水文科学研究进展的回顾与展望_徐宗学

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1、第21卷第4期水科学进展Vol.21,No.42010年7月ADVANCESINWATERSCIENCEJul.,2010水文科学研究进展的回顾与展望12徐宗学,李景玉(1.北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京100875;2.国土资源部中国土地勘测规划院,北京100035)摘要:对水文科学的研究现状、主要进展和发展趋势进行了系统深入的总结和分析,其结果表明,社会需求是水文科学发展的根本动力,技术进步是水文科学发展的源泉。水文科学不仅要研究地表水文过程,还要研究各圈层界面上水分和能量交换过程,不仅要研究水在运动转化过

2、程中的物理过程,还要研究水中各种化学成分的化学过程,特别需要加强水在水文循环和运动中生物过程的研究,从而使水文学向生态水文学的方向迈进。目前,生态水文学、全球气候变化影响是水文学研究的热点领域之一。今后除了进一步继续完善和深化水文科学的理论体系,还要不断丰富水文科学的社会服务功能,为经济建设和社会发展提供科技支撑。关键词:水文循环;水资源;地表水;地下水中图分类号:P33;G353.11文献标志码:A文章编号:1001-6791(2010)04-0450-10水文学作为地球科学的一门分支科学,主要研究地球系统中水的存在、分布、运动、循环

3、变化规律,水的物理、化学性质以及水圈与大气圈、岩石圈和生物圈的相互关系。同时,水文学也是水利工程一级学科下的5个二级学科之一。其研究内容除了水的形成、循环、时空分布特征、化学和物理性质以外,还包括水资源开发利用和保护,水旱灾害的形成、预测预报、防治,水利工程和其它有关土木、道路、桥涵、电力工程等的规划、设计、施工、管理中的水文水利计算技术,为防洪抗旱、合理开发和利用水资源,不断改善人类[1]生存和发展条件提供科学依据。水文学的研究领域十分宽广,从大气到海洋,从陆地表面到地下,都是水文科学的研究对象;水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然

4、圈层的相互关系,也是水文学的研究领域;水文科学不仅研究水量,而且研究水质,不仅研究现时水情的瞬息变化,而且探求地球上水的生命史,[2-3]预测其未来的演变趋势。水文科学不仅是水利工程其它分支学科如农田水利工程、水文学及水资源、水利工程建筑与施工、河口海岸工程等专业的基础,也是诸如地理科学、环境科学、资源科学、生态科学等学科的基础,是一门非常重要而且其应用十分广泛的科学。本文对水文科学的发展历程进行了简要的梳理和总结,分析了近期的主要热点研究领域,并对未来若干年的发展趋势与主要研究领域进行了分析和展望。1水文科学发展回顾水文循环(又称水循

5、环)与水量平衡是水文学的两大基本规律,地球上的各种水体通过水文循环紧密地联[4]系在一起,对水循环的研究是水文学研究的核心内容。人们在长期的社会实践活动中逐渐认识到了水文[5]循环的基本规律,使水文科学逐渐发展成为一门近代自然科学。按照中国目前的学科分类,水文学属于地球科学的二级学科,同时也属于水利工程一级学科下面的五个二级学科之一。虽然仅仅是一门二级学科,但其分支科学十分庞大,内容十分广泛,按照不同分类标准有许多不同的分支学科。例如,按研究方法不同分为地理水文学、系统水文学、随机水文学、遥感水文学、实验水文学、同位素水文学、数字水文学

6、等;按收稿日期:2009-08-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(50979005);北京师范大学“京师学者”特聘教授资助项目作者简介:徐宗学(1962-),男,山东淄博人,教授,博士,主要从事水文水资源方面研究。E-mail:zxxu@bnu.edu.cn第4期徐宗学,等:水文科学研究进展的回顾与展望451研究对象不同可以分为流域水文学、海洋水文学、河流水文学、沼泽水文学、湖泊水文学、河口水文学、冰川水文学、湿地水文学、干旱水文学、水文气象学、地下水水文学等;按应用范围不同可以分为工程水文学、农业水文学、城市水文学、环境水文学、

7、森林水文学、生态水文学等,可见,其内容之广,与国民经济[2]关系之密切是一般其它二级学科所罕见的。可以说水文科学是一门既古老而又年轻的学科,最早可以追溯到公元前3000多年前,当时古埃及已开始在尼罗河观测水位,也是最早的水文测验实践。在中国,公元前1400年前后,殷墟甲骨文中已出现关于降雨和洪水的记载;公元前251年,李冰在都江堰用石人小尺观测水位;公元前88年前后,王充提出了关于水文循环成因的科学解释;公元1424年,中国开始采用测雨器观测雨量;1663年,英国科学家雷恩发明自记雨量计;1736年,中国首次绘制降水量等值线图;1775

8、年,法国水文学家Chezy发表明渠均匀流公式[4-5]———Chezy公式;1790年,德国水文学家沃尔特曼发明流速仪,这些成果可以说是水文科学的萌芽。19世纪,以牛顿力学为基础的古典科学得到了快速发展,伴

