水文學(xué)水的出現(xiàn)

地球表層的水由地球內(nèi)部逸出,經(jīng)過約35億年的積聚和演變,逐漸形成今天的水圈。水圈的形成不僅改變了巖石圈的面貌,使大氣圈中的現(xiàn)象變得復(fù)雜多樣,而且導(dǎo)致生物圈的出現(xiàn)。因此,水的出現(xiàn)和水圈的形成,是地球自然歷史中最重大的事件。

水文學(xué)研究領(lǐng)域

水文學(xué)的研究領(lǐng)域十分寬廣。從大氣中的水到海洋中的水,從陸地表面的水到地下水,都是水文科學(xué)的研究對象;水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈等地球自然圈層的相互關(guān)系,也是水文學(xué)的研究領(lǐng)域;水文科學(xué)不僅研究水量,而且研究水質(zhì),不僅研究現(xiàn)時(shí)水情的瞬息動(dòng)態(tài),而且探求全球水的生命史,預(yù)測它未來的變化趨勢。

陸地上的水量雖然只約占全球總水量的3.5%,但淡水幾乎都分布在陸地。整個(gè)人類生活在陸地,最復(fù)雜的水文過程也發(fā)生在陸地,因此對陸地上的水的研究尤其受到人們的重視。陸地水文學(xué)是水文科學(xué)的主要組成部分。有關(guān)海洋和大氣中的水文知識(shí),現(xiàn)已分別歸入海洋學(xué)和大氣科學(xué)的范疇里了。

水文學(xué)學(xué)科內(nèi)容

水文學(xué)與氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、自然地理學(xué)等學(xué)科關(guān)系密切。廣義的水文學(xué)可分為水文氣象學(xué)、海洋水文學(xué)和陸地水文學(xué)。水文氣象學(xué)主要研究大氣中水汽的變化規(guī)律,包括大氣中的水循環(huán)和水量平衡,以蒸發(fā)、凝結(jié)、降水為主要方式的大氣與下墊面的水分交換,是水文學(xué)與氣象學(xué)的邊緣學(xué)科。海洋水文學(xué)主要研究海洋的水文現(xiàn)象,包括波浪、潮汐和海流等,屬海洋學(xué)的內(nèi)容之一。陸地水文學(xué)主要研究陸地上各種水體的水文現(xiàn)象和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和研究工作的深入,已形成河流水文學(xué)、湖泊水文學(xué)、冰川水文學(xué)、地下水水文學(xué)等分支。陸地水文學(xué)中直接為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等生產(chǎn)部門服務(wù)的內(nèi)容稱為應(yīng)用水文學(xué)。狹義的水文學(xué)通常指陸地水文學(xué)和應(yīng)用水文學(xué)。

水文學(xué)研究方法

概括為:①成因分析法。即以收集水文站網(wǎng)的大量實(shí)測資料及室內(nèi)試驗(yàn)資料為基礎(chǔ),研究水文現(xiàn)象的形成過程、物理機(jī)理和相互關(guān)系,建立水文現(xiàn)象與影響因素的定量關(guān)系或水文模型。②數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。水文現(xiàn)象兼有確定性和隨機(jī)性,可以把某些水文現(xiàn)象看作隨機(jī)事件,用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法,對某些水文現(xiàn)象進(jìn)行頻率分析,推求各種頻率(或重現(xiàn)期)的水文數(shù)據(jù)。③地區(qū)分析法。氣候與自然地理?xiàng)l件具有地區(qū)性分布的特點(diǎn),水文現(xiàn)象也有一定程度的地區(qū)相似性,因此可研究水文要素分類和分區(qū)的特征值或建立區(qū)域性經(jīng)驗(yàn)公式,或繪制各種特征值等值線圖和分區(qū)圖。

水文學(xué)造價(jià)信息

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水文學(xué)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)

地球上現(xiàn)有約13.9億立方公里的水,它以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)分布于地面、地下和大氣中,形成河流、湖泊、沼澤、海洋、冰川、積雪、地下水和大氣水等水體,構(gòu)成一個(gè)浩瀚的水圈。水圈處于永不停息的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),水圈中各種水體通過蒸發(fā)、水汽輸送、降水、地面徑流和地下徑流等水文過程緊密聯(lián)系,相互轉(zhuǎn)化,不斷更新,形成一個(gè)龐大的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。

在這個(gè)系統(tǒng)中,海水在太陽輻射下蒸發(fā)成水汽升入大氣,被氣流帶至陸地上空,在一定的天氣條件下,形成降水落到地面。降落的水一部分重新蒸發(fā)返回大氣,另一部分在重力作用下,或沿地面形成地面徑流,或滲入地下,形成地下徑流,通過河流匯入湖泊,或注入海洋。從海洋或陸地蒸發(fā)的水汽上升凝結(jié),在重力作用下直接降落在海洋或陸地上。

水文學(xué)水文循環(huán)

水的這種周而復(fù)始不斷轉(zhuǎn)化、遷移和交替的現(xiàn)象稱水文循環(huán)。不過,上述只是全球水文循環(huán)輪廓的幾筆速寫,而水文循環(huán)的實(shí)際情況要復(fù)雜得多。在地面以上平均約11公里的大氣對流層頂至地面以下1~2公里深處的廣大空間,無處不存在水文循環(huán)的行蹤。

不同緯度帶的大氣環(huán)流使一些地區(qū)成為蒸發(fā)大于降水的水汽源地,而使另一些地區(qū)成為降水大于蒸發(fā)的水汽富集區(qū);不同規(guī)模的跨流域調(diào)水工程能夠改變地面徑流的路徑,全球任何一個(gè)地區(qū)或水體都存在著各具特色的區(qū)域水文循環(huán)系統(tǒng),各種時(shí)間尺度和空間尺度的水文循環(huán)系統(tǒng)彼此聯(lián)系著、制約著,構(gòu)成了全球水文循環(huán)系統(tǒng)。

水文學(xué)內(nèi)因

全球每年約有577000立方公里的水參加水文循環(huán)。水文循環(huán)的內(nèi)因,是水在自然條件下能進(jìn)行液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)三相轉(zhuǎn)換的物理特性,而推動(dòng)如此巨大水文循環(huán)系統(tǒng)的能量,是太陽的輻射能和水在地球引力場所具有的勢能。

