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研究地球上各種水體的產(chǎn)生，水的循環(huán)、時(shí)空分布、化學(xué)和物理性質(zhì)及其與周圍環(huán)境的相互作用（包括與生物間的關(guān)系）等方面的科學(xué)規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的科學(xué)。

  摘要

  拼音   shuiwenxue

  英文名稱   hydrology

  所屬學(xué)科   水利工程

  目錄

  1.歷史沿革

  2.學(xué)科分類

  3.研究方法

  4.發(fā)展方向

  水文學(xué)既是一門自然科學(xué)，也是一門應(yīng)用科學(xué)。從大氣中的水到海洋中的水，從陸地表面的水到地下水，都是水文學(xué)的研究對(duì)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)，而且預(yù)測(cè)它未來(lái)的變化趨勢(shì)。20世紀(jì)50年代以來(lái)，水資源的開發(fā)利用規(guī)模日益擴(kuò)大，人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生了多方面的影響，因此，現(xiàn)代水文學(xué)也正以極大的興趣研究水資源利用和人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的反饋效應(yīng)。特別是地球上各種水體的水通過(guò)水文循環(huán)緊密地聯(lián)系在一起，因此，對(duì)地區(qū)和全球水文循環(huán)的研究，是水文學(xué)的核心內(nèi)容。

  1.歷史沿革

  水文學(xué)的發(fā)展，經(jīng)歷了一個(gè)由萌芽到成熟、由定性到定量、由經(jīng)驗(yàn)到理論的歷史發(fā)展過(guò)程。發(fā)展歷程大體可劃分成：以原始觀測(cè)和定性描述為主要特征的萌芽時(shí)期（從遠(yuǎn)古到15世紀(jì)）、以定量觀測(cè)和初步理性認(rèn)識(shí)為主要特征的奠基時(shí)期（15～19世紀(jì)）、以廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展為主要特征的近代時(shí)期（20世紀(jì)初～20世紀(jì)50年代）和以新技術(shù)的引入和開展水資源研究為主要特征的現(xiàn)代時(shí)期（20世紀(jì)50年代以來(lái)）等4個(gè)時(shí)期。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)得到快速發(fā)展，同時(shí)由于一些新理論和邊緣學(xué)科的滲透，加之人口膨脹、水資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化，使水文學(xué)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。水文學(xué)一方面從重點(diǎn)研究地表水文過(guò)程逐漸拓展到水循環(huán)的全過(guò)程系統(tǒng)研究；另一方面，開始重視和研究人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)過(guò)程的影響。

  2.學(xué)科分類

  分類的依據(jù)不同，水文學(xué)的分支學(xué)科的數(shù)量和名稱不同。作為地球科學(xué)的一部分，水文學(xué)可分為陸地水文學(xué)和海洋水文學(xué)，通常所稱的水文學(xué)指陸地水文學(xué)。按照研究對(duì)象，水文學(xué)可分為河流水文學(xué)、湖泊水文學(xué)、冰川水文學(xué)、河口水文學(xué)、地下水水文學(xué)等。按照應(yīng)用范圍，可分為工程水文學(xué)、農(nóng)業(yè)水文學(xué)、森林水文學(xué)、城市水文學(xué)、環(huán)境水文學(xué)、生態(tài)水文學(xué)等。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，邊緣科學(xué)向水文學(xué)科領(lǐng)域的滲透，相關(guān)水文分支學(xué)科也逐步形成，如數(shù)字水文、實(shí)驗(yàn)水文、遙感水文、同位素水文等。

  3. 研究方法

  水文測(cè)驗(yàn)是水文學(xué)研究的基礎(chǔ)，其目的是獲得水文資料。水文資料主要包括降雨量、降雪量、蒸發(fā)量，河流的水位、流量、含沙量、污染物質(zhì)，湖泊與水庫(kù)的水位、水量、水質(zhì)、泥沙淤積量等。獲取水文資料的手段，一種是建立固定或臨時(shí)的水文站，用水文儀器進(jìn)行定點(diǎn)觀測(cè)；另一種是應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如衛(wèi)星和航空水文遙感技術(shù)等?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)，對(duì)水文資料的處理、傳輸、儲(chǔ)存，起到很大的作用。

