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生态水文与水资源导师团队
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  • 所属院系:地球系统科学学院
  • 所属专业: 地理学
  • 邮箱 : ygzhang@tju.edu.cn
  • 工作电话 : -

团队简介

Team Introduction

该团队隶属于地球系统科学学院生态水文与水资源研究中心,由2名教授和4名副教授组成。近年来主持国家自然科学基金委和科技部重大、重点项目和课题等,研究成果在Nature Communications、Water Resources Research、Geophysical Research Letters、Journal of Hydrology等国际学术刊物发表了一系列生态水文和水资源领域高水平论文。团队致力于培养基础理论扎实、品学兼优的优秀研究生。

 

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陈喜董建志王礼春张永根王学静狄崇利

 

拟招收硕士研究生5人,申请人应满足如下条件:

本科毕业学校(不含天津大学)应为一流大学建设高校或所学专业所属的学科在最新一轮全国高校学科评估结果中列A-档及以上的其他重点高校。

希望你是:

地下水科学与工程、水文水资源、地理学、遥感学和气象学、生态学、土壤学、环境科学与工程等学科

申报时间:7月1日-8月20日

申报途径考生访问天津大学研究生招生信息网—服务系统—2024级推免生申请(http://202.113.8.92/gstms/)—注册后申报类型选择导师团

1.身份证正反面扫描件;     

2.证明学习成绩及排名的成绩单或证明件;     

3..英语四、六级成绩单;学生证;简历;各类奖励材料等。

联系方式:022-27405051  王老师 导师团联系人 张老师 17695926877  


  • 研究方向Research Directions
陆表生态水文,土壤及地下水文,全球变化与水资源,地下水科学与工程,遥感学和气象学
2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行整体布局设计。 整体布局设计。
团队展示

团队致力于研究全球变化下生态水文互馈机理及其演变的水资源效应和适应性开发利用策略。研究领域涵盖了地球关键带(植被冠层-含水层底部)中的地表水文、土壤水文和地下水文,并侧重水文与大气、陆面植被、营养物质迁移转化等的交叉研究,以及水资源-社会经济-生态环境系统的集成研究,致力于解决区域和全球尺度下生态环境演变的水文和水资源问题。团队成员承担了包括国家自然科学基金、国家重点研发计划等在内的各类科研项目10余项,在水文水资源和生态环境领域的国内外顶级学术期刊发表论文40余篇。发展了植被-土壤-水文协同演变、微观与宏观尺度土壤水和基岩裂隙水动力物理解析以及特征参数表述等的理论和方法,创建了陆面生态水文模型、同位素示踪水文模型以及土壤水和地下水数值模型等。

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项目情况

1、喀斯特关键带三维结构解析与水文特征模拟

喀斯特地区关键带具有复杂的地表、地下二元结构以及多孔介质和裂隙介质的多重水流特征。研究结合水文观测、地球物理方法和同位素水化学方法展示了喀斯特含水层的地下结构、渗透性能、山坡-洼地系统水文响应的空间特征,揭示了含水层“新水”、“老水”的混合机理及其对流域径流的贡献,提高了对喀斯特含水层空间异质性、水文连通性的理解与对双重水流系统的准确概化。其中发展了一种新的示踪辅助水文模型,实现了不同地形单元水流和同位素过程的精确模拟与示踪,定量计算了不同地形单元蓄水量和水龄动态。

代表性文章:

(1) Chen X., Zhang Z., Soulsby C., Cheng Q., Binley A., Jiang R., Tao M. Characterizing the heterogeneity of karst critical zone and its hydrological function: an integrated approach. Hydrological processes, 2018, 32(19), 2932-2946.

(2) Zhang Z., Chen X., Cheng Q., Soulsby C. Storage dynamics, hydrological connectivity and flux ages in a karst catchment: conceptual modelling using stable isotopes. Hydrol. Earth Syst. Sci., 2019, 23, 51–71.