水文循環(huán)是自然界最重要的物質(zhì)循環(huán),它成云致雨,影響著一個(gè)地區(qū)的氣候和生態(tài),塑造地貌和實(shí)現(xiàn)地球化學(xué)物質(zhì)的遷移,像鏈條一樣連結(jié)著全球的生命,為人類提供不斷再生的淡水資源和水能資源。水文循環(huán)使我們生活的星球變得生機(jī)勃勃。倘若沒有水和水文循環(huán),我們的星球會(huì)像月球一樣,是一幅沒有生命,寂靜荒漠的圖景。

水文學(xué)各種形態(tài)

水在循環(huán)過程中的存在和運(yùn)動(dòng)的各種形態(tài),如蒸發(fā)、降水、河流和湖泊中的水位漲落、冰情變化、冰川進(jìn)退、地下水的運(yùn)動(dòng)和水質(zhì)變化等,統(tǒng)稱水文現(xiàn)象。水文現(xiàn)象在各種自然因素和人類活動(dòng)影響下,在空間分布或時(shí)間變化上都顯得十分復(fù)雜。

水文現(xiàn)象的時(shí)間變化過程存在著有周期而又不重復(fù)的性質(zhì),一般稱為“準(zhǔn)周期”性質(zhì)。例如,潮汐河口的水位存在以半個(gè)或一個(gè)太陰日為周期的日變化;河流每年出現(xiàn)水量豐沛的汛期和水量較少的枯季;通過長期觀測可以看到,河流、湖泊的水量存在著連續(xù)豐水年與連續(xù)枯水年的交替,表現(xiàn)出多年變化。

形成這種周期變化的基本原因,是地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)、地球和月球的相對運(yùn)動(dòng),還包括太陽活動(dòng),如太陽黑子的周期性運(yùn)動(dòng)的影響。它們導(dǎo)致太陽輻射的變化和季節(jié)的交替,使水文現(xiàn)象也出現(xiàn)相應(yīng)的周期變化。當(dāng)然,水文現(xiàn)象還受眾多其他因素的影響,這些因素自身在時(shí)間上也不斷地變化,并且相互作用和相互影響著。

水文學(xué)追溯

人類探索除水害、興水利的歷史,猶如人類的文明史那樣悠久。在生產(chǎn)實(shí)踐中,特別在與水旱災(zāi)害的斗爭中,人類不斷觀測各種水文現(xiàn)象,思考和研究它們的規(guī)律,積累起關(guān)于水的豐富知識(shí),逐漸形成、并不斷發(fā)展了水文科學(xué)。

水文學(xué)源遠(yuǎn)流長,經(jīng)歷了漫長的醞釀時(shí)期,而它的飛躍發(fā)展則是最近一個(gè)世紀(jì)的事。同自然科學(xué)的許多學(xué)科相似,人們還難以找出公認(rèn)的里程碑,把水文科學(xué)的歷史進(jìn)程劃分成若干明確的階段。我們只是順著它前進(jìn)的足跡,大體劃分以下。

水文學(xué)萌芽時(shí)期

(遠(yuǎn)古至約公元1400年)

在尼羅河、幼發(fā)拉底河、恒河和黃河這些古老文化發(fā)祥地的遺跡中,我們可以看到這一時(shí)期已經(jīng)開始了原始的水文觀測。最早的水位觀測是在中國和埃及開始的。

約公元前22世紀(jì),中國傳說中的大禹治水,已“隨山刊木”(立木于河中),觀測河水漲落。此后,戰(zhàn)國時(shí)李冰設(shè)于都江堰的“石人”,隋代的石刻水則,宋代的水則碑等,表明水位觀測不斷進(jìn)步。

最早的雨量觀測于公元前四世紀(jì)首先在印度出現(xiàn),中國于公元前三世紀(jì)的秦代已開始有呈報(bào)雨量的制度,到了公元1247年,已有了較科學(xué)的雨量器和雨深計(jì)算方法,并開始用“竹籠驗(yàn)雪”以計(jì)算平地降雪深度。明代劉天和在治理黃河工作中,已采用手制“乘沙量水器”測定河水中泥沙的數(shù)量。

中國古籍《呂氏春秋》中寫道:“云氣西行云云然,冬夏不輟;水泉東流,日夜不休,上不竭,下不滿,小為大,重為輕,國道也?!碧岢隽藰闼氐乃难h(huán)概念。成書于公元約六世紀(jì)初的《水經(jīng)注》中,記述了當(dāng)時(shí)中國境內(nèi)1252條河流的概況,成為水文地理考察的先驅(qū)。

誠然,這些原始的水文觀測和水文知識(shí)是膚淺零星的,但已為當(dāng)時(shí)生活和生產(chǎn)提供了重要的水文資料。例如,根據(jù)雨量多少?zèng)Q定稅收的多少,根據(jù)上游的水位向下游傳遞水情等,標(biāo)志著水文科學(xué)的萌芽。

水文學(xué)奠基時(shí)期

(約1400~1900)

歐洲文藝復(fù)興帶來的科學(xué)思想的解放和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,為水文科學(xué)發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。這一時(shí)期,水文儀器的發(fā)明使水文觀測進(jìn)入了科學(xué)的定量觀測階段。

1663年雷恩和胡克創(chuàng)制了翻斗式自記雨量計(jì),1687年哈雷創(chuàng)制測量水面蒸發(fā)量的蒸發(fā)器,1870年埃利斯發(fā)明旋槳式流速儀,1885年普賴斯發(fā)明旋杯式流速儀。這些近代水文儀器使流量、流速、蒸發(fā)、降水的觀測達(dá)到了相當(dāng)?shù)木?,利用這些近代水文儀器進(jìn)行水文觀測的各種水文站陸續(xù)出現(xiàn)。

1746年,中國在黃河老壩口設(shè)立了全國第一個(gè)正規(guī)水位站,開始系統(tǒng)觀測水位,并進(jìn)行報(bào)汛。這些成就使水文現(xiàn)象的觀測視野在深度和廣度上空前擴(kuò)大,為水文科學(xué)在理論上的發(fā)展創(chuàng)造了條件。

在這一時(shí)期,近代水文科學(xué)理論開始逐漸形成。1674年佩羅提出了水量平衡的概念,成為水文科學(xué)最基本的原理之一;1738年伯努利父子發(fā)表水流能量方程,1775年謝才發(fā)表明渠均勻流公式;1802年道爾頓建立了研究水面蒸發(fā)的道爾頓公式;1856年,達(dá)西發(fā)表了描述孔隙介質(zhì)中地下水運(yùn)動(dòng)的達(dá)西定律;1851年莫萬尼提出了匯流和徑流系數(shù)的概念,并發(fā)表了計(jì)算最大流量的著名推理公式。

