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杨大文

作者: 来源: 日期:2014/6/27 17:09:21

教育背景:

1998 博士毕业于日本东京大学土木工程系、获工学博士

1990 硕士毕业于清华大学水利工程系水力学及河流动力学方向、获工学硕士

1988 本科毕业于清华大学水利工程系水资源工程专业、获工学学士


工作履历:

2004.08~ 清华大学水利系教授、博士生导师

2004.03 受聘为清华大学“百名人才引进计划”教授

2002~2004.07 日本东京大学土木工程系任文部科学省教官,副教授

2001 日本东京大学土木工程系任文部科学省教官、专任讲师

1998~2000 日本东京大学生产技术研究所任文部省项目研究员

1994~1995 铁道部科学研究院西南分院任水工水文研究室副主任、工程师

1993 铁道部科学研究院深圳分院任监理工程师

1990~1992 铁道部科学研究院西南研究所任助理工程师、工程师

研究概况:

近年来,一直跟踪现代水文学与水资源的前沿领域和交叉领域,特别是分布式水文模型的方法和分布式水文模型在流域水资源评价和洪水预报中的应用研究方面,做出了一些成绩并获得国际同行的认可。具体而言,可概括为以下三个方面:

(一)

水文预报模型理论和分布式水文模型方法研究:水文模型作为水文预报系统的核心,一直是水文学的研究焦点。随着水文过程机理的不断明晰,水文模型得到了长足的发展。加上地理信息系统(GIS)、卫星遥感(Satellite Remote Sensing)和计算机技术的发展和在在水文学中的应用,分布式水文模型已逐步发展成为现代水文预报方法的主流,本人在这方面的独创性研究工作包括两点:

(1) 从研究流域的地形地貌及其分形特征入手,独立提出了新型分布式水文模型的建模方法。独立提出了一套有别于常用的方形网格和三角形网格的离散单元划分方法,建立了基于流域地形地貌的分布式水文模型――GBHM(Geomorphology Based Hydrological Model)。该模型充分考虑了流域的地形地貌特征从而较好地描述了流域水文过程,而且大大提高了计算效率。将GBHM模型与国际上流行的SHE模型(是一个采用方格的分布式水文模型)和TOPMODEL模型(是一个采用流域地形参数的概念性模型)进行了比较研究,提出了对分布式水文模型建模的新认识。研究成果发表在英国著名水文期刊《Hydrological Processes》2000年第14卷,国际水文科学协会期刊“《Hydrological Sciences Journal》2002年第47卷,GBHM模型还被收录在由美国著名学者V.P. Singh编著,Water Resources Publications,LLC出版社出版的《Mathematical Models of Small Watershed Hydrology and Applications》一书中。

(2) 从研究水文空间尺度问题入手,成功建立了大尺度网格型分布式水文模型。从数字高程资料入手,分析了DEM(Digital Elevation Model)的比尺(即网格尺寸)对流域的汇集特性(scaling property)和水文响应(hydrological response)的影响,提出了不同时间尺度的水文模拟对空间尺度(如DEM精度)的要求。在此基础上,提出了大尺度网格内的地形参数化和植被分类方法,较好地解决了水文模型的尺度问题,从而大大推广了网格型分布式模型的应用范围。成功地建立了大流域的分布式水文模型,并开发了洲际和全球的大网格分布式水文模型。有关成果发表于《Hydrological Processes》2001年第15卷,国际水文科学协会(IAHS)出版物《IAHS Publication》2001年第270卷,《Hydrological Processes》2003年第17卷,以及《地理学报》2004年第59卷第1期。

(二)

