生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

评价地区可持续发展的灰色关联投影法

提出用于可持续发展的综合评价方法——多目标决策灰色关联投影法，介绍该方法的基本原理，建立综合考虑人均国民生产总值GDP、人均生化耗氧量BOD、人均粮食产量、人均社会产值、人均城市污水排放量、人均用水量、人均农业灌溉面积和农业供水保证率等因素的可持续发展综合评价的多目标决策灰色关联投影模型，并用实例加以说明，所得结果与综合评判模型的评价结果相同，说明该方法用于可持续发展综合评价是有效的。     

南水北调西线工程调水河流补给来源的初步分析

选取南水北调西线一期工程下游的朱倭、朱巴、绰斯甲和足木足4个水文站(1960-1996年)的径流资料及其同期的降水、气温等数据,采用灰色关联分析方法,对调水河流的径流补给来源进行了初步分析,结果表明:4站的径流均与年降水量或4～6月降水量的关联度最高,说明径流的补给来源主要是降雨量,这一初步分析结果为长江上游水资源的可持续开发利用提供了较为科学的依据。     

基于变异系数权重的水质评价属性识别模型

运用水质评价标准的指标数值变异系数确定其权重，提出了新的用于水质综合评价的属性识别模型。采用松花江哈尔滨江段的水质监测资料说明该方法的操作过程以及评价结果的可靠性。评价结果表明，松花江哈尔滨江段的水质已达Ⅲ级，符合实际的水质状况。该结果与层次分析法所得的结果相同，从而验证了该模型用于水质综合评价是可行的。     

河道内生态需水量估算的生态水力半径法

界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法．找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等)．以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比．结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况．     

南水北调西线工程调水区径流序列特性分析

应用重构相空间技术和混沌理论对月径流时间序列的特性进行了分析.以南水北调西线工程调水区主要河流附近的甘孜、朱巴等4个水文站月径流时间序列为对象,研究了嵌入相空间维数和关联维数之间的变化关系,得到了饱和关联维数和最小嵌入维数,结果表明:当最小嵌入维数超过6时,关联维数逐渐趋于稳定,即达到饱和,得到饱和关联维数在1.1～1.5之间,说明这些月径流序列可能具有混沌特性,这一研究结果为利用混沌理论来建立径流的预测模型提供了较为科学的依据.     

漳卫南运河流域水生态安全指标体系构建及评价

基于PSR物理概念模型建立水生态安全指标体系,利用粗糙集和逼近于理想解法建立水生态安全评价模型.针对漳卫南运河流域中潞城市、新乡县和德州市进行水生态安全评价.结果表明:漳卫南运河上游潞河城市最好,中游新乡县其次,下游德州市最差,3个县市均属于水生态安全评价标准的极差级别.这一评价结果为漳卫南流域的水生态安全建设提供了相关的科学依据.