這些科學(xué)理論的創(chuàng)立,為水文科學(xué)在河道水流、蒸發(fā)、地下水運(yùn)動(dòng)、徑流形成和水文循環(huán)等領(lǐng)域的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ),它表明人類對水文現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)已由萌芽時(shí)期那種膚淺零星的知識(shí),發(fā)展到了比較深刻系統(tǒng)的知識(shí)。同時(shí)也表明,人類對地球上水的運(yùn)動(dòng)、變化規(guī)律的探索,已發(fā)展到以大量觀測事實(shí)為基礎(chǔ),進(jìn)行假說、演繹和推理,進(jìn)而建立各理論體系的近代科學(xué)方法論。

19世紀(jì)末,專門水文研究機(jī)構(gòu)開始出現(xiàn),一些國家開始出版水文年鑒。弗里西著的《河流水文測驗(yàn)方法》、福雷爾著的《日內(nèi)瓦湖湖泊志》、馬略特著的《水的運(yùn)動(dòng)》等水文學(xué)專著陸續(xù)出版。這些著作總結(jié)了當(dāng)時(shí)水文觀測和理論研究的成就,標(biāo)志著水文科學(xué)作為一門近代科學(xué)已奠定基礎(chǔ)。

水文學(xué)興起時(shí)期

應(yīng)用水文學(xué)(約1900~1950)

這一時(shí)期,水文科學(xué)在觀測方法,理論體系和研究領(lǐng)域等方面繼續(xù)取得新成就,但它最重要的進(jìn)展是應(yīng)用水文學(xué)的興起。

進(jìn)入20世紀(jì),特別是第一次世界大戰(zhàn)以后,大量興起的防洪、灌溉、交通工程和農(nóng)業(yè)、林業(yè)乃至城市建設(shè)向水文科學(xué)提出越來越多的新課題,解決這些課題的方法也由經(jīng)驗(yàn)的、零碎的逐漸理論化和系統(tǒng)化,水文科學(xué)的應(yīng)用特色逐漸表現(xiàn)出來。

首先,從1914年到1924年,經(jīng)過黑曾、福斯特等人的工作,把概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論和方法系統(tǒng)地引入了水文科學(xué),使水文變量(如洪峰和洪量)和它出現(xiàn)的機(jī)率聯(lián)系起來,為預(yù)估工程未來運(yùn)行時(shí)期內(nèi)可能出現(xiàn)的水文情勢開辟了道路。

接著,從1932年到1938年,謝爾曼、霍頓、麥卡錫、斯奈德等人在產(chǎn)流和匯流計(jì)算方面取得開拓性進(jìn)展,為根據(jù)降雨推算洪水開辟了道路。隨后,克拉克、林斯雷等人在單位線、多個(gè)水文變量聯(lián)合分析和徑流調(diào)節(jié)的理論、方法等方面發(fā)展并豐富了上述的內(nèi)容。

在此期間,水文站在世界范圍內(nèi)發(fā)展成規(guī)模宏大的水文站網(wǎng)系統(tǒng),這些成就為應(yīng)用水文學(xué)的興起在理論上、方法上和資料條件方面奠定了基礎(chǔ),并率先形成了它最重要的分支學(xué)科——工程水文學(xué)。接著,農(nóng)業(yè)水文學(xué)、森林水文學(xué)、都市水文學(xué)也相繼興起。

1949年,林斯雷和柯勒、保羅赫斯合著《應(yīng)用水文學(xué)》;同年,姜斯敦和克樂斯合著的《應(yīng)用水文學(xué)原理、美國土木工程師學(xué)會(huì)編著的《水文學(xué)手冊》等應(yīng)用水文學(xué)專著陸續(xù)問世,總結(jié)了這一時(shí)期的成就,標(biāo)志著應(yīng)用水文學(xué)的誕生。應(yīng)用水文學(xué),以它直接為生產(chǎn)和生活提供多方面服務(wù)這一鮮明特征,獲得迅速發(fā)展,成為近代水文科學(xué)體系中最富有生氣的分支學(xué)科。

水文學(xué)現(xiàn)代水文

20世紀(jì)50年代以來,社會(huì)生產(chǎn)規(guī)??涨皵U(kuò)大,科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期,并正在出現(xiàn)新的技術(shù)革命,人類改造自然的能力迅速增強(qiáng),人與水的關(guān)系已經(jīng)由古代的趨利避害,和近代較低水平的興利除害,發(fā)展到了現(xiàn)代較高水平的興利除害的新階段。這個(gè)新階段賦予水文科學(xué)以新的動(dòng)力和新的特色。

首先,由于人類對水資源的突出需求,水文科學(xué)的研究領(lǐng)域正在向著為水資源最優(yōu)開發(fā)利用的方向發(fā)展,以期為客觀評(píng)價(jià)、合理開發(fā)、充分利用和保護(hù)水資源提供科學(xué)依據(jù)

其次,大規(guī)模的人類活動(dòng)對自然水體,進(jìn)而對自然環(huán)境正在產(chǎn)生多方面的影響。研究和評(píng)價(jià)人類活動(dòng)的水文效應(yīng)和這種效應(yīng)的環(huán)境意義,揭示人類活動(dòng)影響下水文現(xiàn)象的規(guī)律,進(jìn)而探討水文分析的新方法和新途徑,防止人類活動(dòng)對水文循環(huán)的影響朝著不利于人類生存環(huán)境的方向發(fā)展,這一切正在成為水文科學(xué)面臨的新課題。

另外,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)使獲取水文信息的手段和分析水文信息的方法有了長足的進(jìn)步。例如,遙感技術(shù)的應(yīng)用,使同時(shí)觀測大范圍內(nèi)的宏觀水文現(xiàn)象成為可能;核技術(shù)的應(yīng)用使人們能夠獲得微觀水文信息;水文模擬方法、水文隨機(jī)分析方法、水文系統(tǒng)分析方法,使人們研究水文現(xiàn)象的能力發(fā)展到新的水平;尤其是電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,使水文科學(xué)從水文觀測到基本規(guī)律的研究,由人力和機(jī)械操作,發(fā)展到以電子計(jì)算機(jī)為核心的自動(dòng)化。