分布式水文模型应用于流域水资源评估、洪水预报和全球变化的研究:成功地将自己独立开发的分布式水文模型应用于流域水资源评估、洪水预报以及全球变化的研究。(1)将分布式水文模型应用到海河流域的水资源评估,成功解决了我国水资源评估中的“还原失真”和“还原失效”的问题,同时还大大推动了国内对分布式水文模型的开发和应用研究。与“黄河973”项目合作,把分布式水文模型应用于黄河流域,分析了黄河流域水资源的历史变化、气候变迁和人类活动对水循环和水资源的影响。主要研究成果部分发表在《IAHS Publication》2003年第280卷,美国地理学会(AGU)著名期刊《Water Resources Research》2004年第40卷。利用大气模型对未来全球气候变化的预测结果,研究了未来黄河流域水资源的变化趋势,研究成果部分发表在《IAHS Publication》2005年第295卷。(2)将分布式水文模型应用于流域洪水预报,并结合水库的联合调度探讨了流域洪水管理的新途径。结合雷达测雨技术成功地将分布式水文模型应用于日本最大流域――利根川流域的洪水预报;与日本国土交通省河川局合作,探讨并开发了基于分布式水文预报模型的利根川流域洪水综合管理系统,并取得初步成果。主要成果部分发表于《IAHS Publication》2003年第282 卷,《Hydrological Processes》2004年第18卷,并应邀在第6届气象雷达的水文应用国际研讨会(Sixth International Symposium on Hydrological Applications of Weather Radar, Melbourne, Australia, 2-4 February, 2004)作主题发言。(3)以美国农业部开发的土壤侵蚀模型为基础,利用全球降水和耕地的历史资料、土壤数据库、卫星遥感数据和大气模型的预测结果,建立了基于GIS的土壤侵蚀预测模型并分析了全球土壤侵蚀从过去到未来的变化;以分布式水文模型为手段对全球水资源的现状进行了评价分析。主要成果发表在《Hydrological Processes》2003年第17卷,国际水文科学协会期刊《Hydrological Sciences Journal》2001年第46卷,并与日本同行共同获得国际水文科学协会2003年度杰出青年水文学家奖(Tison Award)。

(三)

在现代水文学与相关学科的一些交叉领域,瞄准国际前沿展开应用基础研究:(1)水文学与大气科学的交叉领域:从1996年开始参加全球能量与水循环试验(GEWEX, Global Energy and Water Cycle Experiment)在亚洲季风区的观测,自1999年起开始对美国NASA和美国国家大气研究中心(NCAR)开发的两种陆面模型进行比较研究,探讨分布式水文模型与大气模型的耦合,初步成果发表在日本气象学会期刊《Journal of the Meteorological Society of Japan》2001年第79卷,《Boundary-Layer Meteorology》2003年第116卷。研究的核心内容包括两方面:改进现有的陆面过程模型中对水文过程描述的不足,建立新型陆面模型--Hydrologically Enhanced Land-surface Process Model(HELP),这将是继分布式水文模型之后的下一代水文模型的雏形;研究陆地生态过程(包括生态物理过程,biophysical process和生态化学过程,Biochemical process)在陆地水循环中的作用,为评价生态耗水量和改善生态环境提供理论依据。(2)水文学与环境科学的交叉领域,建立流域水量和水质综合评价方法是现代水资源管理的基础。在日本科学技术振兴事团资助的“黄河流域水资源的可持续化研究(Improving Sustainability in Utilizing and Controlling Water in the Yellow River Basin)”项目中与日本九州大学环境工程系合作,在分布式水文模型基础上开发水量和水质的耦合模型,并开始应用于黄河支流的渭河流域。初步成果发表在日本土木学会《环境工学论文集》2004年第41卷。(3)作为现代水文学的重要技术支撑之一的卫星遥感技术正愈来愈广泛和深入地应用于水文预报。除了为水文模拟提供流域下垫面的植被覆盖情况和用于洪水淹没面积及淹没损失的评估外,定量遥感技术还可以提供空间连续的流域降水、积雪、土壤水分、以及蒸散发等。这将使依靠气象观测来进行预报的传统水文预报方法大大拓展其预报范围和提高在无观测地区的预测精度。在东京大学工作期间与小池俊雄教授(日本知名的遥感水文专家)合作,研究利用卫星观测资料来估计积雪深度和开发分布式融雪径流模型。初步成果发表在日本土木学会 《Annual Journal of Hydraulic Engineering》 2005年第 49卷。

主要科研经历:

铁路沿线暴雨泥石流形成机理及预报研究 铁道部 1994.1~1996.12 项负责人(参加时间:1994.1 ~ 1995.9) 30万人民币

GEWEX Asian Monsoon Experiment – Tropic Region 日本文部省 1996.4~2001.3 热带水汽通量观测及泰国Chao Phraya河流域分布式水文模型的开发(参加时间:1996.4~ 2001.3) 每年约1亿日元

