同位素水文学领域的国际科研合作与发展援助

'Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/273755272Article·January2004CITATIONSREADS0731author:ZhonghePangChineseAcademyofSciences179PUBLICATIONS1,961CITATIONSSEEPROFILESomeoftheauthorsofthispublicationarealsoworkingontheserelatedprojects:GeologicalSequestrationofCarbonDioxideViewprojectIsotopesinGroundwaterinAridandSemi-aridNorthwestChinaViewprojectAllcontentfollowingthispagewasuploadedbyZhonghePangon19February2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile. ·114·水文地质工程地质2004年第2期同位素水文学领域的国际科研合作与发展援助庞忠和(国际原子能机构,维也纳)中图分类号:P64113文献标识码:C文章编号:100023665(2004)0220114203研活动,提高人类关于水循环的科学知识并据此改进1前言水资源管理的水平。这意味着科学技术应该发挥更大水资源是人类耐以生存和发展的基本物质条件之作用。在诸多学科中,同位素水文学的作用可能是独一。以促进世界和平与发展为己任的联合国系统一直到的。环境同位素可以用来有效地示踪水循环,包括十分重视水资源问题。从20世纪70年代起,联合国指示水的来源,确定水的年龄,记录水-岩相互作用,组织了一系列的大型计划与项目,帮助成员国解决水从而为认识水的形成,运动及其成分变化机制提供重资源问题。1977年联合国召开了首次水资源会议,可要的依据。同位素水文学既不是单纯的地表水水文谓联合国水资源工作的第一个里程碑。据最近的统学,也不是单纯的地下水水文学,而是一门针对地球的计,目前世界上至少有十五亿人口缺乏安全的饮用水。大气与地壳浅部的水循环的学科。相应地,它所能作为此,世界各国首脑于2000年在联合国召开的新千年出贡献的问题也不仅仅限于地表水,而是包括地表、地峰会上发表联合宣言,决心要在2015年将缺水人数减下以及地热水等较为普遍的水循环与水资源问题。据少一半。为了实现这一目标,联合国下属各组织采取不完全统计,在1960～1965年间,全球只有不到100篇了一系列的统一行动。其中最大计划是“世界水资源水文学科技论文含有同位素的内容,而在1990～1995评估计划(WWAP)”。这个计划由联合国教科文组织年间增加到7000篇。由此可见,如今同位素水文学已牵头,共有23个国际组织参加,国际原子能机构(以下经作为一门独立学科,受到科学界的高度重视与生产简称机构)是其中的七个联合国专门机构之一。该计部门的广泛应用。划从2000年开始实施,2003年3月发表了首版“世界鉴于水循环问题的复杂性与普遍性以及核技术的[1]水资源开发报告”,取得了该计划的第一项成果。特殊性,在该领域开展国际合作尤其重要。作为联合WWAP将于每年更新发表该报告。国体系中负责核技术及其应用的专门组织,机构早在此外,在其它相关的联合国会议上,水资源都是议20世纪60年代初就设立了水资源计划。40多年来,题之一。其中包括“世界可持续发展峰会”(WSSD,南机构一直在该领域发挥着领导与协调作用。目前,水非约翰内斯堡,2002)等。专门活动更是接连不断,比资源计划是机构的重点领域之一,它的宗旨是通过推如:世界水资源论坛,2003年于日本京都举办了第三动和扩大同位素技术的应用提高其成员国在改进对水[2]届;每年一次的世界水日宣传活动等。由此可见,水资源与地热资源综合管理方面的能力以及完善相应的资源问题在新世纪伊始正得到世界各国空前的重视。基础实施,从而对世界水资源的可持续利用作出贡献。而且,联合国系统内各组织统一行动成为新趋势。各计划的主要内容是支持重点国际科研合作以及对发展学科方面的信息与技术得到集成。中国家实施技术援助,由此推动同位素水文学的发展从科学层面上来看,能否合理利用和有效保护水与应用。尽管该计划在各个时期的工作重点有所不资源主要取决于人类对水循环的认识水平。WSSD提同,但是其核心内容始终围绕着“环境同位素示踪水循出的行动计划中有一项任务是:通过联合的观测与科环”,并且据此解决水资源与水环境问题这一不变的主题。