水文科學(xué)和其他科學(xué)之間的邊緣科學(xué)正在不斷興起,學(xué)科間的空隙逐漸得到填補(bǔ)。同時(shí),人們開始看到,水已成為影響社會(huì)發(fā)展的重要因素。水在表現(xiàn)它的自然屬性的同時(shí),它的社會(huì)屬性也日益表現(xiàn)出來,并逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。因此,水文科學(xué)將有可能發(fā)展成為具有自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)雙重性質(zhì)的一門綜合性科學(xué)。

水文學(xué)水文學(xué)常見問題

水文學(xué)方向定位

水文循環(huán)是自然界各種水體的存在條件和相互聯(lián)系的紐帶,是水的各種運(yùn)動(dòng)、變化形式的總和,是水文科學(xué)研究的主要對象和核心內(nèi)容;而在水文循環(huán)過程中,水文現(xiàn)象所表現(xiàn)出的特點(diǎn),決定了水文科學(xué)研究的特點(diǎn)。

水文學(xué)整體研究

首先,水文科學(xué)把各種水文現(xiàn)象作為一個(gè)整體,并把它們同大氣圈、巖石圈、生物圈和人類活動(dòng)對它們的影響結(jié)合起來進(jìn)行研究。例如,在借助水量平衡方法研究某個(gè)流域的水量變化時(shí),既要考慮流域周圍大氣中水汽輸送,也要考慮流域上空大氣中水分含量的變化;既要考慮降水,也要考慮蒸發(fā);既要考慮流域的地面徑流,也要考慮流域土壤含水量和流域內(nèi)外地下水的交換,而且還要考慮流域內(nèi)水利工程,以及其他人類活動(dòng)的影響。

水文學(xué)資料數(shù)據(jù)

其次,水文科學(xué)主要根據(jù)已有的水文資料,預(yù)測或預(yù)估水文情勢未來狀況,直接為人類的生活和生產(chǎn)服務(wù)。例如,提供洪水預(yù)報(bào)和各種水情預(yù)報(bào),對旱澇災(zāi)害的發(fā)生作出中長期預(yù)測,為水利工程在未來運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)期中可能遇到的特大洪水作出概率預(yù)估等。

水文科學(xué)主要靠建立從局部到全球的水文觀測站網(wǎng),通過對自然界業(yè)已發(fā)生的水文現(xiàn)象的觀測進(jìn)行分析和研究。各種水文實(shí)驗(yàn),除少數(shù)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行以外,主要是在自然界中,例如在實(shí)驗(yàn)流域中進(jìn)行。

在水文科學(xué)研究中廣泛采用成因分析和統(tǒng)計(jì)分析的方法,并使二者盡量結(jié)合起來。成因分析主要以物理學(xué)原理為基礎(chǔ),通常建立某種形式的確定性模型,以研究水文現(xiàn)象發(fā)展演變過程中的確定性規(guī)律。統(tǒng)計(jì)分析法以概率論為基礎(chǔ),通常建立某種概率模型(純隨機(jī)模型),探討水文現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

水文學(xué)概論

由于水在人類生存和社會(huì)發(fā)展中的重要作用,所以水文科學(xué)不單純是一門基礎(chǔ)科學(xué),也是一門廣泛為生產(chǎn)和生活服務(wù)的應(yīng)用科學(xué)。

水文科學(xué)不斷從數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)中汲取養(yǎng)料。它運(yùn)用數(shù)學(xué)力學(xué)定律和方法描述水的運(yùn)動(dòng);運(yùn)用物理學(xué)中的熱學(xué)、聲學(xué)和光學(xué)原理,研究水體的熱狀態(tài)和解釋水體中的聲學(xué)和光學(xué)現(xiàn)象;根據(jù)化學(xué)鍵和分子締合的理論,闡明水的液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)的轉(zhuǎn)化原因和方式等等。

因?yàn)樗难h(huán)使水圈、大氣圈和巖石圈緊密聯(lián)系,所以,水文科學(xué)又與地球科學(xué)體系中的大氣科學(xué)、地質(zhì)學(xué)和自然地理學(xué)等的關(guān)系密切。

水文學(xué)初級(jí)研究

水文科學(xué)開始主要研究河流、湖泊、沼澤、冰川和積雪,以后擴(kuò)展到地下水、大氣中的水和海洋中的水。傳統(tǒng)的水文科學(xué)是按研究對象劃分分支學(xué)科的,主要有:河流水文學(xué)、湖泊水文學(xué)、沼澤水文學(xué)、冰川水文學(xué)、雪水文學(xué)、水文氣象學(xué)、地下水水文學(xué)、區(qū)域水文學(xué)和海洋水文學(xué)等。

河流水文學(xué)也稱河川水文學(xué),研究河流的自然地理特征、河流的補(bǔ)給、徑流形成和變化規(guī)律、河流的水溫和冰情、河流泥沙運(yùn)動(dòng)和河床演變、河水的化學(xué)成分、河流與環(huán)境的關(guān)系等。

湖泊水文學(xué)主要研究湖泊中的水量變化和運(yùn)動(dòng),湖水的物理特性和化學(xué)成分、湖泊沉積湖泊的利用等。

沼澤水文學(xué)研究沼澤徑流、沼澤水的物理化學(xué)性質(zhì)、沼澤對河流和湖泊的補(bǔ)給、沼澤改良等。

冰川水文學(xué)主要研究冰川的分布、形成和運(yùn)動(dòng)、冰川融水徑流的形成過程及其時(shí)空分布、冰川突發(fā)性洪水的形成機(jī)制和預(yù)測、冰川水資源的利用。

雪水文學(xué)主要研究積雪的數(shù)量和分布、融雪過程、融雪水對河流和湖泊的補(bǔ)給、融雪洪水的形成和預(yù)報(bào),有時(shí)把雪水文學(xué)和冰川水文學(xué)合稱為雪冰水文學(xué)。

水文氣象學(xué)研究水圈和大氣圈的相互關(guān)系,包括大氣中水文循環(huán)和水量平衡,以蒸發(fā)、凝結(jié)、降水為主要方式的大氣與下墊面的水分交換,其中尤其著重研究暴雨和干旱發(fā)生和發(fā)展的規(guī)律。