  除自然科學(xué)和工程科學(xué)的一般研究方法外，水文學(xué)也形成了該學(xué)科獨(dú)特的研究方法，包括系統(tǒng)分析法、成因概化法、水文過(guò)程模擬法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和地理綜合法等。系統(tǒng)分析法是現(xiàn)代水文學(xué)研究的一個(gè)典型方法，將流域視為一個(gè)系統(tǒng)，氣象因子（降水、氣溫等）是該系統(tǒng)的輸入，流域出口斷面的流量是系統(tǒng)的輸出，旨在建立系統(tǒng)外部輸入和系統(tǒng)輸出之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。成因概化法以物理學(xué)為基礎(chǔ)，從水文現(xiàn)象的成因出發(fā)，分析流域水文過(guò)程，將復(fù)雜的流域水文過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，抽象為一個(gè)"概念性的模型"，研究水文現(xiàn)象的形成、演變過(guò)程，揭示水文現(xiàn)象的本質(zhì)、成因及其與各因素之間的內(nèi)在聯(lián)系，以及共同性和特殊性的關(guān)系。水文過(guò)程模擬法基于水文過(guò)程機(jī)理的分析，利用流體力學(xué)、熱力學(xué)中的守恒原理和邊界條件，構(gòu)建"物理性水文模型"，以建立水文輸入（如流域內(nèi)降水量）和輸出（如流域出口的流量）之間的關(guān)系。數(shù)理統(tǒng)計(jì)法針對(duì)流域?qū)崪y(cè)的歷史氣象和水文資料，以概率理論為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)水文現(xiàn)象與其影響因素之間進(jìn)行相關(guān)分析，求出其經(jīng)驗(yàn)公式，由此預(yù)測(cè)未來(lái)的流域水文情勢(shì)。地理綜合法是按照水文現(xiàn)象地帶性規(guī)律和非地帶性的地域差異，用各種水文等值線圖表示水文特征的分布規(guī)律，建立地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式，以揭示地區(qū)水文特征。

  4.發(fā)展方向

  水文學(xué)研究將集中于：①氣候變化對(duì)水循環(huán)的影響，包括陸地水文過(guò)程與大氣過(guò)程的相互作用、氣候變化與極端水文事件的關(guān)系、氣候變化對(duì)河川徑流的影響、未來(lái)氣候變化情景下流域水文預(yù)測(cè)方法。②人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響，包括土地利用變化對(duì)水循環(huán)的影響，土地利用與覆被變化對(duì)水文過(guò)程的影響，氣候變化、水文過(guò)程和植被生長(zhǎng)之間的相互作用等。③生態(tài)-水文耦合機(jī)理，包括葉面、植株及田間尺度的生態(tài)-水文耦合機(jī)理，流域尺度的生態(tài)-水文耦合機(jī)理等。④陸-氣耦合機(jī)理及中長(zhǎng)期水文預(yù)測(cè)，包括陸面過(guò)程與大氣的相互作用，考慮大氣-陸面水文循環(huán)-生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程及反饋?zhàn)饔?，不同過(guò)程及參數(shù)尺度轉(zhuǎn)換方法等。⑤分布式水文模型及變化環(huán)境下的水文預(yù)測(cè)，包括模型的結(jié)構(gòu)問(wèn)題、水文過(guò)程描述問(wèn)題、模型參數(shù)率定問(wèn)題、模型尺度問(wèn)題等。⑥水文模型及降低預(yù)報(bào)的確定性研究，包括對(duì)傳統(tǒng)的描述水文過(guò)程物理機(jī)制的理論和方法正確性和可靠性分析，從水文過(guò)程狀態(tài)變量的模擬誤差入手提高水文預(yù)報(bào)精度、減少不確定性等。⑦降低工程水文計(jì)算的不確定性，包括水文計(jì)算中的輸入、結(jié)構(gòu)和參數(shù)不確定性，水文計(jì)算不確定性分析方法及框架，變化環(huán)境下的水文計(jì)算不確定性等。⑧工程水文中的非一致性研究，包括非一致性水文分異分級(jí)、非一致性水文變異診斷、非一致性水文頻率計(jì)算等。

  （來(lái)源：《中國(guó)大百科全書第三版》網(wǎng)絡(luò)版

  作者： 劉國(guó)緯 賀瑞敏）