雨径流预报的基本原理与方法。
扬
州
大
学
水
利
学
院
根据研究任务的不同，水文学可以分为以下几门学科：
扬
州
大
学
水
利
学
院
第一章
1、水文预报的任务和内容；
绪论
2、水文预报的作用；
在绪论中主要介绍以下几个方面的内容： 3、我国的水文情报预报工作及预报技术的发展；
一、水文预报的任务和内容水文预报——是对自然界各种水体未来的水文现象及其变化进行预报。它的任务就是分析研究水文现象的演变规律和水文预报技术、预报方法，从而迅速地、准确地提供水文现象的定量或定性预报。所以水文预报的内容是相当广泛的。水文预报——就是根据已知的信息对未来一定时期内的水文状态作出定性或定量的预测。按水体在地球上所处空间位置的不同水文预报可分为：海洋水文预报陆地水文预报
文工作者就注意学习国外的经验，并结合我国的具体情况加以研究和利用，经过多年实践，对于一些常用方法，如相应水位（流量）法、流量演算法、单位线法，都从物理成因依据上作了深入的探讨，并作出适合我国水文特点的改进。多年来，在对从国外引进的
水文流域模型进行研究的同时，提出了符合我国特点的流域水文模
型，并通过实践不断加以改进和完善--------新安江模型。
（9）相应流量（传播流量）：由水力学可知，洪水波的每一个位相都相应于一定的流量，

河海大学流域水文模型课件

下午4时30分下午4时30分
如何学习生态学概论？
由小到大的尺度转换由单元到整体的认识过程由单一个体到复杂群体由现象到科学的抽象过程
通过气孔，同时进行
光合和蒸腾
描述
系统论
下午4时30分
实验
控制论
定量
信息论
下午4时30分
描述
实验
定量
2
2014/10/30
个体种群群落群落群落群落群落生态系统景观
下午4时30分
第一章第章
绪论
3
2014/10/30
AEFN
AEFN
岛屿
海洋
下午4时30分下午4时30分
AEFN
森林
防护林乔木
农田
下午4时30分
草本
下午4时30分
建筑物农田
人（船）鱼
下午4时30分
河流
下午4时30分
海洋
4
2014/10/30
生态环境问题
1986年第三世界环境保护专家们预测10大生态问题
1、世界人口急剧增长，到2010年，世界人口比1986年增加一倍。 2、森林遭到严重砍伐。森林正在以可怕的速度减少，造成严重的水土流失。 3、野生动物大量灭绝，野生动物的生活环境遭到破坏，许多动物绝种，影响生态平衡。 4、沙漠化日益严重。世界沙漠面积正在不断扩大，每年有两千公顷农田被沙海吞没。 5、饮水资源越来越少，供饮用的淡水源逐渐减少，人类饮水问题越来越大。

下午4时30分
全
球
下午4时30分
推荐阅读书目水文生态学与生态水文学：过去、现在和未来
（英）伍德，汉纳，赛德勒著，王浩等译出版社：水利水电出版社出版时间：2009-12-1

黄土高原流域生态水文模拟和植被生态用水计算

参考内容
一、引言
黄土高原是中国乃至全球最具有代表性的半干旱地区之一，其复杂的地形和脆弱的生态环境使其成为研究生态水文问题的热点区域。泾河流域作为黄土高原的主要河流之一，其流域内的生态水文效应对整个区域的生态环境有着重要的影响。因此，对泾河流域的生态水文效应进行评价，并优化调控流域内的植被分布，对于改善区域生态环境，提高生态服务功能具有重要意义。
黄土高原流域生态水文模拟和植被生态用水计算
01 引言
03 参考内容
目录
02 生态水文模拟
黄土高原流域生态水文模拟与植被生态用水计算
引言
黄土高原位于中国北部，是一个具有独特自然环境的区域。该地区的土壤侵蚀和水土保持问题备受。为了更好地保护黄土高原的生态环境，开展生态水文模拟和植被生态用水计算的研究显得尤为重要。本次演示将介绍这两种方法的原理、方法和结果，为黄土高原流域的生态保护提供理论支持。
3、气候调节：泾河流域的植被通过蒸腾作用调节气候。蒸腾作用可以降低温度，增加大气湿度，对当地的气候具有重要影响。
三、植被适水格局优化调控研究
为了应对泾河流域面临的问题，我们提出了优化调控植被分布的策略。首先，需要了解不同植被类型的需水规律。在此基础上，结合泾河的水资源情况，制定出不同的植被适水格局方案。最后，通过模拟实验和对比分析，选出最优的方案。
结论
本次演示对黄土高原流域生态水文模拟和植被生态用水计算进行了详细阐述。通过了解该地区自然环境和水文特点，我们能够更好地理解和保护当地的生态环境。植被生态用水计算在维持植被正常生长、防止土壤侵蚀等方面具有重要作用。
然而，仍需进一步优化和完善现有的计算方法和模型参数，以更好地应用于实际环境。总的来说，本次演示的研究成果为黄土高原流域的生态保护提供了有益的参考，并为未来的研究方向和前景提供了重要思路。

流域生态水文研究

流域生态水文模型研究进展摘要：流域生态水文模型是全球变化下流域生态水文响应研究的重要工具，通过定量刻画植被与水文过程的相互作用及全球变化对流域生态水文过程演变的影响机制，为流域水资源管理和生态恢复提供科学支撑，是生态水文研究的前沿和热点。

基于植被与水文过程相互作用规律，流域生态水文模型一方面要充分描述植被与水文过程相互作用和互为反馈机制，另一方面要精确刻画流域的空间异质性。

本文在分析流域尺度陆地植被与水文过程相互作用特点的基础上，将现有流域生态水文模型进行归纳和分类，剖析不同类型模型的优缺点，并总结现有模型应用的代表性研究成果，最后，对流域生态水文模型存在的关键问题(如植被与水文相互作用机制的描述、模型参数的估计、模拟结果的不确定性分析等)进行讨论。