收稿日期:2003210227以下根据本人对机构同位素水文学科及水资源计作者简介:庞忠和(19612),男,博士,研究员,联合国官员,从事同位素水文学国际合作项目设计、实施与技术评估。划的了解,简要介绍联合国系统在该领域的有关计划E2mail:z.pang@iaea.org与项目情况,供国内对同位素水文学与水资源方面的 2004年第2期水文地质工程地质·115·国际合作感兴趣的同行们参考。与上述观测网络相关的一项活动是同位素水文学信息系统(ISOHIS)。为了在GNIP数据库的基础上进[3,4]2同位素水文学国际科学与教育合作一步集成各类水体的同位素数据,特别是地表水及地211同位素水文学全球数据采集与共享下水的同位素数据,机构编制了以国际互联网为平台全球科学观测网络的组织、设计与维护也许是最的交互式通用计算机软件。该软件的用户版供免费提适合于联合国组织承担的工作。机构与世界气象组织供给参与合作的研究单位。目前各类数据正在被逐步(WMO)联合创办的大气降水中的同位素全球观测网收入该信息系统。用户可以通过互联网上对该信息系(GNIP)可以说是机构的创牌子项目,是机构水资源计统进行数据查询或下载,其网址为www.isohis.iaea.划的一面旗帜。它的成功也为这类国际合作项目提供org。数据库的更新与维护由机构同位素水文学科负了一个可资借鉴的范例。责。目前该数据库所收地表水与地下水数据仍然处于(1)大气降水中的同位素全球观测网(GNIP)。这起步阶段。个项目是同位素水文学领域的最早的较大规模的国际212同位素水文学合作科研合作。过去一向认为这个项目早期是为了对大气降水机构组织与资助的研发活动一般针对在国际上具中核爆氚进行监测。作者最近翻阅了机构的有关历史有共性的水资源问题,并突出核技术的作用。机构采文献,发现事实上最早的记载是在1961年由瑞士科学取研究合同或研究协议提供经费支持。项目可分为两家与德国科学家向国际原子能机构提出建议,要求开大类,一类是大型的项目,及所谓“协调研究项目”,往展对全球大气降水中的同位素监测,其中不仅包括了往包括十个以上研究合同与研究协议。另一类是小型18放射性同位素氚的监测,还包括稳定同位素O与氘。的活动,往往通过独立的技术服务合同实施。从第一批数据报送到机构算起,GNIP迄今已经运行了近年来启动的、目前正在进行中的“协调研究项40多年。其间,世界各国有200多气象站先后参与该目”有:河水的同位素组成及其观测方法、海岸带地下项目。据最新的统计,在2001年,GNIP运行中的合作水的海底排泄与海岸带海洋环境、污染物在包气带中网站数为153个。2000～2001年间数据库新增同位素行为与地下水保护、地下水中盐分的形成机制与同位数据量与1998～1999年同比增加10%。机构GNIP互素方法的完善和地中海的大气降水同位素组成与气候联网站数据库注册用户近千人。大多数用户来自发达格局的关系。小型专题研究活动主要有:干旱-半干国家的美、加、英、法、德以及日、澳等国。仅2001年基旱地区典型含水层的同位素模型,比如,非洲北部的撒于GNIP数据在国际权威学术刊物上发表的论文达19哈拉含水层;跨国界含水层的同位素模型,例如,尼罗篇。机构最近对全球大气降水同位素数据作了可视化河盆地含水层系统涉及共享的刚果、埃及、埃塞俄比18处理。其内容包括同位素基本参数,例如,O和氘对亚、肯尼亚、苏丹、坦赞尼亚和乌干达等国家;古地下水降雨量的加权平均值,氘盈余值等全球及分地区的分含水层的全球分布与编图,对象为更新世和全新世老布图。国际互联网上可查阅并可免费下载使用。于八千年的地下水含水层;应用GNIP数据确定局域(2)河水中的同位素全球观测网(GNIR)。目前合水汽来源的模型方法。作研究已经展开,参加单位有17个,涉及的河流盆地已经获准并即将启动的“协调研究项目”有:地下21个。目标是建立一套方法及相应的观测网络,为应水利用的可持续性评价,包括河流基流定年与圈定地用同位素认识典型河流盆地的水文过程创造条件。计下水源保护带;大坝渗漏与河流泥沙淤积;水圈与生物划用3～5年时间全面确定观测网的内容、布置格局以圈之间的CO2和H2O交换。小型专题研究活动主要及首先解决的水资源问题等具体事项。有:氦同位素确定区域含水层的水龄。(3)水与二氧化碳循环动力学的同位素全球观测213同位素水文学学术会议与图书出版网(LEAFNET)。这个观测网将收集全球尺度的下列数(1)机构定期组织与资助同位素水文学国际学术18据:表土、树干、树叶及其表面水汽的O成分。这个观讨论会。