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1、第21卷第4期水科学进展Vol.21,No.42010年7月ADVANCESINWATERSCIENCEJul.,2010水文科学研究进展的回顾与展望12徐宗学,李景玉(1.北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京100875;2.国土资源部中国土地勘测规划院,北京100035)摘要:对水文科学的研究现状、主要进展和发展趋势进行了系统深入的总结和分析,其结果表明,社会需求是水文科学发展的根本动力,技术进步是水文科学发展的源泉。水文科学不仅要研究地表水文过程,还要研究各圈层界面上水分和能量交换过程,不仅要研究水在运动转化过

2、程中的物理过程,还要研究水中各种化学成分的化学过程,特别需要加强水在水文循环和运动中生物过程的研究,从而使水文学向生态水文学的方向迈进。目前,生态水文学、全球气候变化影响是水文学研究的热点领域之一。今后除了进一步继续完善和深化水文科学的理论体系,还要不断丰富水文科学的社会服务功能,为经济建设和社会发展提供科技支撑。关键词:水文循环;水资源;地表水;地下水中图分类号:P33;G353.11文献标志码:A文章编号:1001-6791(2010)04-0450-10水文学作为地球科学的一门分支科学,主要研究地球系统中水的存在、分布、运动、循环

3、变化规律,水的物理、化学性质以及水圈与大气圈、岩石圈和生物圈的相互关系。同时,水文学也是水利工程一级学科下的5个二级学科之一。其研究内容除了水的形成、循环、时空分布特征、化学和物理性质以外,还包括水资源开发利用和保护,水旱灾害的形成、预测预报、防治,水利工程和其它有关土木、道路、桥涵、电力工程等的规划、设计、施工、管理中的水文水利计算技术,为防洪抗旱、合理开发和利用水资源,不断改善人类[1]生存和发展条件提供科学依据。水文学的研究领域十分宽广,从大气到海洋,从陆地表面到地下,都是水文科学的研究对象;水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等地球自然

4、圈层的相互关系,也是水文学的研究领域;水文科学不仅研究水量,而且研究水质,不仅研究现时水情的瞬息变化,而且探求地球上水的生命史,[2-3]预测其未来的演变趋势。水文科学不仅是水利工程其它分支学科如农田水利工程、水文学及水资源、水利工程建筑与施工、河口海岸工程等专业的基础,也是诸如地理科学、环境科学、资源科学、生态科学等学科的基础,是一门非常重要而且其应用十分广泛的科学。本文对水文科学的发展历程进行了简要的梳理和总结,分析了近期的主要热点研究领域,并对未来若干年的发展趋势与主要研究领域进行了分析和展望。1水文科学发展回顾水文循环(又称水循

5、环)与水量平衡是水文学的两大基本规律,地球上的各种水体通过水文循环紧密地联[4]系在一起,对水循环的研究是水文学研究的核心内容。人们在长期的社会实践活动中逐渐认识到了水文[5]循环的基本规律,使水文科学逐渐发展成为一门近代自然科学。按照中国目前的学科分类,水文学属于地球科学的二级学科,同时也属于水利工程一级学科下面的五个二级学科之一。虽然仅仅是一门二级学科,但其分支科学十分庞大,内容十分广泛,按照不同分类标准有许多不同的分支学科。例如,按研究方法不同分为地理水文学、系统水文学、随机水文学、遥感水文学、实验水文学、同位素水文学、数字水文学

6、等;按收稿日期:2009-08-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(50979005);北京师范大学“京师学者”特聘教授资助项目作者简介:徐宗学(1962-),男,山东淄博人,教授,博士,主要从事水文水资源方面研究。E-mail:zxxu@bnu.edu.cn第4期徐宗学,等:水文科学研究进展的回顾与展望451研究对象不同可以分为流域水文学、海洋水文学、河流水文学、沼泽水文学、湖泊水文学、河口水文学、冰川水文学、湿地水文学、干旱水文学、水文气象学、地下水水文学等;按应用范围不同可以分为工程水文学、农业水文学、城市水文学、环境水文学、

7、森林水文学、生态水文学等,可见,其内容之广,与国民经济[2]关系之密切是一般其它二级学科所罕见的。可以说水文科学是一门既古老而又年轻的学科,最早可以追溯到公元前3000多年前,当时古埃及已开始在尼罗河观测水位,也是最早的水文测验实践。在中国,公元前1400年前后,殷墟甲骨文中已出现关于降雨和洪水的记载;公元前251年,李冰在都江堰用石人小尺观测水位;公元前88年前后,王充提出了关于水文循环成因的科学解释;公元1424年,中国开始采用测雨器观测雨量;1663年,英国科学家雷恩发明自记雨量计;1736年,中国首次绘制降水量等值线图;1775

8、年,法国水文学家Chezy发表明渠均匀流公式[4-5]———Chezy公式;1790年,德国水文学家沃尔特曼发明流速仪,这些成果可以说是水文科学的萌芽。19世纪,以牛顿力学为基础的古典科学得到了快速发展,伴

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