地下水水文學(xué)主要研究地下水的形成和運(yùn)動(dòng),地下水與河流,湖泊的相互補(bǔ)給,地下水資源的評(píng)價(jià)和開發(fā)利用。

區(qū)域水文學(xué)著重研究某些特定地區(qū)的水文現(xiàn)象,如河口水文,坡地水文、平原水文、巖溶地區(qū)水文、干旱地區(qū)水文現(xiàn)象等。

海洋水文學(xué)著重研究海水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分,海洋中的波浪、潮汐、洋流、海岸帶泥沙運(yùn)動(dòng)等。上述諸學(xué)科通常也統(tǒng)稱為普通水文學(xué)或水文學(xué)。

水文學(xué)分支

水文科學(xué)主要通過定點(diǎn)觀測、野外查勘和水文實(shí)驗(yàn)(主要是野外實(shí)驗(yàn))等手段,獲得水體時(shí)空分布和運(yùn)動(dòng)變化的信息,因而逐漸形成了水文測驗(yàn)學(xué)、水文調(diào)查、水文實(shí)驗(yàn)三個(gè)分支學(xué)科。

水文測驗(yàn)學(xué)研究如何正確、經(jīng)濟(jì)、迅速地測定各種水文要素的數(shù)量及其在時(shí)間和空間上的變化,主要包括站網(wǎng)布設(shè)、測驗(yàn)方法和資料整編方法的研究。還包括測量儀器的研制和資料存儲(chǔ)、檢索、傳送系統(tǒng)的研究。

水文調(diào)查是水文科學(xué)的野外勘測和考察部分,旨在對水體形態(tài)和數(shù)量、集水面積內(nèi)的自然地理?xiàng)l件等作出科學(xué)的分析和訐價(jià)。在中國,歷史大暴雨、歷史大洪水和枯水的調(diào)查是水文調(diào)查的重要內(nèi)容。

水文實(shí)驗(yàn)旨在通過野外和室內(nèi)實(shí)驗(yàn),揭示水文循環(huán)過程各環(huán)節(jié)中水的運(yùn)動(dòng)、變化的某些規(guī)律,如水向土中下滲的規(guī)律,土壤水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、徑流形成規(guī)律、土壤和水面蒸發(fā)的規(guī)律,以及人類活動(dòng)的水文效應(yīng)等。

水文科學(xué)作為一門應(yīng)用科學(xué)主要包括工程水文學(xué)、農(nóng)業(yè)水文學(xué)、森林水文學(xué)、都市水文學(xué)、醫(yī)療(衛(wèi)生)水文學(xué)等分支學(xué)科,其中以工程水文學(xué)發(fā)展最為迅速。

工程水文學(xué)包括水文計(jì)算、水利計(jì)算、水文預(yù)報(bào)等組成部分,水文計(jì)算和水利計(jì)算為各類防洪工程、灌溉工程、水力發(fā)電、航運(yùn)工程、道路和橋捅工程、軍事工程等的規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供水文依據(jù)。

水文預(yù)報(bào)為工程的施工和運(yùn)轉(zhuǎn)及國民經(jīng)濟(jì)各部門提供洪水、枯水、冰情等各種形式的水文預(yù)報(bào)。

農(nóng)業(yè)水文學(xué)主要研究水分—土壤—植物系統(tǒng)中與作物生長有關(guān)的水文問題,尤其著重研究植物散發(fā)和土壤水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為農(nóng)業(yè)規(guī)劃和農(nóng)作物增產(chǎn)提供水文依據(jù)。

森林水文學(xué)著重研究森林在水文循環(huán)中的作用即森林的水文效應(yīng),包括森林對降水、蒸發(fā)和徑流形成的影響。

都市水文學(xué)是應(yīng)用水文學(xué)中較年輕的分支學(xué)科著重研究城市發(fā)展中的水資源、墟市排水的環(huán)境效應(yīng)和城市對徑流形成的影響等問題。

水文學(xué)分支研究

20世紀(jì)50年代以來,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,水文科學(xué)不斷引入許多其他學(xué)科的新成就,出現(xiàn)了一些新的分支學(xué)科,例如,在水文調(diào)查和水文預(yù)報(bào)中,研究遙感技術(shù)的應(yīng)用,逐漸形成遙感水文學(xué);在水文實(shí)驗(yàn)、地下水運(yùn)動(dòng)研究中應(yīng)用核技術(shù),逐漸形成同位素水文學(xué);隨機(jī)過程的理論和方法的引入,逐漸形成隨機(jī)水文學(xué)。

這些新的分支學(xué)科雖然在成熟程度上都還不能與水文科學(xué)體系中原有學(xué)科相提并論,但它們表明,水文科學(xué)在繼續(xù)分蘗、不斷萌發(fā)新的分支。

書名: 水文學(xué)

作 者:管華

出版社:科學(xué)出版社

出版時(shí)間:2010年6月1日

ISBN: 9787030277008

開本:16開

定價(jià): 26.00元

水文學(xué)內(nèi)容簡介

《水文學(xué)》全面系統(tǒng)地介紹了水文學(xué)的基本知識(shí)、基本理論和基本研究方法。全書共分緒論和九章,其中緒論闡述了水文學(xué)的研究對象、水文現(xiàn)象的特點(diǎn)、水文學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展;第一章 論述了水文循環(huán)與水量平衡的理論;第二章 論述了水分循環(huán)各環(huán)節(jié)的概念和理論;第三章 至第六章 分別論述了河流、湖泊、沼澤、冰川、地下水、海洋等各種水體的水文規(guī)律和研究方法;第七章 和第八章 論述了天然水質(zhì)及其保護(hù)和人類活動(dòng)的水文效應(yīng)問題;第九章 論述了水文區(qū)劃的基本理論與方法。

《水文學(xué)》可作為師范大學(xué)地理科學(xué)專業(yè)的教材或參考書,也可作為水利、國土管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)與管理等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生、教師、科技人員、管理人員的參考用書。

水文學(xué)圖書目錄

前言

緒論

第一章 地球上的水循環(huán)與水量平衡

第一節(jié) 地球上水的分布

第二節(jié) 地球上的水循環(huán)

第三節(jié) 地球上的水量平衡

第四節(jié) 水循環(huán)研究的發(fā)展

第二章 水循環(huán)的基本環(huán)節(jié)

第一節(jié) 蒸發(fā)與散發(fā)