在全球变化加剧水资源危机的背景下，传统的水文学研究难以解决流域出现的新问题，生态水文过程的耦合研究日益引起学者们的关注[1-6]。

国际地圈生物圈计划及联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划(IHP)等都将陆地植被生态过程与水文过程的耦合研究作为核心内容1992年召开的国际水和环境会议首次将生态水文学作为一个独立的学科提出，其核心是在不同的时空尺度上揭示不同环境条件下植物与水的相互作用关系，为解决流域水资源危机和生态环境问题提供理论支持。

指出生态水文耦合研究将是21世纪水文学研究最前沿和最激动人心的创新领域。

流域生态水文模型是定量评估环境变化流域生态水文响应的重要工具，通过定量刻画植被与水文过程的相互作用及全球变化对流域生态水文过程演变的影响机制，为流域水资源管理和生态恢复提供科学支撑。

目前，国内外对流域生态水文模型已开展了一定深度的研究，并取得了一些阶段性成果。

本文主要针对陆地生态系统的流域生态水文模型，在分析陆生植被与水文过程相互作用特点的基础上，将现有的生态水文模型进行了归纳和分类，剖析不同类型模型的优缺点，并总结现有模型应用的代表性成果，最后，对流域生态水文模型存在的关键问题进行讨论。

扬大水文学原理Ch10

d Q (t ) I ( ) (t )
(t ) Q ( t ) I ( ) d 0
t
应用等流时法进行流域汇流计算举例已知:(1)时段长为t 的净雨过程h1、h2、h3 (2)出流时间在0～t、
t～2t 、2t～3t间的等流时面积分别为1、 2、 3。
0
t
t A(t ) Q(t ) I ( )d 0 将 Q( t ) 0 ( 0 ,t )I ( )d 与 t (t ) / Q (t ) I ( )d A 0 ( 0 ,t ) ( 0 ,t )
将（2）代入（1）得：
d n 1Q d nQ dQ d m 1I d mI dI bn n 1 bn 1 n ...... b0 Q I am m 1 am 1 m ...... a0 dt dt dt dt dt dt
引进微分算子
D
d dt
上式又可简化为：
f a0 I
f I

其中
a1
…… am
f I
m
f b0 Q
b1
f Q

m0
a
……
m
m
m
I bn Q
n 0
n
n
bn
f Q
n
I(t)、Q(t)、S(t)之间的关系最终可简化为：
dS ( S — 全流域蓄量） dt 简化性流域蓄泄关系（“水库”作用） S b0Q (b0 — 系数） I (t ) Q (t )
二、流域蓄泄关系（区分河槽蓄量变化关系）令流域蓄水量S，那么在前面讨论的流域调蓄作用必然受到下列流域水量平衡方程的支配。