未来开拓研究项目: A Systematic Study on the Environmental Assessment and Possible Mitigation Schemes for Temporal and Spatial Changes in Global Hydrologic and Biogeochemical Balances by Authropogenic Activities 日本文部省 1997.4~2002.3 区域水循环数值模拟模型的开发及全球气候变化条件下的水资源评估(作为项目研究员参加,时间:1998.10 ~ 2001.3) 4.6亿日元

黄河流域水资源的可持续化研究(Improving Sustainability in Utilizing and Controlling Water in the Yellow River Basin) 日本科学技术振兴事团 2001.11~2006.10 黄河流域分布式水文模型的开发,过去及未来的水资源评估(作为子课题负责人参加) 每年约8千万日元(本人承担经费约1千万/年)

全球水循环数据库的建立(Establishment of Informatics for Global Water Cycle) 日本文部省 2003.4~2006.3 陆面与大气相互作用的数值模拟(作为主要研究成员参加) 每年约2.5亿日元

面向不同气候特点及水资源利用的分布式水文模型研究 清华大学“百名人才引进计划” 2004.7~2007.6 项目负责人 共100万元

学术成果:

自1995年至今主要从事现代水文模拟方法,特别是分布式水文模型的方法研究、以及分布式水文模型在流域水资源评价和洪水预报中的应用研究。在最近3年中,将研究领域扩展到现代水文学与相关学科的一些交叉领域,如大气科学与水文学的交叉领域、定量遥感在水文学中的应用和水文学与环境科学的交叉领域等。共发表学术论文50余篇,其中近5年发表的论文中有10篇已被SCI收录,5篇已被EI收录(不含SCI重复收录部分),近5年中还参加编写了3部专著。

国际期刊

【1】 Yang, D., G. Ni, S. Kanae, C. LI 'nbsp; T. Kusuda (2005). Water resources variability from the past to future in the Yellow River of China, IAHS publication, 295, 174-182.

【2】 Yang, D., T. Koike and H. Tanizawa (2004). Application of a distributed hydrological model and weather radar observations for flood management in the upper Tone River of Japan, Hydrological Processes, 18, 3119–3132.

【3】 Yang, D., C. Li, H. Hu, Z. Lei, S. Yang, T. Kusuda, T. Koike, and K. Musiake (2004). Analysis of water resources variability in the Yellow River of China during the last half century using historical data, Water Resources Research, 40, W06502 (1-12).

【4】 Yang, D. and K. Musiake (2003). A continental scale hydrological model using distributed approach and its application to Asia. Hydrological Processes, 17, 2855-2869.

【5】 Yang, D., S. Kanae, T. Oki, T. Koike, K. Musiake (2003). Global potential soil erosion with reference to land use and climate changes. Hydrological Processes, 17, 2913-2928.

【6】 Yang, D., T. Koike and H. Tanizawa (2003). Effect of precipitation spatial distribution on the hydrological response in the upper Tone River of Japan. IAHS publication, no. 282, 194-202.

【7】 Yang, D., C. Li, K. Musiake and T. Kusuda (2003). Analysis of Water Resources in the Yellow River Basin in Last Century. IAHS publication, no. 280, 70-78.

【8】 Yang, K., T. Koike and D. Yang (2003). Surface flux parameterization in the Tibetan Plateau. Boundary-Layer Meteorology, 116, 245-262.

【9】 Yang, D., S. Herath and K. Musiake (2002). A Hillslope-based hydrological model using catchment area and width functions. Hydrological Sciences Journal, 47(1), 49-65.

【10】 Oki, T., Y. Agata, S. Kanae, T. Saruhashi, D. Yang, and K. Musiake (2001). Global assessment of current water resources using total runoff integrating pathways. Hydrological Sciences Journal, 46(6), 983–995.

【11】 Pham, T.N., D. Yang, S. Kanae, T. Oki, and K. Musiake (2001). Application of RUSLE model on global soil erosion estimation. Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 45, 811-816.

【12】 Yang, D., S. Kanae, T. Oki, and K. Musiake (2001). Expanding the distributed hydrological modelling to continental scale. IAHS publication, no. 270, 125-134.

【13】 Yang, D., S. Herath, K. Musiake (2001). Spatial resolution sensitivity of catchment geomorphologic properties and the effect on hydrological simulation, Hydrological Processes, 15, 2085-2099.

