水文科学发展简史.pptx

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1、水文科学发展简史HistoricalDevelopmentofHydrologicalSciences张思聪水文水资源研究所人类探索除水害、兴水利的历史，犹如人类的文明史那样悠久。在生产实践中，特别在与水旱灾害的斗争中，人类不断观测各种水文现象，思考和研究它们的规律，积累起关于水的丰富知识，逐渐形成、并不断发展了水文科学。水文科学发展史大体上可分成以下四个时期：水文科学发展史的四个时期：1．萌芽时期（公元1400年以前）2．奠基时期（1400～1900）3．成长时期（1900～1950）4．现代化时期（1950年以后）1．萌芽时期（公元1400年以前）古代人在争取生存和改善生

2、活的实践中，逐渐认识到水的重要性，开始观察和探索自然界水的运动规律，以便达到治水和用水的目的。1)原始的水文观测（水位观测）古埃及在公元前3500～前3000年为了灌溉引水开始观测尼罗河水位，至今还保存有公元前2200年时所刻水尺的崖壁。据《尚书·禹贡》等古籍记载，中国在公元前2300年相传大禹治水用“准绳”和“规矩”等方法测量观测水位。公元前300年，战国时代的李冰在四川都江堰引水工程中，设石人水尺观测水位。隋代开始把石人水尺改为木桩和石碑式刻划水尺，称水则或水志。至今长江干流重庆至宜昌间的河岸崖壁上，保存着1153～1870年间的6次特大洪水的最高水位石刻114处。

3、四川涪陵县长江岸边的白鹤梁（长1600米，宽15米左右）自公元764年开始雕刻石鱼图形记载长江最枯水位，直到20世纪40年代共有刻记163条，记有72个年份的历史枯水，这些珍贵的石刻，被誉为“世界最早的的古代水文站”，“世界水文史的奇迹”。白鹤梁石刻(1)白鹤梁石刻(2)白鹤梁石刻(3)2)水文循环概念的萌发公元前1000年，在古希腊诗人荷马(Homer)诗歌以及希腊的哲学家柏拉图（Plato）、亚历斯多德（Aristotle）就有了有关水文循环的初步论述。中国屈原（约公元前340～前278年）在《天问》中提出：“东流不溢，孰知其故？”，对百川入海，而海水不溢的原因，提出问

4、题。中国《吕氏春秋》对水文循环过程进行了解释：“云气西行云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休；上不竭，下不满，小为大，重为轻。圜道也。”这便是古代人对水文循环的朴素的描述。2．奠基时期(1400～1900)14～16世纪欧洲的文艺复兴和18～19世纪产业革命给自然科学包括水文科学的发展以很大影响。这一时期的特点主要表现以下两方面:1)水文观测仪器的发明与水文测验的开展这一时期，雨量器、蒸发器和流速仪等一系列水文气象观测仪器的发明，为水文现象的实地观测、定量研究和科学实验提供了必要条件；观测和实验成果为水文循环学说提供了验证，水文学的研究由定性描述深入到定量表达，为水文科学的建立

5、奠定了基础。这一时期中国水文科学的进展比较缓慢。1840年中国鸦片战争失败后，帝国列强为了掠夺中国，通商通航设海关建码头，则需收集中国的水文气象资料，为此，1862年开始在长江汉口设立水位站（1865年起有正式的观测记录）。2)水文科学体系的形成和应用水文学的兴起18～19世纪，西欧因产业革命促进了城市、交通和工农业发展，以及大量的水利工程建设等，这些实际的生产问题为水文科学在理论上的发展创造了条件,水文科学理论逐渐形成。如:1674年P.佩罗提出了水量平衡的概念，成为水文科学最基本的原理之一；1738年伯努利父子发表水流能量方程；1775年A.de谢才发表明渠均匀流公式

6、；1802年J.道耳顿建立了研究水面蒸发的道耳顿公式；1856年,H.-P.-G.达西发表了描述孔隙介质中地下水运动的达西定律;1851年T.J.莫万尼提出了汇流和径流系数的概念，并发表了计算最大流量的著名推理公式。水文基本理论和方法逐步完善，使水文计算和水文预报技术方法得到提高，在工程建设和防洪中的成果日益显著，从而逐渐形成以水文计算和水文预报为主要内容的新的分支学科──应用水文学。3．成长时期(1900～1950)进入20世纪，特别是人类经历了两次世界大战的破坏以后，各国都积极致力于经济恢复和发展，迫切需要解决城市建设、动力开发、交通运输、工农业用水和防御洪水等水利工

7、程中的一系列水文问题，促进水文科学迅速发展。在这一时期美国等西方国家在理论研究上或实验研究上都取得较多的成果，处于领先地位。如:1935年，美国的G.T.麦卡锡提出的“马斯京根”法对河道洪水演进计算方法。1937年,美国的M.马斯克特用较严格的数学方法系统地研究了地下水的运动，为地下水水文学的形成和发展作出了重要贡献。1948年英国的H.L.彭曼用联解空气动力学方程和能量平衡方程，导出了推求水面蒸发的彭曼公式，使蒸发研究成为水文气象学的重要组成部分。1949年R.K.林斯雷和M.A.