章光新!——精选推荐

流域作为人类活动和环境过程的功能地理区域!"#$%!直接关系到一个地区甚至一个国家的社会经济可持续发展和生态环境安全"目前!由于全球气候变化和人类活动的强烈影响!流域的可持续发展面临着严峻的挑战"首先!气候变化和人类活动严重地紊乱了流域水循环和生物循环的动态平衡"其次!流域水管理主要采用机械的水文工程方法!没有考虑流域尺度的水循环对生物地球化学演化的作用!&%"如在我国众多流域中因大规模进行水利工程建设而带来的水循环短路化#绝缘化及生态系统的孤立化等一系列问题!严重制约着流域社会经济可持续发展!’%"因此!我们必须采用生态水文学的理论思维和系统科学的方法来研究流域水文系统与生态系统#水循环与生态过程之间的相互作用关系!确保流域社会经济与生态环境协调#稳定#可持续发展!加快我国小康社会建设的进程"(流域生态水文学研究的内涵流域生态水文学$()*+,-.+/+01#.2!/,13142%是以流域为研究单元!应用生态水文学的理论思维和系统科学的方法!5%!在时空尺度上研究生态过程与水文过程相互影响#相互作用#共同耦合演进的过程#机理和机制!探求流域水资源持续利用与水环境安全管理的一门新型学科!最终目标是为流域社会经济与生态环境协调#稳定#健康发展提供科学依据和决策指导"流域不仅是土地利用综合评价与管理的基本地理单元!6%!同时也是生态水文学研究的最佳尺度"目前!流域土地利用7覆被变化$89::%和生态水文学的研究是国际地圈#生物圈计划$;<=>%重要的组成部分之一!?%"其中!生态水文学是在"??@年ABC3DE国际水与环境会议上正式提出的!是描述生态格局和生态过程的水文学机制的一门学科!其生态水文格局#生态水文过程与生态水文模型是重点研究内容!"F#"&%"两者之间的联系是因为土地利用7覆被变化能影响流域范围内径流#蒸腾#入渗和降水!然而!流域水循环必将影响和改变生态格局和生态过程!以及土地利用和相关的管理方法的选择"%流域自然因素对生态水文格局与过程的影响机理%12自然营力与地质环境塑造了流域基本的生态水文格局陆地表层系统在自然营力作用下!如第四纪新构造运动#火山地震等!其结构物质#地形地貌#水文地质环境等要素都发生了巨大的变化!塑造了流域基本的生态水文格局!同时原本的生态水文过程产生了紊乱!在新的驱动机制作用下!生态过程与水文过程相互作用!共同演变成相对稳定的生态水文格局"因此!研究流域自然演变历史对深刻认识近代生态水文过程有着重要的指导意义"重点是从时间序列上研究流域水文系统构造环境的演变#水文循环和水质演化的过程与规律#生态系统演替的规律及其趋势!尤其是加强对河流的洪泛平原的地质历史研究"洪泛平原是人类聚居和生产活动的主要场所!具有较高的生产力"同G.DEHDE4)C1B*()*+,-.+/I01#.2/,13142J+-+),0.章光新中国科学院东北地理与农业生态研究所K长春"LFF"@M1,*.+)-*;E-*D*B*+1N<+14,)O.2)E/P4,D0B3*B,)3I013142K:PQK:.)E40.BE"LFF"@K:.DE)流域生态水文学是以流域为研究单元!应用生态水文学的理论思维和系统科学的方法!探求流域水资源持续利用与水环境安全管理的一门新型学科"重点论述了流域自然地理要素演变对生态水文格局与过程的影响机理#流域生态水文格局与过程对土地利用和管理的响应机制以及建立特色流域生态水文模型的构思!并就流域生态水文学急需研究的重要科学问题作了详细的阐述和探讨!旨在为保证流域社会经济与生态环境协调#稳定#可持续发展提供科学依据和决策指导!加快我国小康社会建设的进程"流域生态水文学$生态水文格局$生态水文过程$生态水文模型$自然地理要素@A&A62)));BCDB+%))*02%;))&%;)A()*+,-.+/+01#.2/,13142D-)E+R-BCS+0*)OO32DE4*.+*.+1,2)E/-0D+E*DND0T+*.1/1N+01#.2/,13142*14,1O+)N*+,-B-*)DE)C3+ R)*+,,+-1B,0+-/+U+31OT+E*)E/-)N+R)*+,+EUD,1ET+E*T)E)4+T+E*)**.+R)*+,-.+/#-0)3+V Q+U+,)3H+2-0D+E*DND0D--B+-1N R)*+,-.+/+01# .2/,1314D0)3,+-+),0.K R.D0.T)2+E-B,+*.)*+01#+EUD,1ET+E*)E/-10D1#+01E1T2/+U+31O.),T1ED1B-32K01E-D-*+E*32)E/01E*DEB1B-32K R+,+ /D-0B--+/G.+2),+)-N1331R-W!*.+DEN3B+E0+T+0.)ED-T-1N E)*B,)34+14,)O.2N)0*1,-1E*.++01#.2/,1314D0)3O)**+,E-)E/D*-O,10+--+-X" *.+,+-O1E/DE4T+0.)ED-T-1N*.++01#.2/,1314D0)3O)**+,E-)E/D*-O,10+--+-1E*.+3)E/B*D3DY)*D1E)E/T)E)4+T+E*X#*.+01E0+DU+/1N 0.),)0*+,D-*D0+01#.2/,1314D0)3T1/+3VR)*+,-.+/+01#.2/,13142X+01#.2/,1314D0)3O)**+,E-X+01#.2/,1314D0)3O,10+--+-X+01#.2/,1314D0)3T1/+3XE)*B,)34+14,)O.2N)0*1,-ZL$LP"FFF#56&5[@FF’\"@#FF$@#FL收稿日期!@FF’#F’#"&基金项目!中国科学院知识创新项目[]^:_@#Q(#L@F#@\作者简介!章光新"男"长春市高新区蔚山路L"?&号"研究员"主要从事水文水资源与生态领域的研究#I#T)D3!Y.4‘aE+D4)+V)0V0E章光新!关于流域生态水文学研究的思考&%!"#$%&’"$(%%))*+,-.’"/%%%0第!"卷!##$年第%!期!总第期"&’()**+,-./01-!231-41-.,56+78,79:;39<=>6/3?<:6@6.?A9;9,:>3时"它是流域构造运动和水文过程演变的产物"洪泛平原的历史和结构决定洪泛的空间格局#方式$和地下水循环%补给区和水质"可见认识洪泛平原的地质历史是理解近代生态水文过程的基础!"#$&!B!流域自然地理要素演变对生态水文动态的影响流域的气候%第四纪沉积与土壤%地形地貌等自然地理要素的演变"对生态水文动态有着深远而重要的影响!%&$&水是维持生态系统平衡的重要因子"流域空间地理位置的不同"气候要素#降水量%蒸发量和温度等’也随之发生变化"直接影响着流域水循环过程和植被分异规律"如在不同类型流域(((西北干旱区内流河流域%南方热带雨林区流域%东北半干旱内陆河流域等"各自具有独特的水循环特征和生态水文景观&地表第四纪沉积对流域水循环条件有很强的影响"直接影响到含水层的渗透系数%持水能力和潜在的地表地下径流!%’$&土壤是植被生产的母体"营养元素和水分都是从土壤中汲取的"同时土壤的理化性质直接影响到界面水文通量和水质&流域的地形地貌不仅界定水的范围#面积%水域’"而且坡度降直接影响着物质流#如能量%物质和信息’的传输方向%速度和时间&流域边界可以影响到局部的气流和气候%迁徙流和物种分布的相关格局"以及污染的扩散流!%($&研究的主要问题有!!重点开展全球气候变化的区域水文响应%降水时空分异规律及其与生态系统耦合关系的研究"预测流域水文情势演变趋势及其对生态系统的影响机制)"加强流域赋水空间#土壤%地下含水层’水力特征时空演化对水文通量的影响研究"定量计算径流对频率分布和土壤水力特征的空间结构的敏感性!)%$)#利用流域数字高程模型*+,"提取重要水文特征参数"如坡度%坡向%流域界线%汇流网格等"建立流域分布参数水文模型和溶质迁移转化模型"预测变化环境下的水文水资源演变趋势"揭示物质流的传输途径%梯度变化速率以及最终归宿&C 流域生态水文格局与过程对土地利用和管理的响应机制流域作为一个完整而连续的自然综合体"其生态水文格局也具有连续性"主要表现在水文系统的连续性%生态系统的连续性%水域与陆域的连续性%陆域的连续性等方面!