以黑河干流出山口径流控制站莺落峡水文站1960-2004年45年的径流序列为基础数据，采用相关分析、交叉谱分析、统计规律分析、降水—径流双累积曲线法等研究了全球变化、太阳黑子活动、ENSO循环和下垫面变化对黑河干流出山径流变化的影响。结果表明：①全球变化对莺落峡站径流变化影响较大；②莺落峡站年径流与太阳黑子相对数两序列在2年和3.3年两个振动周期上存在显著的相关关系，但在这两个存在显著相关关系的振动周期上太阳黑子相对数的周期波动变化都落后于莺落峡站年径流的周期波动变化；③ENSO循环对莺落峡站年径流变化有一定的影响，但是，El Nino事件和La Nina事件对莺落峡站年径流的影响时间持续较短，对事件发生当年的径流变化影响较大，对事件发生次年的径流变化影响较小；④流域下垫面变化对莺落峡站年径流量的变化影响较小。

水分在土壤中的运移过程可分为土体表面存在水分供给的入渗过程和水分供给结束后水分在土体中的再分布过程两个阶段。指流作为一种优先流，区别于大孔隙流和漏斗流。国外已有研究指出，指流可以在充分供水结束后的土壤水分再分布过程中出现。然而，目前国内对指流的研究极少，对其认识和理解也相当缺乏。由此，本文采用石英砂介质对其进行了实验验证，分析了水分再分布过程中指流的特性；同时探讨了前期供水量、实验土箱尺寸、溶液浓度等因素对其发育的影响。研究结果表明，水分再分布过程中，均匀砂质土体中易于出现指流；前期供水量的多少对随后水分再分布过程中指流发育的最终形态影响不大，但能够对指流发育进程产生明显的影响；实验土箱较小时，可使原来指流发生比较明显的土体系统呈现出稳定形态；增大单一溶液的浓度对指流发育有着明显的促进作用，但其指流现象较采用自来水的处理为弱。

针对最小二乘估计不能应用于栅格尺度以面积成分表征的土地利用格局驱动机理分析的难题，本文提出了一种利用偏最小二乘回归法稳健估计该类土地利用格局解释模型的方法。利用该方法能在解释变量间存在多重共线性的情况下，获得基于栅格面积成分数据的土地利用格局解释模型的稳健估计。本文推导了应用偏最小二乘回归分析的数据处理和建模估计过程，并运用该方法开展了针对黄淮海地区耕地、建设用地分布格局及其驱动因子的建模分析，得到了拟合优度高的估计结果。研究表明，偏最小二乘回归分析方法在开展栅格尺度以面积成分表征的土地利用格局驱动机理分析时具备高效与稳健的特征，适宜在类似研究中推广应用。

日本是一个洪水灾害多发国家，因此对洪水灾害管理非常重视，经过100多年的不断探索和实践，取得了令人瞩目的成绩。本文主要对日本近10年来洪水风险管理研究的动态进行了综述。可以看出，日本在重视工程措施(如：河堤、城市下水道管网)研究的同时，非常重视非工程措施(如：公民防洪意识、实时预警系统、灾害保险等)的防灾研究；另外，还特别重视信息技术的在洪水风险管理中的应用，强调洪水风险沟通和洪灾保险的作用，注重洪水风险防范与城市区域发展的结合，强化洪水风险的综合管理，这些已成为日本洪水风险管理研究领域的潮流。日本的许多经验能为我国的洪水风险研究和管理提供有益的借鉴，如：增加洪水风险研究的资金投入，强化洪水风险形成机制和综合管理的跨学科研究；重视公众参与研究；重视和推进实施灾害保险制度的研究；加快防洪减灾高新技术的研究开发和应用，等等。

冰湖是由于冰川活动或者退缩产生的融水在冰川前部或者侧部汇集而成的,可分为冰川终碛湖(冰碛阻塞湖)、冰川阻塞湖、冰斗湖和冰蚀槽谷湖。其中分布数量较多、规模较大，且灾害风险较高的是冰川终碛湖。因此，冰川终碛湖是研究冰湖的主要对象。受全球气候变暖的影响，冰湖溃决产生的洪水、泥石流等重大冰川灾害的发生频率有所升高，灾害的影响程度以及范围也有所加大，引起了冰川山地国家的广泛关注。青藏高原内部发育着36793条现代冰川，冰川面积49873.44 km²，分别占中国冰川总条数、总面积和冰储量的79.5％、84％和81.6％。在全球气候变暖的大背景下，多数冰川呈加速消融及退缩的态势，导致了冰湖溃决洪水和冰川泥石流等重大冰川灾害发生频率的加剧和影响程度的加大。本文围绕冰湖溃决条件、冰湖稳定性评价、冰湖溃决洪水模拟等几个研究方面，对青藏高原冰湖研究的现状及进展进行了较为系统的总结，并对未来研究趋势进行了展望。