这一系列会议在本专业领域内是国际上规模测网将把大气降水同位素组成观测扩展到生态系统,最大和影响最广泛的学术会议。1963年召开了第一从而有助于同位素在相关领域研究中发挥更大的作次会议。目前机构每两年组织一次这样的会议。它的用。计划在150个生态观测站采集样品,由机构实验主题在“水资源管理”和“环境变化”之间轮换。2003室及其它国际实验室共同测试同位素组成。年5月,机构组织了40周年同位素水文学国际研讨 ·116·水文地质工程地质2004年第2期会,并以“水资源综合管理”为主题。社会经济发展服务。这类项目的设计由成员国提出,(2)机构组织资助科研项目成果以及专题技术指其最终内容由机构与成员国共同确定。项目一般包括导书与手册的编辑与出版。出版物分为两大系列,即:野外与实验室装备、专家服务、人员培训帮助新建或改技术文件系列(TECDOC),主要发表机构组织与资助的进水同位素实验室和直接为项目提供测试服务等活研究项目成果。在科研项目完成后,研究人员将成果动,一般由成员国提交项目成果最终报告。写成论文交给机构,机构在组织简要评审后汇集出版。机构技术援助项目主要领域是地下水资源,其次这类出版物供免费散发。技术报告系列(TRS),发表是地表水以及地热资源项目。机构近年来技术援助项由机构就特选的专题专门邀请国际上相关领域专家撰目规模是每个项目以两年拨款周期计算为大约80项,写的指南、手册、数据汇编等。这类出版物不属于免费涉及金额约为8百万美元。散发。类似于商业出版社的做法,机构定价售书。最根据接受援助的对象,项目可以分为一国项目与近出版的有:地热调查开发与利用中的同位素与化学多国项目或区域项目。一国项目着眼于解决单一国家方法,等等。在机构水文科网站,可以下载完整的出版的特定问题。由成员国政府向机构提出申请,机构负物清单。责审批与实施。多国(区域)项目着眼于解决一个以上(3)除了机构自己编辑出版的图书以外,机构还于国家共同存在的问题,并以此推动相关国家间的技术外界的出版社合作,出版机构的项目成果与会议文集协作。由牵头国政府向机构提出申请,机构负责审批及专题论丛等。与实施。214同位素水文学实验测试能力建设与国际科研合作的显著区别是,发展援助项目属为了提高成员国同位素测试能力与测试数据质于政府行为,项目的立项须通过政府主管部门统一向量,机构在维也纳总部设立自己的同位素水文学实验机构申报。室。它的主要工作内容有以下几个方面:开发新实验4结束语方法或流程,生产与发放水同位素实验标准样,组织全球水同位素实验室间的对比以及直接对机构资助的各受《水文地质工程地质》原主编赵继昌先生之约,类项目提供测试服务、并培训实验技术人员。介绍了同位素水文学领域的全球科技教育合作与技术在2001年和2002年,机构分别组织了水中氚与援助方面的概况,其内容与表达方式均基于个人观点。氢、氧稳定同位素的全球实验室对比。为了适应未来如欲了解详细信息,请读者参阅有关的官方文件。国对新地下水定年的需求,近几年来,机构实验室在原有际原子能机构的互联网地址是:www.iaea.org。同位素氚和碳-14测试能力基础上主要增加了水样中氟里水文科定期编辑出版“水与环境通讯”,目前为每年两昂含量测试能力,氚-氦定年法测试能力建设也即将期。业务通讯有印刷版和网络版,属于免费散发的出完成。版物。有兴趣的读者可函索该刊或上网浏览。215同位素水文学教育与培训参考文献:长期以来,机构组织或资助了大量的同位素水文学专题技术培训。最近,为了促进学科的可持续发展,[1]联合国教科文组织.联合国世界水资源评价计划,机构更加重视同位素水文学的正规教育。其途径包括大众的水,生命的水:世界水资源开发报告(英文帮助成员国将同位素水文学纳入亚非拉地区国家的大版)[M].巴黎:联合国教科文组织与BERGHAHNBOOKS出版社联合出版,2003.学课程,并通过机构的技术援助基金资助同位素水文[2]国际原子能机构.世界水日活动报告[R].维也纳:学的学位教育。机构组织编写的的全球最新一套六卷国际原子能机构,2002.本同位素水文学教材已于2001年由教科文组织出版。[3]国际原子能机构.国际原子能机构年报(2000,2001,3同位素水文学国际发展援助2002)[R].维也纳:国际原子能机构.[4]国际原子能机构.国际原子能机构计划与预算蓝皮机构面向发展中国家提供同位素水文学技术援书(2002-2003,2004-2005)[R].维也纳:国际原子助,官方的名称是“技术合作”。事实上它的核心内容能机构.是将现有技术向发展中国家推广,使同位素水文学为Viewpublicationstats'