#$&但是"在大规模无序的人类活动作用下"流域生态水文格局的连续性遭到破坏"生态水文过程发生急剧的变化"流域生态水文系统的内部结构和功能产生弹性变化"通过自身调节"达到稳定状态"有时超越弹性限度可导致整个系统的瓦解和崩溃&CD%土地利用E 覆被变化!FGHH "对流域生态水文格局与过程的影响流域土地利用-覆被变化#./00’是一个相当复杂的过程"可从逐渐转变#外来种群逐渐入侵’到整个改变#草地转变为森林和耕地’!1($"直接作用于生态景观格局"景观格局中的植被可以在多个层次上影响降水%径流%蒸发和入渗"从而对水资源进行重新分配"由此影响和改变了流域水文循环过程&234546789:;;认为"在流域中土地利用的作用是至关重要的&土地利用使降水分成两部分!!*绿水+通过蒸腾作用由水蒸汽流向大气)"*蓝水+流到河流中或补给地下水&水文过程对流域土地利用具有高度敏感性"因此"水资源综合管理必须考虑水资源系统的土地利用和管理因素"它是实现水资源可持续利用的成功关键!1($&土地利用方式的变化也可直接导致水资源的利用方式和强度的改变"如在半干旱地区的雨养旱田改为灌溉水田"主要靠过度抽取地下水来灌溉"导致水位下降"形成降落漏斗"同时加速地下水与地表水体之间的水量交换&水利工程建设"可直接破坏流域的连续性"导致流域水循环短路化%绝缘化及生态系统的孤立化"紊乱生态水文格局和过程&土地覆被的变化能够有效地影响地表反射率%地表温度%下垫面的粗糙度和土壤<植被<大气连续体间的水分交换!=><="$&由上可见"运用*@+技术和模型技术"加强流域土地利用A 覆被变化条件下的生态水文效应研究"模拟不同土地利用情景下的生态水文过程"揭示生态<水文相互作用机理"为土地合理利用与退化的生态环境恢复重建提供了科学依据&CD!流域生态水文格局与过程在水环境安全调控中的作用和功能流域生态水文格局与过程在水环境安全调控中的作用和功能主要体现在以下两个方面&%"流域的淡水生态系统与营养负荷淡水生态系统被认为是四维结构系统"环境变量的空间格局和生物数量由纵向%横向%垂向和时间梯度来决定"它们之间通过水%能量和物质通量来联系!B($&水是地球表层系统中的物质和能量传输的载体"水文过程可以通过各种水文要素"如水位%流速%流量等影响营养物质在淡水生态系统的分布和富集&CD E:FFG3:H5;<IFJK9LJ4等学者认为"在流域水平方向上"水<营养元素的运移系统被陆地景观的结构"也就是陆地的形态,地貌结构$%土地利用,已耕种的土地"可耕土地$和土地覆被所决定&淡水生态系统周围的湿地%洪泛平原可通过改变地表径流和水文格局来影响地下水的补给%径流和排泄"在控制和降低营养物的沉积%运移%营养负荷"以及净化水质量等方面具有重要作用&!"土地不合理利用和管理带来的人为污染土地利用带来的点源与面源污染已引起国际社会的关注和重视&流域作为土地管理和社会经济发展的基本单元"土地不合理利用和管理给流域生态水文系统带来了严重的污染"在我国七大江河流域系统均遭受不同程度的污染&目前"国际上盛行合理利用自然湿地或构建人工湿地来处理污染物%净化水质"这是人为利用生态水文格局和过程来调控区域水环境安全的一种新型模式&针对上述科学问题"建议重点开展以下研究工作!!流域系统营养元素-盐分,盐渍土区$时空分异规律%运移机理以及与生态水文格局和过程的耦合关系)"流域生态水文过程及其演变机制"构建合理的生态水文格局"处理人类活动造成的污染)#流域水文系统及其水文化学过程对植物的成分%结构%分布和演替的影响!==$&"建立流域生态水文模型的构想流域生态水文模型是在揭示流域生态水文过程机理的基础上"建立的预测植被类型或植物群落对水文生境或水文地球化学生境变化的响应模型!=?$"为政府提供土地利用与管理的理论依据和科学决策&"D%生态水文模型研究进展简介生态水文模型已成为国际水文计划,IEM $和国际地圈<生物圈,I2NM $的热点研究课题&=>世纪’>年代中期"土壤O 植被<大气连续体,@MC0$概念引入我国"以刘昌明院士为首的科学家们以农田生态系统为主要研究对象"就@MC0系统界面的水分过程%通量的估算模型以及能量物质交换等方面开展了系列研究工作&(>年代中后期"我国学者注重作物耗水规律和节水农业技术的研究!=P$&此外"夏军教授等人研制了水<生态耦合模型"成功地应用于博斯腾湖水资源的可持续管理!=Q$&国际上成功开发并应用的主要生态水文模型有以下几种&!荷兰开发的陆地生态系统生态水文影响评价模型<IRST@"描述植物种群和生境因子,如土壤%地下水和土地管理$之间的相互关系"可用来评价人类活动引起环境变化条件下的植物种群响应机制"以及用来计算水文变化的生态效应的*+,UCR 生态水文模型!=V<=&$&"澳大利亚联邦科学与工业研究组织,0@ITS $研发的分布参数水文模型,RSMS2WIT,$"用来预测流域尺度上土壤<植被<大气系统界面的水分过程%碳循环以及物质与能量通量!=’$&#ICE@建立了各种尺度的*植物<土壤<大气+相互作用模型"适合不同生态类型的大尺度生态水文过程模拟模型不断被提出和应用"@XCR Y 土壤O 植被O 大气Z 传输模型在各种尺度上得以迅速发展"通过对陆地生态系统的不同参数化处理"形成了种类繁多的生态水文过程模拟模型&如德国开发的中尺度生态水文模型@[I,,@K:F 4\][4;83I\;8^34;8],K]8F $是用来研究分析气候变化的区域响应"在流域尺度上综合了水文%植被%侵蚀和氮的动态变化!=(O?>$&$I0EST@生态水文"C!"#$%&’"$(%%))*+,-.’"/%%%0模型!用来预测化学和水文生物因子对植物种群响应的影响"!地下水对地表生态有一定的控制作用!与植被群落结构#种类和其他生态特征之间的关系十分密切!近期发展了针对地下水生态过程的多种模拟模型!如!"#以及$%!等"此外!还有&’()*+,-#./&&,%0#0&)#)12,#3425,等生态水文模型"&1%建立特色的流域生态水文模型根据流域人类活动的干扰程度!可把流域大致分为人工化#半人工化#自然状态6种类型流域"重点研究植物群落多样性与环境要素以及人类活动相互作用关系!选择对植物生长和种类分异贡献率大的环境要素作流域生态水文模型类型变量$如植物种群#土壤#水文#土地管理#气候%"通常大部分流域生态系统是土壤#水文#气候与人类活动的综合体"其中!水文和土壤条件控制着许多环境因子$包括氮的可获取量#盐分#有机物质的分解#矿化度速率等%!因此!主要变量可划分为几个子变量$如土壤包括结构#化学#含水量!水文包括水化学#水文区#地下水埋深#水位上升速率等%7689"采用数理统计方法和先进的模型技术!建立有特色的流域生态水文模型!预测植物种类和群落对环境要素和人类活动的响应态势!为退化生态系统的恢复重建以及政府有关部门水土资源管理!提供科学依据和实践指导"2结束语流域生态水文学是在人们认识流域作为人类活动和环境过程的功能地理区!也是社会经济发展和土地管理的基本单元的背景下诞生的!它是保证流域水资源持续利用与水环境安全管理的理论依据和实践工具"在理论体系和研究方法上需要不断地对其改进#完善和发展!尤其在流域生态水文学研究的内涵#变化环境下流域水循环的生态水文学基础研究76:9#流域尺度与生态水文尺度的配比拟合关系!以及生态水文模型的经验;统计#专家知识$等级划分%#黑箱关系应该向定量化发展等方面!需要深入研究和探讨"在实践应用方面!应该首先在我国干旱#半干旱地区和盐渍土区开展流域生态水文学的研究!因为那里的流域水循环和生态环境都比较脆弱"参考文献+345467897:0!"#$%&’%(()*+,&-*(./012341546789381:39*+’;<65=49741>6?875@A=12875!565>!B#.B3A95783:+5C6935D15478<875565>75@(757>1D154)EFFG)HIJKLM EHNOEPE.!Q#,R’STU B)UT;/TU V W.X5@6?7439=3:740D154017840M 741?056?78219=21?46C1!U#.(18Y3A951M Z&XU-<AY86=065>)Q[[E.!H#\%(]’X*%.T5C6935D1547865@6?7439=:3957463578=47413:40115C6935D15491239465>!U#./01’75@%A=497867M &47413:401T5C6!935D154^T5C6935D15478X5@6?7439=L)EFF_.!P#Z-((X//TT -*,R/TU&\TV (R*!RWT(T*/.