利用1956-2007年径流—输沙序列，分期定量研究了长江上游近期主要干支流输沙变化及其原因，结果显示：①长江上游1994-2002年输沙量减少1.43亿t/a，人为减沙占91.2%，主要来自嘉陵江措施减沙；2003-2007年减沙4.50亿t/a，径流减沙占14.1%，前期持续的人类活动减沙占39.8%，三峡水库蓄水拦沙、金沙江措施减沙等新增人为减沙占46.2%。②金沙江1983-2000年输沙量增加0.48亿t/a，人为增沙占74.7%，主要是工程增沙；2001-2007年输沙量减小1.183亿t/a，全部为人为减沙，包括二滩等各型水库拦沙、水保减沙和工程增沙减少。③嘉陵江1985-1993年输沙减少0.827亿t/a，人为减沙占81.4%，主要人为减沙包括农村社会经济因素变化导致的土壤减蚀和水库拦沙；1994-2007年输沙量减少1.285亿t/a，其中自然径流减沙占29.6%，前期持续人类活动减沙占42.1%，宝珠寺等新增水库拦沙和水保减沙占23.4%，另有4.9%的人为减水减沙。

灾害风险研究的根本目的就是要回答“怎样的安全才是安全”，可接受风险正是解决这一问题的常用方法，其是在现有社会、经济、政治和环境条件下人们认为可以接受的潜在损失。从20世纪60年代末开始，一些国家和地区在生命可接受风险原则和标准上进行了大量探索，但是灾害可接受风险研究还不多。目前可接受风险的主要研究方法有风险矩阵方法、成本效益分析、生活质量指数和FN曲线图法，多以定量风险分析为基础。在总结国内外可接受风险研究的基础上，本文对灾害可接受风险研究进行了展望，期望通过对生命风险、经济风险和环境风险三种表达形式的探索，来促进自然灾害可接受风险的综合研究，应尽快建立符合我国国情的灾害可接受风险标准，达到灾害风险控制和风险管理的目的。

本文从水沙运动机理出发，将简化的一维不平衡输沙模型与假定河道水量调节为线性水库式调节前提下推导出的河道流量沿程变化模型相结合，建立了冲积性河流含沙量过程预报模型。并利用花园口—夹河滩河段以及龙门—潼关河段水沙资料对模型的模拟效果进行了检验。结果表明，由于模型考虑了流量沿河道纵向上的变化，而使模型的模拟预报效果较单一的一维恒定均匀流不平衡输沙模型有明显改善，含沙量模拟预报效果较满意。

河流中的泥沙是河流向河口和近海水域输送营养盐的重要载体，N、P、C、Si等营养盐是组成生命的最基本生源要素。按照形态组成，可将营养盐划分为溶解态和颗粒态两类，因此，从方法学上，对河流输送泥沙通量的估算是研究河流输送颗粒态营养盐通量的基本前提。本文从元素生物地球化学循环的角度，对国内外河流输送泥沙和颗粒态营养盐通量的研究进展进行了综述。国内外的研究表明： 20世纪50-90年代，估算的全球河流入海泥沙通量变化范围为8.8~64 Pg/yr(1 Pg=1012 kg)，这一时期的研究重点是探讨自然因素对于河流输送颗粒态物质通量的影响；20世纪末-21世纪初，估算的全球河流的入海泥沙通量变化范围在11~27 Pg/yr之间，这一时期除重视自然因素外，还特别关注人类活动对于河流输送物质通量及其未来趋势变化的影响。很多研究报道了基于全球尺度上的河流输送泥沙通量和颗粒态营养盐通量模型，并据此估算出全球河流每年向海洋输送的POC、PN和PP总量分别达170~210 Tg、21~30 Tg和9~20 Tg(1 Tg=109 kg)。但将这些模型应用于某个特定流域还要进行进一步校正和检验。

坡面流是坡面侵蚀的主要动力之一，具有独特的水动力学特性。本文对坡面含沙水流的流态、阻力系数、流速的测量与计算、径流能量以及含沙量对以上参数的影响进行了系统深入的论述。表征坡面流流态的参数有雷诺数与弗汝德数，雷诺数研究的分歧点一般存在于对其“层流”的界定上，降雨扰动是造成其流态特殊性的主要原因，一般认为裸土上的清水坡面流弗汝德数大于1，较少的研究含沙水流流态的资料表明，目前对含沙水流雷诺数的观点不一，但多数学者认为含沙水流属于缓流范畴；不同坡面试验所获得的阻力系数值不同，影响阻力系数的因素有雷诺数、水深、弗汝德数、含沙量等，在含沙水流中，阻力系数与雷诺数、水深的关系复杂，与弗汝德数呈负相关，随含沙量的增加而增大；测量坡面流流速的方法很多，各自存在优缺点，精密仪器暂不适合量测含沙水流，用染色剂法测量坡面含沙水流的流速具有一定的可行性，常采用坡度、流量的幂函数计算坡面流流速，一般认为流速与含沙量呈反比；能量是坡面流水动力学特性的综合体现，一般认为随着含沙量的增加，坡面流能量消耗呈增加趋势。在此基础上提出了目前研究中存在的不足之处，为分析坡面侵蚀机理、完善坡面侵蚀模型提供理论依据。