  

2、阐明基岩裂隙中渗流和溶质运移机理

基岩裂隙水环境治理难度异常困难,因为裂隙非均质性极强,导致水动力和污染物扩散迁移过程复杂,具有多重渗流特征。团队利用室内实验和高仿真数值模拟技术,结合多物理-化学过程耦合机制,从机理上(微观尺度)阐明了裂隙中渗流和溶质运移规律,为探讨基岩裂隙污染物运移特征提供了科学依据。

代表性文章:

(1) Lichun Wang*, M. B. Cardenas, W. Deng, P. C. Bennett. Theory for dynamic longitudinal dispersion in fractures and rivers with Poiseuille flow. Geophysical Research Letters, 2012, 39(5): L05401.

(2) Lichun Wang*, M. B. Cardenas, D. T. Slottke, R. A. Ketcham, J. M. Sharp Jr. Modification of the Local Cubic Law of fracture flow for weak inertia, tortuosity, and roughness. Water Resources Research, 2015, 51(4): 2064-2080.

(3) Lichun Wang*, M. B. Cardenas. Linear permeability evolution of expanding conduits due to feedback between flow and fast phase change. Geophysical Research Letters, 2017, 44(9): 4116-4123.

(4) Lichun Wang*, M. B. Cardenas. Connecting pressure-saturation and relative permeability models to fracture properties: The case of capillary-dominated flow of supercritical CO2 and brine. Water Resources Research, 2018, 54(9): 6965-6982.

 

3、构建全球高分辨率非饱和土壤水力、热力学参数

建立土壤转换函数,基于全球土壤数据库、利用机器学习等方法,构建了全球高分辨率非饱和土壤水力、热力学参数。新构建的参数包括全球1km网格土壤的残余含水量、饱和含水量、饱和渗透系数、植物可利用水分、土壤比热容、土壤导热系数等参数。数据集可为水文模型、作物生长模型、农业生态系统模型、陆面模型、数值天气预报模型、空气质量模型以及区域或全球气候模型等提供必要参数。

代表性文章:

(1) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap. Estimation of saturated hydraulic conductivity with pedotransfer functions: A review, Journal of Hydrology, 2019, 575: 1011-1030.

(2) Yongjiu Dai*, Qinchuan Xin*, Nan Wei*, Yonggen Zhang*, Wei Shangguan, Hua Yuan , Shupeng Zhang, Shaofeng Liu, and Xingjie Lu. A Global High-Resolution Data Set of Soil Hydraulic and Thermal Properties for Land Surface Modeling , Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2019, 11(9): 2996-3023.

(3) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap, Yuanyuan Zha. A High-Resolution Global Map of Soil Hydraulic Properties Produced by a Hierarchical Parameterization of a Physically-Based Water Retention Model , Water Resources Research, 2018, 54(12): 9774-9790.

(4) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap. Weighted recalibration of the Rosetta pedotransfer model with improved estimates of hydraulic parameter distributions and summary statistics (Rosetta3). Journal of Hydrology, 2017, 547: 39-53.


科研项目

陈喜 教授 博导

1、国家自然科学基金重点支持项目:“超采区地下水水循环演变机理及多水源调控研究”,2021-2025

2、国家自然科学基金重点支持项目:“西南喀斯特地区表层岩溶带演变机理及其生态水文效应”,2022-2025年

3、国家重点研发计划项目:“生态脆弱区地下水合理开发及生态功能退变防控机制与基础研究”,2016-2020

4、国家自然科学基金重大国际合作研究计划项目:“喀斯特关键带水文-生物地球化学耦合机理及生态系统服务提升机制”,2016-2019

5、国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目:“雅鲁藏布江典型流域地下水形成机理与演变预测”,2018-2021

 

董建志 教授 博导

1、国家自然科学基金面上项目:“基于数理不确定性分析的多源降水融合研究”,2021 - 2024

2、水文水资源与水利工程科学国家重点实验室重点研发项目:“基于三重排列分析的全球降雨误差分析与多源数据融合”,2019 – 2020 


王礼春 副教授 博导

1、国家自然科学基金面上项目:“裂隙两相流与非费克物质传输特征及耦合机理研究”,2020-2023

 