第二節(jié) 水汽擴(kuò)散與輸送

第三節(jié) 降水

第四節(jié) 下滲

第五節(jié) 徑流

第三章 河流

第一節(jié) 河流、水系和流域

第二節(jié) 河流的水情要素

第三節(jié) 徑流形成的理論與計(jì)算

第四節(jié) 水文統(tǒng)計(jì)方法

第五節(jié) 河流水文情勢

第四章 湖泊、沼澤和冰川

第一節(jié) 湖泊

第二節(jié) 沼澤

第三節(jié) 冰川

第五章 地下水

第一節(jié) 地下水的賦存

第二節(jié) 地下水的類型

第三節(jié) 地下水的運(yùn)動(dòng)

第四節(jié) 地下水的動(dòng)態(tài)與均衡

第六章 海洋

第一節(jié) 海洋的分布與分類

第二節(jié) 海水的物理性質(zhì)

第三節(jié) 海水的化學(xué)性質(zhì)

第四節(jié) 波浪

第五節(jié) 潮汐

第六節(jié) 洋流

第七章 天然水質(zhì)與保護(hù)

第一節(jié) 天然水質(zhì)

第二節(jié) 水體污染

第三節(jié) 水質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)

第四節(jié) 水質(zhì)保護(hù)

第八章 人類活動(dòng)的水文效應(yīng)

第一節(jié) 土地利用/覆被變化的水文效應(yīng)

第二節(jié) 城市化的水文效應(yīng)

第三節(jié) 水利和水保工程的水文效應(yīng)

第四節(jié) 人類活動(dòng)水文效應(yīng)的研究方法

第九章 水文區(qū)劃

第一節(jié) 水文區(qū)劃概述

第二節(jié) 水文區(qū)劃的理論與方法

第三節(jié) 中國水文區(qū)劃

書名:水文學(xué)(高等學(xué)校試用教材)

ISBN:711204642

作者:郭雪寶沈恬

出版社:中國建筑工業(yè)出版社

定價(jià):22

頁數(shù):0

出版日期:2005-12-1

版次:1

開本:16開

包裝:平裝

水文學(xué)內(nèi)容簡介

本書參照1983年全國高校給水排水工程專業(yè)教材大綱會(huì)議修訂的《水文學(xué)》教材編寫大綱,考慮環(huán)境工程類專業(yè)要求和近年來文學(xué)學(xué)科的進(jìn)展編寫的。內(nèi)容包括水文循環(huán)與水資源、河流、水文資料的搜集和整理,水文統(tǒng)計(jì)的基本知識(shí)和方法,年徑流分析和計(jì)算,枯水與洪水等。各章附有學(xué)習(xí)指導(dǎo)和復(fù)習(xí)思考題。本書可作為高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)、環(huán)境工程類專業(yè)的教學(xué)用書,也可作市政工程、環(huán)境監(jiān)測、水文地質(zhì)、道路工程等專業(yè)的教學(xué)參考書。

水文學(xué)目錄

緒論

  1. 水文學(xué)的研究對象

  2. 水文學(xué)發(fā)展簡介

  3. 水文學(xué)的體系

  4. 水文學(xué)的地理研究方向——地理水文學(xué)

  5. 水文現(xiàn)象的主要特點(diǎn)

  6. 水文學(xué)的研究方法

  7. 水文學(xué)課程性質(zhì)及教學(xué)目的要求

第一章 地球上水的性質(zhì)與分布

第一節(jié) 地球上水的物理

第二節(jié) 地球上水的化學(xué)

第三節(jié) 地球上水的分布與水資源

第二章 地球上的水循環(huán)

第一節(jié) 水循環(huán)概述

第二節(jié) 水量平衡

第三節(jié) 蒸發(fā)

第四節(jié) 水汽擴(kuò)散與輸送

第五節(jié) 降水

第六節(jié) 下滲

第七節(jié) 徑流

第三章 陸地表面水的組成與運(yùn)動(dòng)

第一節(jié) 陸地表面水的組成與結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 流域產(chǎn)流與匯流

第三節(jié) 河流的水情

第四節(jié) 河水的運(yùn)動(dòng)

第五節(jié) 冰川運(yùn)動(dòng)與補(bǔ)給

第六節(jié) 湖水的運(yùn)動(dòng)與調(diào)蓄

第七節(jié) 徑流向海匯集及其效應(yīng)

第四章 海洋的結(jié)構(gòu)與海水的運(yùn)動(dòng)

第一節(jié) 海洋的組成與結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 波浪

第六章 人類活動(dòng)對水環(huán)境的影響

第一節(jié) 人類活動(dòng)的水文效應(yīng)

第二節(jié) 人類活動(dòng)對水體水質(zhì)的影響

水文學(xué)水文學(xué)文獻(xiàn)

供水水文地質(zhì)學(xué)補(bǔ)充的水文學(xué)內(nèi)容 供水水文地質(zhì)學(xué)補(bǔ)充的水文學(xué)內(nèi)容

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1. 3. 2 徑流 徑流是水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié)和水均衡的基本要素,系 指降落到地表的降水在重力作用 下沿地表或地下流動(dòng)的水流 。 因此, 徑流可分為 地表徑流 和地下徑流 ,兩者具有密切聯(lián)系,并經(jīng)常相互轉(zhuǎn)化。 據(jù)統(tǒng)計(jì),全球大陸地區(qū)年平均有 47 000km 3 的水量通過徑流返回海洋,約占陸地降水量 的40%。這部分水量大體上是可資人類利用的淡水資源。 一條河流常常可以根據(jù)其地理—地質(zhì)特征分為 河源、上游、中游、下游和河口 五段。 根據(jù)一年內(nèi)河流水情的變化, 可以分為 若干個(gè) 水情特征時(shí)期 ,如汛期、平水期、 枯水期 或冰凍期 。 平均水位 是單位時(shí)間內(nèi)水位的平均值。 平均高水位 與平均低水位 則是 各年最高水位與最低水位各自的平均值。 中水位 是一年中觀測水位值的中值。 常水位 指一年中水位最常出現(xiàn)值。 河流各站的 水位過程線 上,上下游站在同一次漲落水期間 位相相同 的水位,叫相應(yīng)水位

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“工程水文學(xué)”課程教學(xué)改革探討 “工程水文學(xué)”課程教學(xué)改革探討