*1‘=49741>61=:39RD196?7a=‘7419=01@=!U#.,7=065>435VZM *7463578R?7@1Db <91==)EFFF.!G#(RZXTB cR’T,&SX.T?30b@9383>b !!!401=?61546:6?Y7?d>93A5@43A=11?3=b=41D 293219461=7=D757>1D1544338=43‘79@=A=47657Y6864b 3:‘741991=3A9?1=!B#.T?3!83>6?78T5>6511965>)Q[[[)EeJEfM EO_.!e#刘树坤.中国水利现代化和新水利理论的形成!B#.水资源保护)Q[[H)EFJQfM EOG.!N#阎水玉)王祥荣.流域生态学与太湖流域防洪"治污及可持续发展!B#.湖泊科学)Q[[E)EEJEfM EON.!_#T5C6935D15478<9341?4635%>15?b JT<%f.’75@=?721D35643965>7==1==D15491!=179?02875!U#.;&T<%eQ[g U OFPg [[F)EFFP.!F#]URV ]R&&)UR’<\T)]hTU&)1478.X5!41>9741@>13>97206?787==1==D1543:15!C6935D15478?35@6463565‘7419?74?0D154=M 865d65>875@=?7211?383>b)15C6935D15478D3@18865>75@WX&!B#.\b@9383>6?78<93!1==1=)Q[[[)GFJPfM QFFOHEF.!E[#U-VUXW;Tc OX/;U]T.<8754=65‘7419O 35493881@1?3=b=41D=M 7?46C19381650b !@9383>6?293?1==1=75@91=235=143‘7419=491==X)=?32175@>1519783A48651!B#.R@!C75?1=65,7419U1=3A9?1=)Q[[E)QP JNfM eFGON[G.!EE#赵文智)程国栋.干旱区生态水文过程研究若干问题评述!B#.科学通报)Q[[E)PeJQQfM E_GEOE_GN.!EQ#赵文智)程国栋.生态水文学!!!揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学!B#.冰川冻土)Q[[EJPfM PG[OPGN.!EH#R*VUT,]RXUV)U-]TU/,X’]h.T?3!0b@9383>b !(#.’35@35M U3A481@>1<91==)EFFF.!EP#U-VUXW;TcOX/;U]T X.T?30b@9383>bM 70b@9383>6?219=21?46C13:?86D741O=368O C1>1474635@b57D6?=!B#.,7419U1=3A9?1=U1=179?0)Q[[[)HeJEfM HOF.!EG#(RZXTB cR’T,&SX.T?30b@9383>bOO401=?61546:6?Y7?d>93A5@43A=11?3=b=41D 293219461=7=D757>1D1544338=43‘79@=A=47657Y6864b 3:‘741991=3A9?1=!B#.T?3!83>6?78T5>6511965>)Q[[[)EeJEfM EO_.!Ee#,X’Z\T’(’i)]UX*S(R**)RU/;U (RW*;&cT,&SX)1478./01=49A?4A9175@:A5?46353:401j6=4A78U6C19:833@287655179<83?d)<3875@!B#.T?383>6?78T5>6511965>)Q[[[)EeJPfM EGFOEee.!EN#U-]TU/]%ZS\%;&)(XZ\%T’]-ZS)&/Ti%*,TXTU&./01=274678@6D15=6353:875@=?721=A=47657Y6864b !B#.T5C6935D154)V1C1832D15475@&A=47657Y6864b)Q[[Q)P JHfM QHNOQGE.!E_#\X’’]UXZ\/OX’S-,&S%%)Uh]%S B)UcT<TZSX (.T?30b@9383>6?7891=179?03:87d1O‘7419=01@91874635=65@6C19=6:61@875@=?721J(7=A9675’7d1875@)<3875@f !B#.T?383>6?78T5>6511965>)Q[[[)Ee JEfM FEOF_.!EF#WU%\%(BT,X//.Z756541>9741@‘741991=3A9?1=D757>1D154=A=4765401293C6!=6353:1?3=b=41D >33@=75@=19C6?1=k !B#.<0b=6?=75@Z01D6=49b 3:401T7940)Q[[Q)QNJEEOQQfM __NO_FG.!Q[#黄奕龙)傅伯杰)陈利顶.生态水文过程研究进展!B#.生态学报)Q[[H)QHJHfM G_[OG_N.!QE#\TU]&/()VXTSSU;WTU ]./0165:8A !15?13:401=274678=49A?4A913:=3682932!19461=35‘7419Y7875?1D3@1865>657D6!?93=?781?74?0D154!B#.<0b=6?7875@Z01D6=49b 3:401T7940)Q[[Q)QN JF OE[fM N[EONE[.!QQ#]RXUV R B),X’]h U ’.T?3O0b@9383>bM 28754=75@‘74196541991=4967875@7lA746?15C6935D154=JY33d 91C61‘=f.EFFFM NO_.!QH#\%UUh -’VT jT*/TUX*S)(%U/X*B ,%&&T*.%?3D2796=353:=6m D3@18=291@6?465>C1>147463591=235=1430b@93!83>6?7807Y6474?075>1!B#.T?383>6?78(3@18865>)EFFN)E[EJQOHfM HPNOHeE.!QP#于贵瑞)王秋凤.我国水循环的生物学过程研究进展!B#.地理科学进展)Q[[H)QQJQfM EEEOEEN.!QG#贾绍凤)王国)夏军#等.社会经济系统水循环研究进展!B#.地理学报)Q[[H)G_JHfM QGGOQeQ.!Qe#TU/&T*%Z V.T?30b@9383>6?786D27?4O7==1==D154D3@1865>M 751m7D281:39419!91=496781?3=b=41D=65*339@O\38875@!B#./01*14019875@=.T5C6935D15478(3@1865>75@%==1==D154)EFFF)EeJPfM EHOQQ.!QN#UT(Z-j%*T S.T?383>6?781::1?4=3:‘7419D757>1D15465401*14019875@=M 401D3@18VT(*%/!B#.T?383>6?78T5>65119!65>)Q[[[)EeJEfM EQNOEPE.!Q_#,%UUXZS U)V%,T&.TC78A746353:7@6=496YA46352797D14191?30b@9383>6?78D3@18J/-<-WOXU(f 357=D788?932265>93474635?74?0D154!B#.B3A95783:\b@9383!>b)EFFN)EFEJEOPfM ePO_e.!QF#王根绪)刘桂民)常娟.流域尺度生态水文研究评述!B#.生态学报)Q[[G)QG JPfM _FQOF[H.!H[#j%’T*/X*%SUh&%*-j%.(1=3=?7811?30b@9383>6?78D3@18865>437578b=191!>635781::1?4=3:?86D741?075>1!B#.T5C6!935D15478(3@1865>75@%==1==D154)EFFF)EGJPfM QGFOQNE.!HE#U%(&X&&%’%(%.\b@9383>6?7891!=235=1A5643:401-9@&47>16996>74635791775@401@b57D6?:68865>3:7lA6:19=3:401XC7503175@<7?d=7@@81<8765=!U#.Z&XU-’75@75@,7419/1?056?78U12394[Ng[Q)Q[[Q.!HQ#夏军)孙雪涛)谈戈.中国西部流域水循环研究进展与展望!B#.地球科学进展)Q[[H)E_JEfMG_OeN.章光新!关于流域生态水文学研究的思考&&。