张永根 副教授 博导

1、国家自然科学基金青年项目:“非饱和带土壤水力参数的转换函数研究”,2019-2021

2、国家自然科学基金面上项目:“土壤结构对土壤水力特性影响的定量解析及其参数化研究”,2021-2024

3、天津市自然科学基金青年项目:“土壤水力特性预测及其参数化研究”,2021-2022

4、地方政府委托项目-巨鹿县地下水开采量与埋深关系分析,2021年


王学静 副教授 博导

1. 国家自然科学基金面上项目:“海底地下水硝酸盐氮排放溯源及调控策略研究”,2021-2024

2. 深圳市自然科学基金面上项目:“海底地下水排泄对深圳湾水环境影响”,2020-2023 

3. 国家自然科学基金重大项目课题:“粤港澳大湾区陆海相互作用下营养物质迁移转化过程与机理”,2019-2023(子课题负责人)

4. 国家自然科学基金青年科学基金项目:“镭同位素示踪海底地下水排泄的不确定性研究—地下水端元的选取”,2018-2019 


狄崇利 副教授 硕导

国家自然科学基金青年项目: 流域水文过程的复杂动力学特征及可预测性研究, 2023.01-2025.12.


研究成果

代表性论文

陈喜 教授 博导

(1) Wang J., Chen X., Hu Q., Liu J.Responses of terrestrial water storage to climate variation in the TibetanPlateau. Journal of Hydrology, 2020, 584: 124652.

(2) Huang R., Chen X., Hu Q. Changes invegetation and surface water balance at basin-scale in Central China withrising atmospheric CO2. Climatic Change, 2019, 155(3): 437-454.

(3) Zhang Z., Chen X., Cheng Q., Soulsby C. Storage dynamics, hydrologicalconnectivity and flux ages in a karst catchment: conceptual modelling usingstable isotopes. Hydrol. Earth Syst. Sci., 2019, 23, 51–71.

(4) Chen X., Zhang Z., Soulsby C.,Cheng Q., Binley A., Jiang R., Tao M. Characterizing the heterogeneityof karst critical zone and its hydrological function: an integrated approach.Hydrological processes, 2018, 32(19), 2932-2946.


 董建志 教授 博导

(1) Jianzhi Dong*, Fangni Lei, Wade Crow. Land transpiration-evaporation partitioning errors responsible for modeled summertime warm bias in the central United States, Nature Communications, 13.1 (2022): 1-8.

(2) Jianzhi Dong*, Akabar Ruzbeh, Short Gianotti, Andrew Feldman, Wade Crow, Dara Entekhabi. Can Surface Soil Moisture Information Identify Evapotranspiration Regime Transitions? Geophysical Research Letters, 2022, e2021GL097697.

(3) Jianzhi Dong*, Paul A. Dirmeyer, Fangni Lei, Martha C. Anderson, Thomas R. H. Holmes, Christopher Hain, Wade Crow. Soil evaporation stress determines soil moisture - evapotranspiration coupling strength bias in land surface modeling, Geophysical Research Letters, 2020, 47, e2020GL090391.

(4) Jianzhi Dong*, Wade Crow, Zheng Duan, Lingna Wei and Yang Lu. A double instrumental variable algorithm for geophysical product error estimation, Remote sensing of environment, 2019, 225, 217-228.

(5) Jianzhi Dong*, Susan C. Steele-Dunne Tyson E. Ochsner, Christine Hatch, John Selker, Scott Tyler, Michael H. Cosh, and Nick van de Giesen. Mapping high resolution soil moisture and properties using distributed temperature sensing data and an adaptive particle batch smoother, 2016, Water Resources Research, 52, 7690-7710. 


王礼春 副教授 博导

(1) Lichun Wang*, M. B. Cardenas. Connecting pressure-saturation and relativepermeability models to fracture properties: The case of capillary-dominatedflow of supercritical CO2 and brine. Water Resources Research, 2018,54(9): 6965-6982.

(2) Lichun Wang*, M. B. Cardenas. Linear permeability evolution of expandingconduits due to feedback between flow and fast phase change. GeophysicalResearch Letters, 2017, 44(9): 4116-4123.

(3) Lichun Wang*, M. B. Cardenas, D. T. Slottke, R. A. Ketcham, J. M. Sharp,Jr. Modification of the Local Cubic Law of fracture flow for weak inertia,tortuosity, and roughness. Water Resources Research, 2015, 51(4): 2064-2080.