【14】 Yang, D., Herath, S., T. Oki and K. Musiake (2001). Application of distributed hydrological model in Asian monsoon tropic region with a perspective of coupling with atmospheric models, Journal of the Meteorological Society of Japan (JMSJ), 79(1B), 373-385.

【15】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake (2000). Comparison of different distributed hydrological models for characterization of catchment spatial variability, Hydrological Processes, 14, 403-416.

【16】 Herath, S., D. Yang, and K. Musiake (1999). Description of catchment hydrologic response using catchment area function, IAHS publication, no.254, 61-70.

【17】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake (1999). Application of a geomorphology-based hydrological model in large catchments, Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering, JSCE, 17(2), 1-10.

【18】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake (1998). Development of a Geomorphology-Based Hydrological Model for Large Catchments, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 42, 169-174.

【19】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake (1997). Analysis of Geomorphologic Properties Extracted from DEMs for Hydrologic Modeling, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 41, 105-110.

国内重要刊物

【1】 杨大文,李 翀,倪广恒,胡和平,分布式水文模型在黄河流域的应用,地理学报,59(1),143-154, 2004.

【2】 杨大文,倪广恒,雷志栋,杨诗秀, 大流域的分布式水文模型及其在黄河流域中的应用, 中国水文科学与技术研究进展――全国水文学术讨论会论文集,215-223, 河海大学出版社,2004.

【3】 杨大文,夏军,张建云,中国PUB研究与发展,水问题的复杂性和不确定性研究与进展――中国水问题研究论坛第二届学术研讨会论文集,47-54, 2004.

【4】 杨大文,李翀,倪广恒,胡和平,分布式水文模型用于黄河流域水资源评估中的不确定性分析,水问题的复杂性和不确定性研究与进展――中国水问题研究论坛第二届学术研讨会论文集,108-116, 2004.

【5】 谭炳炎,杨大文,石胜国,暴雨泥石流预报的研究,铁道学报,第14卷,90-101,1992.

【6】 Yang, S., D. Yang and Z. Lei (1992). Numerical Simulation of Transport and Transformation of Insectcide-(2-chlorobenzoyl)-3-(4-chlorophenyl)Urea in Unsaturated Soil (in English), Journal of Environmental Sciences (China), 4(3).

【7】 杨大文,杨诗秀、莫汉宏,农药在土壤种迁移及其影响因素的初步研究,土壤学报,29 (4), 383-391, 1992.

国际会议论文

【1】 Yang, D., S. Herath, K. Musiake, and T. Nakaegawa, (1997). Development of a simplified physically-based hillslope response model for modeling flood in mountainous catchments, Proceeding of the 1997 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.57-58.

【2】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1997). Analysis of Stability of River Network Geomorphologic Parameters Using DEM Data of Japanese Catchments, Proc. of the 27th Congress of the Intl. Association for Hydraulic Research, Vol.2, p.973-978.

【3】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1997). Simulation of catchment rainfall-runoff using area function and Tank Model, Proceeding the 52nd Conference of the Japan Society of Civil Engineering, Vol. 2, p.324-325.

【4】 Herath, S., D. Yang, and K. Musiake, (1997). Distributed hydrological modelling of large catchments: a new geomorphology based approach, Proceeding: International Conference on Large Scale Water Resources Development in Developing Countries: New Dimensions of Prospects and Problems, Kathmandu, Nepal, p. MM197-MM205.

【5】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1998). Development of a semi-distributed rainfall-runoff model using catchment geomorphologic area function, Italy, Proceeding of the Headwater’98: Hydrology, Water Resources and Ecology of Mountain Area, p.144-148.

【6】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1998). Comparison of grid and geomorphology based distributed hydrological models, Proceeding the 53rd Conference of the Japan Society of Civil Engineering, Vol. 2, p.72-73.

【7】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1999). Spatial resolution sensitivity analysis of a geomorphology-based distributed hydrological model for regional applications, Proceeding: The 3rd International Scientific Conference on the Global Energy and Water Cycle, Beijing, China, p.218-219.

【8】 Herath, S., D. Yang, R. Jha, and K. Musiake, (1999). Distributed hydrological modelling of large catchments at fine spatial resolutions – applications to Chao Phraya and Mekong basins, Proceeding: The 3rd International Scientific Conference on the Global Energy and Water Cycle, Beijing, China, p.216-217.

