课程大纲

课程大纲

多尺度水与物质运移&模拟

课程编码:1802090903Z1M3001H 英文名称:Water and Solute Tranport & Modeling in Multi-scale 课时:40 学分:2.00 课程属性:专业课 主讲教师:王仕琴等

教学目的要求
本课程是面向生态学、水文水资源学和自然地理学等学科的研究生专业普及课,主要目的是学习和掌握与农业相关的生态水文、水与物质循环过程和模拟的基本原理和概念,学习和掌握遥感和数理统计、地表水文模型、土壤水分和物质运移数值模拟等研究方法和研究手段,了解地下水流数值模拟的相关理论和应用前沿,面向目前各种农业水资源及其伴生生态环境问题,明确所学理论应用的领域和范围。

预修课程
水文学、农田水利、土壤水动力学、地下水动力学

大纲内容
第一章 水与物质循环过程导论
第1节 水循环与水环境导论 1学时 王仕琴
第2节 实验和观测方法 1学时 王仕琴
第3节 数值模拟技术发展 1学时 王仕琴
第二章 生态水文过程与农业水资源管理
第1节 植被生态与土壤水文水分利用效率 2学时 曹建生
第2节 农田灌溉与水肥管理 3学时 曹建生
第3节 生态保育与土地管理 3学时 曹建生
第4节 农业水资源管理 2学时 曹建生
第三章 流域地表水水文过程与模拟技术
第1节 流域水文模型原理介绍 3学时 沈彦军
第2节 环境统计学、遥感信息等方法应用 3学时 沈彦军
第3节 水文模型应用实例 3学时 沈彦军
第4节 水文模型应用实例 3学时 沈彦军
第5节 水文模型应用实践与讨论 3学时 沈彦军
第四章 流域土壤-地下水运移过程与模拟技术
第1节 土壤、地下水运移过程基本原理 3学时 王仕琴
第2节 点尺度土壤水运移模拟应用实例 3学时 王仕琴
第3节 区域尺度土壤水运移模拟应用实例 3学时 王仕琴
第4节 流域尺度地表-土壤-地下水系统耦合模拟与应用 3学时 王仕琴

参考书
1、 水文学原理 芮孝芳 2013年 高等教育出版社
2、 现代水文学 左其亭 王中根 2019年6月 中国水利水电出版社
3、 土壤水动力学 雷志栋 杨诗秀 谢森传 1988年10月 清华大学出版社
4、 地下水动力学 薛禹群 1997年9月 地质出版社

课程教师信息
王仕琴:研究员,博士生导师,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心水资源与节水农业研究室主任。主要针对气候变化和人类活动影响下水资源短缺和地下水环境污染等问题,在华北平原水资源量质可持续利用与评价等方面取得了一系列创新性进展;近年来围绕国家需求,在雄安新区农田面源污染和地下水环境监测、治理和保护方面提供了重要的科技支撑。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划青年科学家项目、中国科学院先导A类专项、中国科学院“百人计划”项目、河北省杰青项目10余项。共发表论文80余篇,获发明专利4项,咨询报告5篇(2篇获国家领导人批示\1篇列为河北省政协提案)。获河北省自然科学奖二等奖、河北省青年科技奖、河北省优秀科技工作者、《地理学报》创刊80周年高被引频次英文论文奖、第36届IAHs会议the best lecture等奖励。
曹建生:研究员,博士生导师,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心太行山山地生态试验站/河北太行山东坡森林生态系统国家定位观测研究站站长。主要从事山地生态水文过程及调控方面的研究,具体包括北方土石山区景观格局与生态水文过程、北方土石山区退化机理与生态修复机制、水源涵养功能提升与降水资源调控利用技术、山地生态系统服务与生态产品价值实现路径等。主持参加国家、省部级项目20余项,获大禹水利科技进步一等奖、河北省科技进步二等奖等省部级奖励6项,发表学术论文80余篇,授权专利45项,参与制定国家标准2项,参编专著8部。
沈彦军:研究员,博士生导师,中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心栾城农业生态系统试验站副站长,水资源与节水农业研究室副主任。2018年获得德国耶拿大学地理信息与流域水文专业博士学位,同年入选中国科学院人才计划。主要从事流域生态水文、水资源量质演变与农业影响等相关研究。主持国家自然科学基金、国家重点研发、中国科学院先导专项专题、河北省重点研发等项目多项。在WRR、 JGR: Atmospheres、JH、HP、STE 等期刊上发表中英文论文40余篇。2018 年被聘为《南水北调与利科技(中英文)》青年编委,2019 年入选河北省“三三人才工程”第三层次人选,2019年作为主要完成者获得中国科学院杰出科技成就奖,2023年获益海嘉里优秀导师奖。