(4) Lichun Wang*, M. B. Cardenas, W. Deng, P. C. Bennett. Theory for dynamiclongitudinal dispersion in fractures and rivers with Poiseuille flow.Geophysical Research Letters, 2012, 39(5): L05401.

 

张永根 副教授 博导

(1) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap, and Zhongwang Wei, 2020, Development of Hierarchical Ensemble Model and Estimates of Soil Water Retention with Global Coverage, Geophysical Research Letters, doi: 10.1029/2020GL088819

(2) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap. Estimation of saturated hydraulicconductivity with pedotransfer functions: A review, Journal of Hydrology, 2019,575: 1011-1030.

(3) Yongjiu Dai*, Qinchuan Xin*, Nan Wei*,  Yonggen Zhang*, Wei Shangguan,Hua Yuan , Shupeng Zhang, Shaofeng Liu, and Xingjie Lu. A GlobalHigh-Resolution Data Set of Soil Hydraulic and Thermal Properties for LandSurface Modeling , Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 2019, 11(9):2996-3023.

(4) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap, Yuanyuan Zha. A High-Resolution Global Mapof Soil Hydraulic Properties Produced by a Hierarchical Parameterization of aPhysically-Based Water Retention Model , Water Resources Research, 2018,54(12): 9774-9790.

(5) Yonggen Zhang, Marcel G. Schaap. Weighted recalibration of the Rosettapedotransfer model with improved estimates of hydraulic parameter distributionsand summary statistics (Rosetta3). Journal of Hydrology, 2017, 547: 39-53.


王学静 副教授 博导

(1) Zhang, Y., Santos, I., Li, H.*, Wang, Q., Xiao, K., Guo, H., Wang, X.*, Submarine groundwater discharge drives coastal water quality and nutrient budgets at small and large scales. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2020, 290, 201-215.

(2) Wang, X., Li, H.*, Zheng, C., Yang, J., Zhang, M., Xiao, K., Zhang, Y., Zhang, X., Submarine groundwater discharge as an important nutrient source influencing nutrient structure in coastal water of Daya Bay, China. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2018, 225: 52-65.

(3) Wang, X., Li, H.*, Yang, J., Zheng, C., Zhang, Y., An, A., Zhang, M., Xiao, K., Nutrient inputs through submarine groundwater discharge in an embayment: a radon investigation in Daya Bay, China. Journal of Hydrology, 2017, 551: 784-792.

(4) Wang, Q., Zhang, X., Wang, X.*, Xiao, K., Zhang, Y., Wang, L., Kuang, X., Li, H., Quantification of the water age and submarine groundwater discharge in a typical semi-enclosed bay: Using stable oxygen (18O) and radioactive radium (228Ra) isotopes. Journal of Hydrology, 2021, 603, 127088.

(5) Wang, X.*, Zhang, Y., Luo, M., Xiao, K., Tian, Y., Qiu, W., Xiong, Y., Zheng, C., Li, H.*, Radium and nitrogen isotopes tracing fluxes and sources of submarine groundwater discharge driven nitrate in an urbanized coastal area. Sci. Total Environ., 2021, 763, 144616.


狄崇利 副教授 硕导

(1) Chongli Di, Tiejun Wang*, Qiong Han, Mai Mai,Lichun Wang, Xi Chen. Complexity and predictability of daily actualevapotranspiration across climate regimes.WaterResources Research, 2023, 59, e2022WR032811.

(2) Chongli Di, Tiejun Wang*, Erkan Istanbulluoglu,A.W. Jayawardena, Siliang Li, Xi Chen. Deterministic chaotic dynamics in soilmoisture across Nebraska.Journal ofHydrology, 2019, 578, 1-12.

(3) Chongli Di, Tiejun Wang*, Xiaohua Yang, SiliangLi. An improved Grassberger-Procaccia algorithm for analysis of climate systemcomplexity.Hydrology and Earth SystemSciences, 2018, 22, 5069-5079.

(4) Dongdong Wu#, Chongli Di#, Tiejun Wang*, Lichun Wang, Xi Chen.Characterization of  the CoherenceBetween Soil Moisture and Precipitation at Regional Scales. Journal ofGeophysical Research: Atmospheres, 2021,126.