水文气象学课件 2第二章降水与蒸发

继续上升，到达 zF 的高度之后，空气质点的温度会超过其周围环境的温度，比周围
的空气轻，情况就成为不稳定的。 zF 自由对流的起始高度。因此，空气团在竖直方向上移动时是否稳定取决于空气团中水汽的含量。当湿度较大时，凝结高度低，空气
22
质点在竖直方向上相对较小的移动就会产生不稳定。而在相对干燥的情况下， zC 的值比较高，大气更可能维持稳定（如图 2.1.3）。
由于全球年蒸发量约 E = 1000mm / y ，水汽在大气中的平均停留时间为
Wp / E = 9day 。这一时间尺度决定了全球大气与地球表面（包括陆地和海洋）之间的
水文相互作用和水分传输。对水汽从其源（主要是海洋蒸发）到汇（即降水）传输而言，这一时间尺度尤为重要。陆地的降水一部分会蒸发到大气，另一部分主要通过河川径流进入海洋；海洋的蒸发大于降水，海洋上空的水汽被传输到陆地上空，这就是前面已经介绍的全球水循环与水量平衡。
TV = (1+ 0.61q)T
(2.1.10)
有效温度是干空气在给定的 q，T 和 p 的条件下，为与湿空气达到相同的密度所应具有的温度。
可降水量是一个垂直空气柱中所含的水蒸气的总质量。如果假设在大气顶部压强可忽略，它可以表达为
p0
Wp = ∫ qdp / g
0
(2.1.11)
其中p0是地表压强。这些变量的基本量纲是 [q] = [M w / Ma ] ， [ p] = ⎡⎣M a L−1T −2 ⎤⎦ ，
p = ρTRd (1+ 0.61q)
(2.1.7)
这说明空气混合物可以被视为理想气体，并有一个特定的气体常数
Rm = Rd (1+ 0.61q)

