水土保持研究方法測針法

㈠ 水利科學研究有哪些研究路徑

研究與分支

水利科學涉及范圍較廣，需要研究的課題很多。主要有兩方面：一是研究自然界中水的運動規律及與自然環境、社會環境之間的相互關系；二是研究水利事業的先進技術、經濟規律和管理措施。
水利科學的研究方法,主要有:①總結歷史和實踐經驗；②理論分析和計算；③野外查勘和定點觀測；④原型觀測；⑤物理模型試驗等。前四者與其他相近學科的研究方法基本相同，後者應用近似模擬理論，製作水工模型，可取得原型觀測或定點觀測等方法難以得到的技術資料，優點很多，適用范圍也廣。
水利科學是一門人類社會改造自然的科學，涉及到自然科學和社會科學許多門類的知識。主要有：氣象學、地質學、地理學、測繪學、農學、林學、生態學、機械學、電機學以及經濟學、史學、管理科學、環境科學等。當代水利科學中所包含的分支學科，按性質可分為四類。
基礎學科
包括水文學、水力學、河流動力學、固體力學、土力學、岩石力學等。
專業學科
包括防洪、灌溉和排水、水力發電、航道和港口、水土保持、城鎮供水與排水（考慮《中國大網路全書·土木工程》已設"給水和排水工程"分支，為避免重復，本卷僅設"城鎮供水"一條）等。
按工作程序劃分
包括水利勘測、水利規劃、水工建築物（設計）、水利工程施工、水利管理等。
綜合性分支
包括水利史、水利經濟學、水資源等。

