根据生态系统保护的要求, 以提高生态系统承载力、保护河口生态系统完整性和稳定性为原则, 以促进区域生态系统的良性维持为目标, 从生物多样性保护的角度, 研究确定了 23600 hm² 的黄河三角洲应补水的湿地恢复和保护规模。在此基础上, 采用景观生态学的原理和方法, 在湿地植物生理学、生态学、水文学研究基础上及遥感和GIS 技术的支持下, 研究 水分—生态耦合作用机理, 建立基于生态水文学的黄河口湿地生态需水及评价模型, 并运用预案研究方法和景观生态决策支持系统的规划评价思想, 预测和评价了黄河口湿地不同补水方案产生的生态效果, 重点研究了丹顶鹤、东方白鹳、黑嘴鸥等指示性物种适宜生境条件与 湿地补水后的生态格局变化。评价结果表明, 黄河三角洲湿地具备东方白鹳及丹顶鹤等保护性鸟类的繁殖和越冬的潜在生境条件, 但其生境质量并不十分理想, 通过湿地补水, 作为珍稀鸟类重要栖息地芦苇湿地面积从现状的10000 hm² 增加至22000 hm², 生态承载力大幅提高； 研究在统筹黄河水资源条件、水资源配置工程措施和湿地生态系统综合保护需求后, 推 荐提出了黄河三角洲湿地恢复和保护的3.5 亿m³ 黄河补水量及补水时期。

利用中日合作项目在华北平原设置的自动监测设备KADEC-MIZU II 型地下水水位自计仪, 对2004-2006 年39 处浅层地下水水位监测的结果, 结合区域影响地下水宏观动态类型 的主要因素,如地形地貌、地下水埋深、地下水开采程度、地下水漏斗以及河流湖泊等, 叠加各影响因素分区图得到地下水动态影响因素综合分区图, 结合观测孔地下水水位体现的动态 特征, 将华北平原地下水观测点分为山前开采型、山前侧向补给- 径流- 开采型、中部河道带补给- 开采型、中部地下水浅埋区降水入渗- 蒸发型动态、黄河影响带侧向补给- 蒸发型 动态和滨海平原区入渗- 蒸发型6 大地下水动态类型。在此基础上阐明了大区域范围内不同类型地下水水位年内及多年动态变化的特点, 比较了不同类型区地下水动态所受影响因素的不同。

辽中地区矿业城市是我国重要的能源生产和重工业基地, 研究其水资源供需变化有利于实现水资源可持续化管理, 促进经济、生态协调发展。分析了水资源供需平衡框架, 可利用水资源和需水量的计算方法, 以及水资源供需平衡的影响因子。结果表明: 1997-2005 年, 辽中地区矿业城市水资源供需区域差异明显, 鞍山市水资源供需失衡明显, 但缺水量逐渐降 低, 2005 年仅缺水0.32×10⁸ m³, 水资源开发利用率平均达到65.56%, 用水属于高度紧张； 抚顺市水资源供需基本持平, 近几年余水量逐渐增大, 2005 年余水5.25×10⁸ m³, 水资源开 发利用率平均达到35.11%, 用水属于中高度紧张； 本溪市水资源供需平衡, 可利用水资源大 于需水量, 2005 年余水8.65×10⁸ m³, 水资源开发利用率平均达到27.96%, 用水属于中高度 紧张。鞍山的需水结构以农业需水和生态环境需水为主, 两者达到总需水量的76%； 抚顺以生态环境需水为主, 达到60%, 农业需水次之, 达到23%； 本溪生态环境需水达到67%, 工业需水次之, 为15%。自然条件的差异是水资源供需变化差异的基础, 人类社会经济活动和政策法规是水资源供需变化的主要影响因子。

20世纪90年代以来,黄河干流实际来水量不断减少,较以往平均来水减少幅度达到了20%~65%不等,黄河下游连年断流。本文基于气候变化 (如降水量变化),人类活动 (如国民经济用水量不断增加),生态环境 (如土地利用的变化) 等方面变化特点；根据黄河干流主要水文站的近50年来观测资料,定量地分析黄河干流实际来水量不断减少的数量及其减少的原因。

利用黄河流域1981~2000年期间的气象、水文资料,结合卫星遥感信息和数字高程模型,检验了平流-干旱、CRAE (Complementary Relationship Areal Evapotranspiration)、Granger等互补相关模型在不同时间尺度、不同气候类型区域上的计算精度,讨论了不同气候因子对计算误差的影响,并分析了模型参数的变化规律。结果表明：平流-干旱模型、CRAE和Granger模型估算的年蒸散量除了干旱年份外,误差都在10%以下。平流-干旱模型估算的月蒸散量比较合理,而CRAE模型与Granger模型都存在冬季月蒸散量估算过高的问题。平流-干旱模型与Granger模型的水量平衡闭合误差空间分布比较一致,计算效果是比较理想的,而CRAE模型的水量平衡闭合误差比较大。互补相关模型在湿润和干旱的条件下以及在可利用能量比较高和比较低的条件下,计算效果比较差。互补相关模型的经验参数在不同年型、不同气候类型区域有不同的最优值。