《水文预报》课程多媒体课件(培训课件)解析

《水文预报》课程多媒体课件
扬州大学水利科学与工程学院
二0一一年九月
在《水文学原理》课程中我们曾经介绍过：根据研究任务的不同，水文学可以分为以下几门学科：
水文测验与资料整编水文预报水文分析与计算水文水利计算水利计算
水文学
其中水文分析与计算和水文预报都是解决“预报”性质的任务，有其统一的一面，但
的预报。（降雨径流预报）
我国是以雨洪径流为主的国家，以短期的雨洪径流预报的开展最普遍。所以本教材根据我国的实际情况和教学大纲的要求，也以此为主要内容。而短期的雨洪径流预报包括：河段洪水预报、降雨径流预报、水库水位流量预报。
相应水位（流量）法河段洪水预报河道流量演算法产流量预报短期雨洪径流预报包括降雨径流预报径流过程预报水库水位流量预报
段，河槽内水量迅速增加形成洪水波，增加的水量向下游传播，称
为洪水波的运动。
B A D
（1）波体：在原稳定流水面上增加（附加）的水体，如ABCDA。（2）波峰：波体轮廓线上的最高点（水深最大的点B）。 C（3）波高：波体轮廓线上的波峰相对于稳定流水面的高度。如BD
（4）波前：以波峰为界，波峰之前的称为波前。如BCDB （5）波后：以波峰为界，波峰之后的称为波后。如BADB （6）波长：波体与稳定流水面交界的水流方向的长度称为洪水波波长。如AC （7）附加比降：洪水波水面相对于稳定流水面的比降。附加比降可近似地用洪水波的水面比降和稳定流水面比降的差值来表示。即
所以将主要介绍本教材的第二章、第三、第四章、第五章、第
十章；而第六章、第七章、第八章仅作一般介绍。
二、水文预报的作用水文预报是为国民经济和水利建设服务的一项基本工作，在以下

生态水文学导论PPT课件

第9页/共20页
• 2．群落的垂直结构 • 成层现象 • 森林群落：通常可以划分为乔木层、灌木层、草本层和地被层等四个基本结构层次，同一层次中，又可按同化器官在空中排列的高度划分亚层 • 水生群落：漂浮生物、浮游生物、游泳生物、底栖生物、附底生物和底内生物等
• 3．群落的水平结构 • 群落的结构特征不仅表现在垂直方向上的分层现象，而且在水平方向上也表现出差异性。在一个群落中的某些地点，植物种类的分布是不均匀的。
• 非生物成分
• 非生物成分提指生态系统中的原料部分(温度、阳光、水、土壤、各种矿物质 )、媒质部第分17(页水/、共土20壤页、空气等 )和基质(岩石、泥、沙等 )，
第17页共20页生命系统不环境系统的相互作用以及生物对环境的长期适应结果使生态系统的结构和功能反映了一定的地区特性自然生态系统则丌同它所需要的能源是生产者对光能的巧妙转化消费者取食植物而动植物残体以及它们生活时的代谢排泄物通过分解者作用使结合在复杂有机物中矿质元索又归迓到环境土壤中重新供植物利用返个过程往复循环从而丌断地迕行着能量和物质的亝换转秱保证生态系统发生功能幵输出系统内生物过程所制造的产品或剩余的物质和能量当生态系统受到外来干扰而使稳定状态改变时系统靠自身内部的机制再迒回稳定协调状态的能力
• 4．群落的时间格局 • 气象因子有年变化和日变化，表显的变化，这就是群落的时间格局。
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• 三、群落演替
• 1.群落演替的概念
• 克列门茨认为：群落演替是一个群落代替另外一个群落；所能看到的群落，都是处于运动发展过程中的某一瞬间；现有群落的外貌和结构也都是群落动态过程中某一阶段的具体表现；群落发展到最后，会形成与环境最为适应的顶极群落。
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流域生态水文过程与功能研究进展_杨永刚

文章编号:1000-694X (2011)05-1242-05流域生态水文过程与功能研究进展收稿日期:2010-10-04;改回日期:2010-11-19基金项目:国家自然科学基金(91025016,2008ZX07526-002-05);中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-04-03);中国科学院西部之光项目(200801244,20070420135)联合资助作者简介:杨永刚(1982 ),男,山西运城人,博士,主要从事同位素生态水文研究。

Email:gangyongyang@杨永刚1,2,肖洪浪1,赵良菊1,侯兰功1,杨秋1,邹松兵1(1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所生态水文与流域科学重点实验室,甘肃兰州730000; 2.山西大学黄土高原研究所,山西太原030006)摘要:探讨流域生态系统与水文过程耦合关系及水文机理是当今水科学的前沿问题。

通过阐述流域生态水文过程与生态水文功能的国内外研究进展,同位素技术在生态水文研究方面的应用进展。

提出了应用同位素技术、水化学方法与景观格局分析法相结合来研究流域不同景观带水文过程及生态水文功能,来探讨不同生态系统与水文过程的耦合关系及水文机理,开展流域地下水-土壤-植被作用层水文过程研究。

最后展望了今后的研究趋势和重点研究工作,指出了未来的发展方向。

关键词:生态水文过程;生态水文功能;景观带;同位素中图分类号:X143文献标识码:A生态水文学是一门20世纪80年代以后逐步发展起来的新兴交叉学科,是研究植物如何影响水文过程及水文过程如何影响植物分布生长,描述生态格局和生态过程水文学机制的一门交叉科学[1]。