导师介绍

陈喜 教授 博导

我国杰出的水文水资源专家。主要从事水文生态学、地下水开发利用与管理、流域水文过程模拟以及水文水资源对全球变化响应等研究工作。已主持国家自然科学基金重大项目(2000万)、国际合作重大项目(1500万)、国家重大基础研究项目、教育部科学技术研究重大项目、国家自然科学基金委重点项目等。发表论文200余篇,其中SCI检索70余篇,专著3部。获省部级科技奖一等奖1项、二等奖1项、三等奖2项、严恺科技奖一等奖。现为《Journal of Hydrological Science》副主编、以及《Ecohydrology》、《中国岩溶》、《河海大学学报》编委。

 

董建志 教授 博导

国家级“四青人才”,毕业于荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology),先后在美国农业部水文遥感实验室(USDA-ARS-HRSL)以及美国麻省理工学院(MIT)从事大尺度的陆面水文过程的遥感观测、模拟与同化研究,以第一作者身份在Nature Communications, Geophysical Research Letters, Remote Sensing of Environment及 Water Resources Research等一区期刊发表论文20余篇,成果被美国宇航局(NASA)专题报道。


王礼春 副教授 博导

入选天津大学“北洋学者”B计划,长期从事渗流和物质传输等水文过程,利用高端数值模拟、精密室内实验和缜密的野外观测水量和水质数据来分析不同尺度(微观和流域)上物质运输机理及其数值模型预测,并探讨其对生态系统的影响。已在《Geophysical Research Letters》、《Water Resources Research》、《Journalof Geophysical Research》和《Journal of Hydrology》等期刊上发表近30篇SCI 论文,目前担任国际期刊Groundwater副主编。

 

张永根 副教授 博导

入选“北洋学者·英才副教授”、“北洋学者·青年骨干教师”。主要从事地下水水文学及土壤物理方面的研究工作。已发表SCI学术论文20余篇。开发了预测土壤水力参数的Rosetta3模型等,并构建了全球高分辨率土壤水力、热力学参数等数据集,相关工作受到新华网、人民网、国家自然科学基金委等报道。主持国家自然科学基金等多个项目。担任美国土壤学会《Vadose Zone Journal》(影响因子3.634)副主编;受欧洲地球科学联盟(EGU)等国际会议邀请做特邀报告;受《Journal of Hydrology》邀请撰写相关领域综述;担任国际土壤模拟联盟(ISMC)土壤参数工作小组Co-Lead。


王学静 副教授 博导

“北洋学者”英才副教授,天津海河英才(B类),长期从事海岸带地下水环境、海底地下水排泄及其物质运移过程研究等。主持国家自然科学基金面上项目、重大项目子课题等科研项目8项。发表论文50余篇,在Water Resources Research、Geochimica et Cosmochimica Acta、Journal of Hydrology等上发表SCI论文40余篇,论文总引用1100余次(Google scholar数据),授权国家专利2项。Water Resources Research、Water Research、Journal of Hydrology等20多个SCI期刊审稿人,Frontiers in Water 编委。曾获2018年深圳市高层次人才(C类);2019年深圳市南山区领航人才等荣誉。


狄崇利 副教授 硕导

从事水文系统复杂性及可预测性、水文预报、气候变化对水文水资源的影响等方面的研究工作。 2016年获得北京师范大学环境科学专业博士学位。2017年10月至2018年10月在美国华盛顿大学做访问学者。目前主持和参与国家重点研发计划、国家自然科学基金项目等十余项。在Water Resources Research、Journal of Hydrology、Geophysical ResearchLetters、Hydrology and Earth System Sciences等期刊发表论文20余篇。


学生培养

团队致力于培养水文学、生态学、环境学、地理学、经济学以及信息科学等学科交叉的复合型科研人才,以及面向生态环境、水利、土木、地质等领域需求的高级专门人才。通过参与团队承担的科研项目,培养研究生独立分析和解决问题以及开展创新性科学研究工作的能力。团队每年为在读研究生提供大量参加国内外学术会议的机会,在相关领域的全国性学术会议上本团队中的研究生已有多人获得奖项。同时团队也为在读研究生提供国际合作、出国交流和深造的机会。

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天津大学研究生院招生办公室

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