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評(píng)分: 4.7

工程水文學(xué)課程涉及的范圍廣、內(nèi)容多且抽象,易使學(xué)生感到枯燥難學(xué)。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在課程教學(xué)方法、授課手段及授課內(nèi)容創(chuàng)新等方面進(jìn)行了探討,以期能不斷提高教學(xué)效率及授課質(zhì)量,提升學(xué)生的聽課興趣。

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生態(tài)水文學(xué)一詞從上世紀(jì)90年代開始被廣泛使用以致沖淡了人們對生態(tài)水文學(xué)內(nèi)涵的思考。盡管有很多人在思考什么是生態(tài)水文學(xué),但由于各人的研究領(lǐng)域和興奮點(diǎn)不同,有關(guān)生態(tài)水文學(xué)的概念仍相當(dāng)混亂。按時(shí)間順序,我們列出一些關(guān)于生態(tài)水文學(xué)的定義:

1、生態(tài)水文學(xué)是研究所有生命及無生命組成的交互關(guān)系中的水文過程、現(xiàn)象及特性的科學(xué)( Timchenko,1994) 。

2、Hatton認(rèn)為生態(tài)水文學(xué)是指在一系列環(huán)境條件下來探討生態(tài)水文過程,它考慮了干旱地區(qū)、濕地、森林、河流和湖泊的生態(tài)水文過程(Hatton,1997)。

3、Post等則認(rèn)為它是研究水文、氣象及生態(tài)過程之間的關(guān)系,包括不同時(shí)間下水文過程如何影響到生態(tài)過程及生態(tài)系統(tǒng)及地貌又如何回饋或影響到水文過程兩個(gè)核心問題(Post等,1998, EOS 79(43))。

4、Baird等則認(rèn)為它是研究植物與水的相互作用以及與植物生長相關(guān)的水文過程(Baird and Wilby,1999)。

5、Rodriguez-Iturbe (2000)(Water Resources 36(1))則定義生態(tài)水文學(xué)為研究不同生態(tài)形式及過程中的水文機(jī)制的科學(xué)。Rodriguez-Iturbe 認(rèn)為它是在氣候-土壤-植被動(dòng)態(tài)過程中研究水文機(jī)制,以便預(yù)測生物對全球變化的響應(yīng) (Rodriguez-Iturbe,2000)。

6、1997年俄羅斯彼德堡國立水文氣象學(xué)院出版教材《水資源(陸地水)利用和保護(hù)的生態(tài)觀》中提出“生態(tài)水文學(xué)(水利生態(tài)學(xué))”、“水利生態(tài)系統(tǒng)”等概念,提出新的學(xué)科方向要研究具體“水對象”(河、湖、水庫等)群體態(tài)勢的定性定量的評(píng)價(jià),研究不同層次和尺度的水體生態(tài)系統(tǒng)。

7、Nuttle認(rèn)為它是關(guān)于水文過程對生態(tài)系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)功能影響以及生物過程對水循環(huán)要素影響的交叉學(xué)科(Nuttle 2002);

8、生態(tài)水文學(xué)整合了生態(tài)及水文知識(shí),以了解生態(tài)系如何改變水文特性,而這些水文特性又如何影響生態(tài)系功能,雖仍為研究生態(tài)與水文之關(guān)系,但較偏向水文特性之探討。認(rèn)為(黃土高原生態(tài)水文研究,林業(yè)出版社,2000),在科學(xué)體系上,生態(tài)水文學(xué)屬于地球科學(xué)范疇,是水文學(xué)的一個(gè)分支,是生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的交叉學(xué)科。

9、生態(tài)水文學(xué)就是將水文學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)管理的一門科學(xué)。主要研究生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水文循環(huán)與轉(zhuǎn)化和平衡的規(guī)律,分析生態(tài)建設(shè)、生態(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù)中與水有關(guān)的問題。如生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化對水文系統(tǒng)中水質(zhì)、水量、水文要素的平衡與轉(zhuǎn)化過程的影響;生態(tài)系統(tǒng)中水質(zhì)與水量的變化規(guī)律及其預(yù)測預(yù)報(bào)方法;水文水資源空間分異與生態(tài)系統(tǒng)對位關(guān)系。因此,我們認(rèn)為:生態(tài)水文學(xué)是基于生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的一門交叉學(xué)科。通過生態(tài)學(xué)及水文學(xué)知識(shí)的整合以進(jìn)一步了解水與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用過程與規(guī)律,把穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)特性作為水資源可持續(xù)利用的管理目標(biāo)。

生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展與中國生態(tài)需水問題

中國是一個(gè)降水時(shí)間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。人均淡水資源僅為世界人均量的1/4,居世界第109位,已被列入全世界人均水資源13個(gè)貧水國家之一。全國600多座城市中,已有400多個(gè)城市存在供水不足問題,其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)。

對于生態(tài)水文學(xué)這一新的邊緣性交叉學(xué)科的完整、定義仍然存在諸多爭議,綜合各位學(xué)者對于生態(tài)水文學(xué)的理解和理論闡述,相對比較一致的觀點(diǎn)認(rèn)為該學(xué)科是揭示生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)格局和生態(tài)過程水文學(xué)機(jī)制的科學(xué),探討生態(tài)系統(tǒng)中植物對于水文過程的影響以及水文過程對于植物生長和分布作用,以植物與水分關(guān)系為學(xué)科研究基礎(chǔ),以土壤水分及植被蒸散為核心研究內(nèi)容,以生態(tài)過程和水文過程耦合機(jī)制的尺度效應(yīng)為學(xué)科關(guān)鍵點(diǎn),以水資源可持續(xù)利用和維持生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為學(xué)科研究目標(biāo)。研究對象包括濕地生態(tài)系統(tǒng)、干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)等不同生態(tài)系統(tǒng)類型。所以,生態(tài)水文問題被我國許多學(xué)者認(rèn)為是中國寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。

生態(tài)水文學(xué)是一種對環(huán)境有利、經(jīng)濟(jì)可行和社會(huì)可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問題的出現(xiàn),生態(tài)水文學(xué)成為中國西部生態(tài)需水問題研究的熱點(diǎn)問題之一。西部地區(qū)特別是青藏高原,是我國許多江河的發(fā)源地,素有中國“水塔”之稱。也分布著大量的濕地和湖泊,保護(hù)這些地區(qū)的濕地和湖泊,不僅對保護(hù)局地生態(tài)環(huán)境,而且對保護(hù)江河源的生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。