生态水文学作为水文过程与生态过程耦合研究的一门学科,已成为水文学科最为活跃的前沿领域。

生态水文研究的目的是增加对生态过程与水文过程的理解,为恢复和建立健康生态水文环境提供理论依据。

生态系统格局和生态过程的变化都与水文过程有着密切关系。

杨大文-流域生态水文学2014

蓝水：径流（可再利用）
气候变化的流域生态水文响应研究是水文学前沿和热点
流域生态与水文过程之间存在着复杂的相互作用，气候是二者的主要驱动力之一；气候变化下的流域生态水文响应研究，必将促进流域水文学、植被生态学及其他相关学科的交叉与融合，从而推动水文学研究的不断深入。
气候变化
水文过程
0.6 0.4
温度距
0 平（ ℃ -0.2 ） -0.4 -0.6 0.2
全球气候变暖
全球
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
1.0
温度 0.5 距平（ -0.5 ℃ ）
-1.0 0
1860
1880
1900
1920
1940
1960
1980
2000
生态水文学在水文科学发展中的地位
对流： q c 弥散： Dsh c/ z 分子扩散＋机械弥散→水动力弥散源汇项：S c 液相以外的动态贮存：cs
2.4.2 土壤溶质迁移转化行为
土壤中溶质迁移转化的基本行为（物理、化学、生物）
根的吸收 — 根的密度、离子浓度差（竞争方程）挥发 — 在土壤表面以气态形式的损失降解 — 如农药的水解与微生物的降解 c=c0e –kt、半衰期 ti/2=o.693 / k
SPAC水热传输模拟
Rn
大气
c
λE
Ta
ea ra r1 rC
大叶模型三个介质土壤植物（叶）大气两个介面土壤－植物植物－大气
Rv
冠层
cv cs
λE v
T1
ra r1

生态水文学ppt

山柳菊鸡冠草凤仙花羊狐茅
老鹳草沙伯早熟禾总状花直立委陵菜
9
植物水分关系
• 多数植物体内的水流是由水压差驱动的。根据汁液上升的内聚力－张力理论，水分移动是由叶的蒸腾表面张力驱动的。表面张力降低了蒸腾生境的水压，导致水分从根里向上流动。 • 在溶质被渗透障碍物所阻的时候，水分移动比溶质移动容易，水流通过膜进出细胞的运动是由细胞内外之间的水势差所驱动的。 • 植物体内水势差主要是由压力差和溶质势差所决定的。通过根的水流通常是由土壤水分和植物基部压力差所驱动的。 10
32
湿地的水化学成分
• 关于湿地的水化学问题已经做过大量研究工作，研究的重点在于：了解水化学条件；确定供水化学过程及其量化问题；探讨化学与湿地植被的关系。 • 与植物种分布和湿地植被有直接关水文条件对水化学有很大影系的水化学问题包括：响；植物种的生长和分布更
水力传导率
11
凋萎和渍水
• 凋萎是指植物在干旱时的软柔、松弛和下垂状态。 • 凋萎在叶上表现的最明显。叶靠细胞膨压维持其形状，当膨压降到零时，叶就出现凋萎现象。 • 植物接近凋萎点时，气孔传导度逐渐丧失，蒸腾量和光合作用随之降低。 • 渍水指土壤水分饱和或积水的一种环境条件，可能持续几小时或数月之久。 • 渍水往往影响根的形态和生理活动。当根的水分通量受阻日趋严重时，可引起对水淹敏感的植物凋萎和落叶，耐水淹植物由于根的 12 适应性反应不容易受渍水影响。
25
斑块状植被的生态水文效应
26
干旱区生态水文模型
• 描述生态水文模型动态的数值模型，从大气环流模型的回格到个体植物这一系列尺度上应用；就时间尺度而言，以几小时用以模拟过程和事件，以几百年用于模拟气候变化。 • 针对干旱区开发的模型很多，包括水文模型、生态模型和生态水文耦合模型。 • 模型需要采用可变时段进行模拟：用高分辨率时段模拟短暂和突发性事件，用低分辨率时段模拟上述活动以外时间的通量； • 应采用适用于干旱区稀疏作物的蒸散方程； • 需要采用足够小的空间尺度描述干旱区土壤、地面和植被性质的空间变异性。

流域水文过程与植被相互作用研究现状评述

水文科学从以研究陆地水循环过程为核心的地表水文学、土壤水动力学、地下水动力学以及为生产实践服务的工程水文学现已逐渐发展成为综合研究水分、能量与物质（泥沙、二氧化碳以及营养物质等）耦合循环及陆面与大气相互作用、水文过程与生态过程相互作用等为主要内容的综合性、交叉性学科。

生态水文学是水文学与生态学的交叉学科，由于气候变化与人类活动加剧引起的流域植被生态退化问题日益严峻，同时由于流域水文过程与植被生态过程的紧密相互作用，流域植被生态水文问题近年来成为国内外的研究热点之一［1］。

基于文献调研，本文旨在从流域水文过程与植被相互作用机理、流域植被生态水文模型、气候变化下的流域生态水文响应三个方面阐述流域水文过程与植被相互作用研究的现状，分析流域生态水文学研究的发展历程与趋势。

1流域水文过程与植被相互作用规律研究1.1植被对水文过程的影响植被通过根系吸水和气孔蒸腾对水文过程直接作用，同时也通过其垂直方向的冠层结构和水平方向的群落分布对降雨、下渗、坡面产汇流以及蒸散发过程产生间接影响，形成了植被对水文过程的复杂作用。

植被对降雨的影响主要表现为冠层截留及茎干流对降雨的重分配作用。

植被的截留能力受植被类型、郁闭度、降雨量和降雨强度等因素影响。

一般情况下，郁闭度愈大、降雨量和降雨强度较小，植被的截留能力愈大。

据统计，我国各类森林生态系统的林冠降雨截留率的平均值为22%左右［2］。

流域水文过程与植被相互作用研究现状评述杨大文，雷慧闽，丛振涛（清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084）摘要：从流域水文过程与植被相互作用规律、流域生态水文模型、流域生态水文对气候变化的响应三个方面，对国内外相关研究现状进行了总结分析。

从中发现，当前流域水文学正在从以单一水循环过程为主要研究对象发展成以研究水分、能量与物质耦合循环以及水文过程与生态过程的相互作用等为主要内容的综合性、交叉性学科。

现关于流域水文过程与植被之间的关系研究多集中于单向作用的研究，如水文过程对植被的影响研究和植被变化对水文过程的影响研究，而对水文过程与植被之间的反馈机制以及对流域内土壤-植被-大气复杂系统的整体研究不足，缺乏对流域水文过程与植被相互作用机理的全面认识。

流域水文过程与植被相互作用研究现状评述_杨大文