㈡ 生態水文的生態水文學研究內容及研究方法

生態建設與水文水資源有著非常密切的關系，生態建設中的水科學問題及其研究已成為生產實踐中急需解決的問題之一。然而由於問題的復雜性、資料的有限性、方法的不成熟性，其研究有待進一步科學化、系統化。生態水文學一詞的英文為Eco—hydrology，是由ecology（生態學）和hydrology(水文學)兩片語合而成，它大約在20世紀80年代開始出現。在我國，劉昌明等1997年主編的《中國水文問題研究》一書中使用了「生態水文」一詞。近幾年，生態水文一詞頻頻出現，特別是已成為我國一些大學或研究所的研究領域和方向。英國學者，R.L.wilby等於1997年出版了《Eco-hydrology》專著，該書重點討論濕地生態系統中植物與水分的關系。Zalewski在1997年的一份水文學技術報告中指出，生態水文學概念是關於水生資源可持續利用的一個新轉變，他把生態水文學主界定在水生物學方面。
盡管「生態水文學」已在國內外各種報告中頻繁出現，但還沒有一個明確的定義，鑒於它的研究仍處於新發展狀態，可以這樣認為 ：在科學體繫上，生態水文學屬於地球科學范疇，是水文學的一個分支，是生態學與水文學的交叉學科。生態水文學就是將水文學知識應用於生態建設和生態系統管理的一門科學。主要研究生態系統內水文循環與轉化和平衡的規律，分析生態建設、生態系統管理與保護中與水有關的問題。如生態系統結構變化對水文系統中水質、水量、水文要素的平衡與轉化過程的影響；生態系統中水質與水量的變化規律及其預測預報方法；水文水資源空間分異與生態系統對位關系。
長期以來，盡管人們一直在研究生態過程與水文過程的相互作用，但分屬不同的學科領域，而未形成統一的學科體系。按照不同的空間尺度，生態水文的研究內容可分為三個方面。以 SPAC 為基礎的植物與水分關系的研究，形成生態水文的微觀機理研究。伴隨土壤水動學發展及SPAC概念的提出，特別是20世紀80年代以來，在國際地圈生物圈計劃 （IGBP）的推動下，這方面研究非常活躍，並取得了較大進展。以SVAT（Soil——Vegetation—— Atmosphere——Transfer）為基礎的中尺度植被與水文研究，早期的研究 ，主要研究不同植被類型及結構內的水文規律形成如農田水文學、森林水文學和草地水文學等，重點研究不同植被群落中水量平衡、水分循環、水質及其變化等的規律，研究不同植被類型對水文系統、水行為的作用和影響。自20世紀80年代，SVAT概念的提出，特別是1991年國際大氣土壤植被關系委員會（ICASCR）成立以來，則更加重視植被（而非植物）、大氣與土壤界面之間水文過程，並把三者作為一個系統開展更加深入的、較大尺度的研究。第三，中大尺度地表覆蓋變化的水文系統研究，現代社會中，大尺度流域或區域內單純的一種植被是不存在的，實際存在的是由林、草、農田等不同植被復合而成，由於植被類型、土壤及氣候（特別是降水）的空間變異特徵，不同組合條件下流域或區域，產流和匯流過程不同，其水量平衡、水質及水循環模式也有很大的差異。因此，如何把小尺度、特高植被的水文行為放大到大尺度，研究不同植被覆蓋下大尺度水文系統變化是當前國內外研究熱點。
按照研究目的，生態水文的研究可分為兩類，即良性生態系統中水文規律的認知研究和生態建設中的水問題研究。前者以探索生態與水文過程相互作用的規律，研究二者相互作用機理，同時能為生態建設提供參照和參考，屬認識世界的范疇。生態建設中的水問題研究具有明確的應用目的，是生態水文學研究熱點之一。一方面要研究和認識生態建設中生態水分條件和生態水資源背景，如何開發和利用有利的水分條件，促進和加速生態恢復。在黃土高原乾旱缺水，氣候和植被的過渡特徵、丘陵地貌使水熱局地分異特徵，決定了生態恢復生態水文背景的復雜性，植被類型結構和布局確立的困難性。因此，只有在「拉網式」水分背景的地理分布規律的基礎上，才能明確回答黃土高原能不能造林？栽什麼樹和造什麼林以及種什麼草等生態建設中長期懸而未決的實際問題。另一方面，就是生態建設的水文效應研究，如同土壤水力曲線，其吸濕過程和退水過程並不一致，相同的水勢，吸濕過程與退水過程中土壤持水量並不一致。因此，流域或區域的生態建設與恢復的水文效應也是一個值得研究的問題。研究重點是評價流域或區域生態建設對水文系統的單項或綜合影響；預測不同建議模工對水文系統的可能影響，確定和選擇好的模式。
生態水文學研究方法
目前，國內外生態水文研究中普遍採用的研究方法有對比分析法、水文模型模擬法、水量平衡法。 對比分析法又可分為流域對比分析法和時間序列對比分析法。按研究尺度劃分，對比分析法可分為以下幾種類型：
（1）徑流小區對比法 通過有控制措施與實驗措施的一對徑流實驗場或徑流溝的同時對比觀測，來研究各個單項措施對於水環境的影響。在進行這樣的對比觀測時，一般應先進行空白的對比觀測，來觀測它們的基礎是否一致，然後再將其中的一個徑流場或徑流溝加上單項的人工措施，如植被種草等。這個方法的優點是可以把影響水環境的某些因素固定起來，單獨研究其中某一個因素對於水環境的影響。但這個方法是在小面積上所得的資料，不能隨便應用到大面積上去，主要原因是由於地下水層的深度與河床切割深度的相互關系在小面積上與大面積上有很大的不同；並且，大面積上各個不同部分的情況錯綜復雜，因此要確定小面積的代表性實際上是有困難的。總的來說，這種方法有利於確定人類活動中的某一單項措施對於水環境的影響，而應用到大面積的定量計算上還存在一定的困難。
（2）小流域對比觀測法 這種方法原理與上一種方法是相同的，不同的研究尺度和綜合程度不同。這種方法的優點是可以人工控制各項單項措施的組合，從而研究綜合生態建設的水文效應。同時它要求參證流域的資料具有一致性，即未進行水土流失治理，並且參證流域下墊面地形、地貌條件與本站相似。另一類方法是研究同一流域不同時間段的水文變化，分析生態與水文關系。如研究生態建設前後的資料，進行對比分析。一般採用趨勢法和相關分析法兩種方法。
（3）中、大流域的時段對比法 這種方法是根據有較長期記載的中、大流域控制站，按各流域內下墊面情況有顯著改變的各個不同歷史時期來研究人類活動對於水環境的影響。這種方法的優點是控制面積大，可以直接得出人類活動對於中、大流域所起的綜合影響。但它受到歷史資料的限制，並且難以排除氣候變化對水環境的影響。
以上這幾種方法歸納起來可以分為兩類：一類是小面積的典型試驗研究，一類是大面積的對天然流域的分析研究。由於流域內各部分的自然地理條件各不相同，而影響水環境的因素又復雜多樣，因此在計算一個大流域的人類活動對於水環境的影響時，不能機械的將小面積上所得的資料應用到大流域上。因此在不同尺度研究成果的互相借鑒應用中，應運用地理學區域性原則分析，它促進了區域生態水文的研究。 水量平衡法的基本原理是利用水量平衡方程，分析各要素受水土流失治理影響後的差異及其變化。多年平均情況下的流域水量平衡方程為：
R=P-E （1）
式中：R是徑流；P是降水；E是蒸發。受水土流失治理影響後的降水P'、徑流R'和流域蒸發E'仍然滿足方程（1），即：
R'= P'- E' （2）
根據研究流域水土保持的性質與主要變數，對（2）式中受影響很小的要素忽略其變化量。該法概念清晰，可逐項評價水土保持對水環境的影響，但該法所需資料多，工作量大。