此外,西北干旱區(qū)內(nèi)陸河流域開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、北方地區(qū)人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑塊的面積和格局對沙地水分平衡的影響等問題,都需要對生態(tài)水文學(xué)機(jī)制進(jìn)行深入了解。干旱區(qū)生產(chǎn)用水和生態(tài)用水的關(guān)系以及維持干旱內(nèi)陸河流域持續(xù)發(fā)展的生態(tài)需水,特別是維持內(nèi)陸河下游天然綠洲穩(wěn)定的生態(tài)需水等問題,也需要應(yīng)用生態(tài)水文學(xué)的方法去深入研究。2100433B

現(xiàn)代水文學(xué)是在近幾十年來由于先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和理論方法的引入以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)各項(xiàng)人類活動(dòng)的深入,不斷豐富水文學(xué)而形成的。與傳統(tǒng)水文學(xué)相比,具有以下特點(diǎn)。

(1)現(xiàn)代水文學(xué)以新技術(shù)(計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)等)應(yīng)用為支撐,在宏觀和微觀方向上得到了深入發(fā)展。在宏觀上,現(xiàn)代水文學(xué)研究全球氣候變化、人類活動(dòng)影響和自然環(huán)境變化下的水循環(huán)。在微觀上,現(xiàn)代水文學(xué)研究SVAT(土壤~植被~大氣系統(tǒng))中水分與熱量的交換過程,探討“三水”、“四水”或“五水”(大氣水、地表水、土壤水、地下水及植被水)的轉(zhuǎn)化規(guī)律。此外,現(xiàn)代水文學(xué)還十分注重水文尺度問題和水資源可持續(xù)利用中水文學(xué)基礎(chǔ)問題的研究。

(2)更加注重水文信息的挖掘。由于先進(jìn)技術(shù)的引用,使復(fù)雜、困難的水文信息獲取成為現(xiàn)實(shí),原來不能得到或需要很大代價(jià)才能得到的水文信息,現(xiàn)在成為可能或容易。這為深入研究水文學(xué)提供了支持。

(3)更加深入開展深層次的水文科學(xué)基礎(chǔ)研究。包括:水文極值(洪水和干旱)問題的認(rèn)識(shí)、預(yù)測與減災(zāi),全球冰圈、氣候和溫室效應(yīng)的相互作用,冰蓋河流水文學(xué),水文與大氣交換作用等。

(4)更加注重人類活動(dòng)對水循環(huán)影響的研究。包括:土地利用變化對徑流的影響;地表水和地下水、水量水質(zhì)相互作用問題;城市化對地表和地下水演化的影響;生態(tài)水文學(xué)研究。

(5)對水文學(xué)上眾多難點(diǎn)問題(如不確定性問題、非線性問題、水文尺度問題等)開展力所能及的研究。

(6)傳統(tǒng)的水文學(xué)多側(cè)重于研究自然界水循環(huán)的水量方面,多采用水文現(xiàn)象觀測、實(shí)驗(yàn)等手段,運(yùn)用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)、物理方法來研究,其應(yīng)用多限于洪水預(yù)報(bào)、水文水利計(jì)算等工程技術(shù)問題。但是,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,人類對水的需求不斷增大,對生活環(huán)境的質(zhì)量要求也愈來愈高。自然界發(fā)生的洪水和干旱等災(zāi)害以及人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成的水污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞,對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類生命財(cái)產(chǎn)造成的損失也愈來愈大。如何解決實(shí)際問題中出現(xiàn)的與水有關(guān)的各種矛盾?如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?這對傳統(tǒng)水文學(xué)的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)?,F(xiàn)代水文學(xué)就需要針對這些實(shí)際問題,重點(diǎn)開展水資源及人類活動(dòng)水文效應(yīng)的研究。

現(xiàn)代水文學(xué)有別于傳統(tǒng)水文學(xué),主要表現(xiàn)在“現(xiàn)代”(Modern)二字上。它應(yīng)該是對水文學(xué)上全新的概念、思路和方法的總結(jié)。具體地說,它是以現(xiàn)代新技術(shù)(如計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)等)應(yīng)用為支撐,以現(xiàn)代新理論、新方法(如灰色系統(tǒng)理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、分形幾何等)為基礎(chǔ),以研究和解決現(xiàn)代出現(xiàn)的新問題、新要求(如水環(huán)境、人類活動(dòng)影響、水資源短缺、水資源可持續(xù)利用等)為動(dòng)力,對水文學(xué)基礎(chǔ)理論及應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

本節(jié)引自文獻(xiàn)[1]。

Ingram于1987年就提出了生態(tài)水文學(xué)概念,并于1992年Dublin國際水與環(huán)境大會(huì)正式提出生態(tài)水文學(xué)作為一門獨(dú)立的邊緣性學(xué)科,而中國學(xué)者開始采用生態(tài)水文學(xué)概念,開展生態(tài)水文學(xué)相關(guān)的獨(dú)立研究活動(dòng)已經(jīng)是進(jìn)入21世紀(jì)以后的事情了。

可查的國內(nèi)大陸學(xué)者關(guān)于生態(tài)水文學(xué)介紹方面的第一篇中文文獻(xiàn)是王根緒等在《地球科學(xué)進(jìn)展》16卷第3期發(fā)表的《生態(tài)水文科學(xué)研究的現(xiàn)狀與展望》。與國際上對于生態(tài)水文學(xué)的討論一樣,對于該新的學(xué)科的定義和爭論一直持續(xù)。

在爭論進(jìn)行的同時(shí),采用生態(tài)水文學(xué)的方法和理論開展針對東北濕地生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)、西北干旱半干旱和寒冷地區(qū)生態(tài)水文學(xué)的研究正在積極開展,并取得了良好的成果。從研究的內(nèi)容方面而言,不僅開展了流域?yàn)閱卧纳鷳B(tài)水文學(xué)研究,而且對于生態(tài)水文過程的分析也進(jìn)行的更加深入,不僅開展了植被動(dòng)態(tài)與生態(tài)水文關(guān)系的研究而且對于林地土壤大孔隙特征與森林生態(tài)水文關(guān)系的研究也在進(jìn)行。不過,就開展生態(tài)水文學(xué)研究的空間區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)類型而言,在中國的熱帶、亞熱帶地區(qū)森林和疏林生態(tài)系統(tǒng)中開展生態(tài)水文學(xué)研究的還未見報(bào)道。

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