利用黄土高原无定河流域1982~1991年的水文气象、土地利用、土壤质地、数字高程和NOAA-AVHRR遥感信息,建立基于土壤-植被-大气传输机理的分布式生态水文模型,模拟流域水量平衡的时空分布。研究结果发现,该流域的年平均植被指数 (NDVI) 的年际变化不明显,但NDVI最大值的年际变化显著。该流域年累计NDVI与降水年总量关系不明显,说明该流域植被的生长并不完全受控于降水总量。模拟的实际蒸散量用无定河及其岔巴沟子流域实测降水与实测径流的差值进行验证,误差小于5%。整个流域模拟时段的平均降水量为372±53 mm yr^-1,实际蒸散量为334±33 mm yr^-1,其中蒸腾为130±21 mm yr^-1,有明显的年际波动。地表径流的年际变化相对较小。蒸散发的季节变化特征与降雨基本一致,即7、8、9月雨季高,其他月份低。降水量和实际蒸散量呈现显著的空间分异性,表现出由东南 (高NDVI) 向西北 (低NDVI) 递减的梯度差异。 地表径流的空间分异亦沿东南-西北梯度变化,但高值分散在中部。以岔巴沟子流域1991年的地表覆被度为基准,发现在全流域都覆盖上某一种植被的情况下,蒸腾和土壤蒸发的变化非常明显,地表径流和实际总蒸散的变化并不显著。只有在全流域都变成荒漠情景下,实际总蒸散才显示出较明显变化 (17%),表明在西北干旱半干旱区,土地利用/覆被变化对水量平衡的影响非常复杂。

流域水资源管理分区对制定流域水资源管理政策具有重要意义。作者根据环境、粮食、水资源和社会经济4大类30个指标,利用聚类分析方法和地理信息系统等工具,分析其聚类过程,把海河流域分为太行、燕山山区、山前洪、冲积扇区、京津唐地区、山前平原区、中东部平原区和淀东清南天津区 (天津市区) 和徒骇马颊河平原区7个区,分区结果符合流域水资源管理的要求。各区各具特点,应制定不同的水资源管理政策。

针对分布式水文模拟的问题，结合河西走廊黑河流域实际资料条件，提出将水文循环空间数字化信息与水文系统理论相结合的分布式时变增益水循环模型 (DTVGM)。DTVGM将单元时变增益水文非线性模型(TVGM)拓广到由DEM划分的流域单元网格上建立非线性地表水产流模型，基于水量平衡方程和蓄泄方程建立土壤水产流模型，并应用运动波方法建立分级网格汇流模型。最后，以黑河干流山区流域为例应用DTVGM开展了实例研究，设计开发了模型系统。研究区域被划分为38 277个网格单元 (网格大小为500 m×500 m)，在此基础上将流域划分为456级带状汇流区域。考虑到黑河干流山区的寒区特点，模型耦合了融雪径流模型。模拟结果表明，DTVGM既有分布式水文概念性模拟的特征，同时具有水文系统分析适应能力强的优点，能够在水文资料信息不完全或者有不确定性干扰条件获得比较好的分布式水文模拟效率，在黑河干流山区的应用能够较好地满足水资源管理的要求。

根据水量平衡原理建立干流区间河道水量平衡关系，得到干流河道水量自然补损计算方程。利用1956~1979年干流区间自产天然径流量与区间河道上下游控制站天然径流量、区间降水量系列之间的线性相关性，延长得到黄河流域1951~1998年龙羊峡以下6个干流区间逐月自产天然径流量，并计算分析各干流区间的干流河道自然补损水量。结果表明：多年平均河口镇－龙门干流区间和三门峡－花园口干流区间河道水量补充大于损失，其余区间干流河道水量为损失大于补充。总体上，龙羊峡以下区间干流河道净自然损失水量多年平均为35.43×108 m³，而且呈增大趋势，20世纪90年代达到最高，平均为44.16×108 m³/年。

通过探讨黄河水资源量可再生性的量化问题，对黄河断流的情况、危害和成因进行分析。由于水资源量可再生性问题的复杂性，现行的方法一般都过于简单。目前迫切需要从水文循环更深层次上揭示水资源量可再生性。依据系统理论方法，从河流水循环系统的稳定性和抗干扰能力出发，提出度量和评价河流水体水资源量可再生性的指数。利用该指数，对黄河干流上、中、下游河段不同年代的水资源量可再生能力进行了定量评价，评价结果能够客观地反映实际情况。从维持水资源量可再生性的角度，进行了黄河干流水资源量的调控分析。模拟结果表明，20世纪90年代严重的黄河断流问题主要受人为因素的影响。

对塔里木河下游断流河道2000~2002年9个地下水监测断面和18个植被样地的实地监测资料分析表明，地下水埋深对天然植被的组成、分布及长势有直接关系。地下水位的不断下降和土壤含水率大大丧失是引起塔里木河下游植被退化的主导因子。塔里木河下游的四次输水对其下游地下水位抬升起到了积极作用，河道附近地下水位呈逐级抬升过程，横向影响范围达1000 m左右，纵向上，表现为上段地下水抬升幅度较大 (达84%)，下段抬升幅度较小 (6%)。随着地下水位的抬升，天然植被的响应范围由第一次输水后的200~250 m，扩展到第四次输水的800 m。