主题 2：综合流域和含水层动力学
背景
在分析小尺度流域和含水层时以及当孤立地研究某些现象时，相对来说可以较好地认识水文、水力、地貌、生物、化学过程和人类对水文循环的影响。随着人口增长和对自然系统的压力加大，世界上大部分地区目前都遇到由于大量的人类活动所带来的水有关的问题。因此，为了评估和制订较大区域的生态、社会和经济可持续性的水文和水管理策略，需要对我们局部尺度认识进行尺度升级（upscale）。同样，把地表和地下水的通量与其它泥沙、营养物或污染物质的通量结合，水文循环动力学带动了水文系统所有要素的相互作用。环境（气候变化、自然极端事件、荒漠化）、经济（农业、工业、能源需求）社会和文化过程（都市化、人类健康）之间存在着动态的相互作用。因此，为了水管理必须以一种综合的途径、结合自然和人为过程并以各种时空尺度对河流系统的整体复杂性进行分析。JIIHP这个创新计划将完善同位素在水文学中的应用和开展着重水文过程的实验。在IHP框架内，要加强这些创新和实验方面所代表全球意义。从地球观测系统以及流域尺度现场观测获取的最新的高质量资料将可靠地描述控制水文循环的过程，并由此产生流域尺度模型表征水和有关的通量（营养物、污染物）的新的概念。流域尺度对于比较水资源（降水、地下水、地表水）和用水或者需水（城市、工业、农业）是合适的。它是水文过程的自然尺度，由于地形上形成的流域构造，所以它也是景观和土地利用绘图适合的方法。流域尺度上的水资源评价必须结合各种来源的资料。然而，需水的问题比较复杂，其往往以行政区尺度进行评价。需水管理机制不太好概括，但还是提出有关的参数。
目的
在可持续发展情况下，降低流域尺度的水文系统的脆弱性和提高水管理效率是两个主要目的。为此，确定了主要目的：
- 评估极端事件（自然和人为的）的影响并提出缓解方案； 提高水文循环界面所有有关过程和通量模拟的能力；
- 结合流域上所有人类活动和物理及生态过程，提供人－流域－含水层相互作用的综合评价；
主题2提出了四个重点领域重点领域2.1：土地与水资源管理中的极端事件
目标
- 建立减轻生态和社会经济承受水文极端事件（洪水、干旱、泥石流、冰堵、雪崩）脆弱性的框架； 通过综合各种来源的资料（历史、观测、卫星）分析极端事件，以保证完善时空大尺度的认识；和
- 不仅要完善认识和预测，而且为了更有效的水管理（现有的或者将来的基础设施）对可供选择方案进行分析。
建议开展的活动
- 开发流域专用的脆弱性、极端事件、资料收集及分析的量化方法； 综合各种来源的资料（历史、观测、卫星）极端事件分析的指导；
考虑到完善包括风险分析和环境及社会适应性分析在内的防洪和防旱措施的关于水管理条件变化的建议专题汇编/指南； 重点为小流域的急流洪水研究、洪水防护；
突发洪水预报的模拟； 关于土地和水资源管理的特大降雨强度和历时的研究； 地下水污染早期征兆的研究方法的开发；
- 表征厄尔尼诺事件同位素征兆的降水同位素资料分析（与JIIHP联合进行）
合作的国家与机构：加拿大、哥伦比亚、厄瓜多尔、法国、印度尼西亚、以色列、马来西亚、摩洛哥、荷兰、巴拿马、斯洛伐克、瑞士、泰国、ACSAD和IAEA。
重点领域2.2：国际流域和含水层目标
- 编辑河流流域的专著； 加强跨国界含水层的管理； 开展防洪和减灾的合作； 对于比较有效的水管理制定共同的构想、原则和实践；
建立地下水参考数据的收集与分发途径； 促进国际流域和含水层资料和知识的交流；以及
- 支持协调的全流域研究和水资源评价。
建议开展的活动
- 包括召开定期会议，进一步开展多瑙河、尼罗河和莱茵河流域的合作； 建立联合实验观测和研究网络（FRIEND）；
对世界不同地区的跨国界含水层制定共同的原则；以及
- 建立国际地下水评价中心（也可参见FA1.1）。
合作的国家与机构：德国、匈牙利、荷兰、瑞士、CHR、尼罗河流域创新计划、WMO和IAH。
重点领域2.3：内陆流域 目标
- 改善内陆流域的合理利用水资源； 调查内陆流域的水文过程； 确定内陆流域有关地貌特征的特殊风险和脆弱性；
- 研究适用于内陆流域和接受水体的可持续水资源开发的原则和实践。
建议开展的活动
- 制定科学合理的内陆流域水资源合理利用的策略； 内陆流域矿化作用的控制； 特别是在干旱地区，内陆流域地下水水流的动力学研究；
水文过程的长期模拟；以及
- 不同气候和地理条件下湖泊的水平衡研究。
合作的国家与机构：阿塞拜疆、喀麦隆、中非、乍得、印度尼西亚、伊朗、以色列、哈萨克斯坦、吉尔吉斯坦、荷兰、尼日尔、俄罗斯、瑞士、塔吉克斯坦、土库曼斯坦、土耳其、乌兹别克斯坦、ICWC。
重点领域2.4：流域综合管理方法目标
- 开发包括流域尺度的需求管理和资源保护在内的新方法（概念、模拟方法、决策支持系统）；
- 在气候变化或人为活动改变条件下，对缺水/水过剩的定位和认识不同背景的径流特性改变的生态影响。
建议开展的活动
- 评价水需求的水文相关变量的指南； 环境突发事件情况的行动指南； 开发一套适合自然地理和用水形势以及水污染控制与管理的特殊流域专用的评价方法；
利用HELP收集的资料研究提高旱作与灌溉农业水利用效率的技术与非技术方面的问题； 验证和量化诸如矿山、矿山废水以及其它污染源； 考虑到水资源和水需求，以综合的方法开发特殊河流专用的模型；
以资源重新利用为基础的新的和替代供水和水资源工程基础设施指南； 特别是在跨国界流域，开发流域尺度的决策支持系统（DSS）和管理信息系统（MIS），包括召开一次国际会议；
城市化对天然河流系统的影响以及废水管理； 通过同位素成分的数据库，改善大流域降雨径流的分析； 基于水的系统（流域、水文地理系统、地下水、含水层、湖泊、沿海水体、两和多相系统）的“新一代”的整体（综合）模拟和运行管理的水文信息手段；以及
- 现有的基于河段的高解析度物理结构模型与生物响应预测之间的联系以及流域管理策略和决策支持手段的研究。
合作的国家与机构：加拿大、智利、哥斯达黎加、古巴、德国、印度尼西亚、马来西亚、墨西哥、荷兰、巴基斯坦、斯洛伐克、坦桑尼亚、泰国、ACSAD、FAO、IAEA和WMO。
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