【9】 Yang, D., S. Herath, and K. Musiake, (1999). Spatial sensitivity analysis of a geomorphology-based hydrological model using multi-fractal, Proceeding of the 1999 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.60-61.

【10】 Yang, D., K. Musiake, S. Kanae, and T. Oki, (2000). Use of the Pfafstetter basin numbering system in hydrological modeling, Proceeding of the 2000 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.200-201.

【11】 Nam, P.T., D. Yang, T. Oki, and K. Musiake, (2000). Estimation of global soil erosion by using RUSLE, Proceeding of the 2000 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.202-203.

【12】 Shakil, A. R., D. Yang, T. Oki, and K. Musiake, (2000). Soil moisture estimation using microwave remote sensing techniques and simulation modeling, Proceeding of the 2000 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.146-147.

【13】 Yang, D., S. Kanae, T. Oki, and W. Kim, (2001). Global potential soil erosion with reference to land use and climate changes. Global Change Open Science Conference, Amsterdam, the Netherland, 10-13 July 2001.

【14】 Yang, D, T. Koike, K. Musiake and T. Kusuda, (2002). Hydrological modeling of the Yellow River basin for exploring water resources management. Proceeding of the 2002 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.230-231.

【15】 Yang, D., C. Li, K. Musiake and T. Kusuda, (2003). Variation of water resources of the Yellow River basin in last century. Proceedings of the 1st International Conference on Hydrology and Water Resources in Asia Pacific Region, Vol. 2, p.560-565.

【16】 Yang, D., C. Li, K. Musiake and T. Kusuda, (2003). Climatic Changes and Effect on Runoff Variability in the Upper Yellow River. Proceeding of the 2003 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.190-191.

【17】 Tamamoto, G., D. Yang and T. Koike (2003). Analysis of the drying-up of the Yellow River Using a Water Balance Model and Historical Data in the Last 50-years. Proceeding of the 2003 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.52-53.

【18】 Boussetta, S., D. Yang and T. Koike (2003). Global scale Trend Estimation for Temperature and Precipitation. Proceeding of the 2003 Annual Conference of the Japan Society of Hydrology and Water Resources, p.136-137.

【19】 Yang, D., C. Li, K. Musiake and T. Kusuda. Development of a Distributed Hydrological Model for the Yellow River Basin. Proceedings of the 1st International Yellow River Forum on River Basin Management, 2003, Zhengzhou, China, Vol. III, 213-225.

【20】 Yang, D., C. Li and G. Ni, Uncertainty of the Water Resources Assessment in the Yellow River Basin, Proceedings of the 2nd APHW Conference, the Asia Pacific Association of Hydrology and Water Resources, Singapore, Vol. 2, 601-609, 2004.

【21】 Li, C., D. Yang, G. Ni, and H. Hu, Simulation of irrigation water consumption in the Yellow River basin using a distributed hydrological model, Proceedings of the 2nd APHW Conference, the Asia Pacific Association of Hydrology and Water Resources, Singapore, Vol. 1, 562-571, 2004.

【22】 Yang, D., E.C. Low, and T. Koike, Efficiency of the Integrated Reservoir Operation for Flood Control in the Upper Tone River of Japan Considering Spatial Distribution of Rainfall, Proceedings of the 2nd APHW Conference, the Asia Pacific Association of Hydrology and Water Resources, Singapore, Vol. 2, 723-731, 2004.

奖励与荣誉:

获得国际水文科学协会(IAHS)2003年度杰出青年水文学家奖(Tison Award)

1994年 获得广东省公路管理局授予的“广深高速公路建设贡献奖”(一等)

获得四川省铁道学会优秀论文二等奖(第二作者)

学术兼职:

1、亚太地区水文水资源协会会员

2、国际水文科学协会(IAHS)会员

3、WCRP研究计划“Coordinated Enhanced Observation Period (CEOP)”项目国际协调办公室主任。

4、国际水文科学协会(IAHS)10年研究计划“Prediction in Ungauged Basins (PUB)”科学委员会(Science Steering Group, SSG)成员

5、国际水文科学协会(IAHS)10年研究计划“Prediction in Ungauged Basins (PUB)”中国工作委员会执行副主席


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