分布式水文模型的应用，其准确性有赖于输入数据对流域特征的描述，尤其在大尺度流域，输入数据分辨率的增加是否必然改善模型的模拟效果是值得深入研究的问题。本文以鄱阳湖信江流域为研究区，运用SWAT模型为模拟工具，分析了土壤数据空间分辨率对径流、蒸发及土壤含水量等水文要素模拟的影响以及高精度土壤数据在大流域尺度的适应性。结果表明：不同分辨率的土壤数据对SWAT模型中水文响应单元的划分结果差异显著，但在径流模拟和蒸发计算结果中并没有表现出显著的差别；模型率定前后，低分辨率土壤数据的径流模拟结果略好于高分辨率土壤数据，但两者之间的差别不明显；模型模拟的土壤含水量差异显著，高分辨率土壤模拟的月平均土壤含水量整体大于低分辨率土壤模拟结果；研究还发现，模型的蒸发计算对土壤分辨率信息不敏感。本文研究意味着，大尺度SWAT模型的应用中，土壤数据分辨率的提高不一定会改善模型的模拟效果。在具体应用中，应考虑流域本身的尺度以及模拟精度的要求，选择合适分辨率的土壤数据，同时应结合模型原理和关键参数的物理含义来解释模拟结果。

土壤侵蚀是影响区域生态环境的重要因素，它受气候、地形地貌、土壤、植被和人类活动等因素的影响。为寻找流域上土壤侵蚀的主导影响因子，收集了黄河流域气候、地形、植被、土壤等数据，通过引入信息熵原理分析了各个影响因子与土壤侵蚀的空间相关性。结果表明，在黄河流域1∶10万地图比例尺条件下，各因子对土壤侵蚀影响的大小排序为：①水蚀区，加权降雨量>地形起伏度>植被覆盖度>土壤类型>沟壑密度；②风蚀区，地形起伏度>风蚀气候因子>植被覆盖度>土壤类型>沟壑密度；③冻融区，沟壑密度>地形起伏度>气温变化率>植被覆盖度>土壤类型。该研究在定性变量和定量变量之间建立了定量的空间相关性分析，研究结果给出了影响黄河流域水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀的主导性因子，可为流域土壤侵蚀过程研究和水土保持决策提供参考。

地表水-地下水联合调度是解决干旱内陆河流域水资源短缺的一个有效途径，对干旱区水资源优化配置具有重要意义。以地表水地下水联合调度内涵为基础，分析了干旱内陆河地表水-地下水联合调度模式的国内外研究现状，对地表水地下水联合调度的研究方法进行了评价并指出存在的不足之处，展望了地表水与地下水联合调度的研究趋势。指出在未来地表水-地下水联合调度中应加强与气象学、生态学等多学科交叉研究。探讨内陆河水资源高效利用模式和基于生态健康和环境发展的内陆河环境需水定值方法与阈值。开发内陆河地表水地下水联合调度信息系统和管理模式。指出综合水循环组成部分的集成模型是地表水-地下水联合调度模型发展的必然趋势。

海岸地貌形成演化的过程和机制是当今海岸地貌与沉积学研究的核心任务。但是，对于海岸带这样高维数非线性系统行为的认识与研究还很有限，因而预测海岸地区地貌演变与沉积物输运就变得比较困难，尤其是动力数值模型在较大时空尺度上的模拟并不理想。数据驱动模型可以一定程度上解决这一问题，并且在数据驱动模型构建之前，经验正交函数(EOF)分析技术能够有效提取、定量表达数据中的主要型式与它们的时空演变，以及不同型式之间是如何相互联系的。这不但有助于构建数据驱动模型进行模拟，更有益于理解这些主控因素是如何影响海岸地貌演化的，进而不断丰富对于海岸地貌演化的过程与机制的认识。故本文在系统整理大量国内外文献的基础上，首先简要介绍了EOF分析的基本原理，然后从砂质和淤泥质海岸剖面的时空变化特征、河口近岸海底冲淤变化的时空演变特征和预测、海岸海洋地区沉积物粒度分布特征和输运等几个方面综述EOF分析在这些研究中的应用进展，同时比较分析研究实例中的问题，进而分析当前研究中的不足，提出应该主要从提高海岸地貌与沉积数据的野外获取手段与时空分辨率，拓宽可供EOF分析的时间或非时间序列的数据类型；深入挖掘EOF分析结果所显示出的海岸地貌与沉积现象中的物理过程与机制，以期为特定时空尺度的海岸地貌与沉积数值模拟提供有价值的参考信息；多与其他线性或非线性分析技术联合使用以作深入分析解释或模拟这三方面来做进一步改进，为实现EOF分析在海岸地貌与沉积学研究中的深入应用与发展提供借鉴。