水文之浅识

张 钺

（聊城市水文局，山东 聊城 252000)

水利是整个国民经济和人民生活的命脉，水文是水利工作的基础。水文事业未来的发展这一问题，摆在了每一个水文工作者面前，从而引起了我们很多的思考。

1 水文的监测职能将在水资源配置方面发挥重要作用

水资源在社会经济发展中有着举足轻重的地位，尤其对淡水资源匮乏的地区而言，有限的水资源成为制约社会经济发展的瓶颈，水资源的准确监测计量已成为水资源统一调度、优化配置的依据，由此可见，水文的监测职能在社会经济发展中的资源合理配置方面将发挥重要作用。

2 水文对水质的监测成果指导人们的生活方式

随着社会的发展，人们生活水平的日益提高，人们的生产和消费观念也发生着变化，单纯的温饱已不能满足人们对高质量生活水平的向往和需求，“绿色生产”和“绿色消费”已经成为人们生产和消费意识的主流，这一切的满足只有充足的优质水源才能得以实现，从这个意义上讲，水文对水质的监测职能，将指导人们的生产生活方式。

3 水文地理的渊源

《禹贡》是《尚书》中的一篇，大概是我国古代文献中最古老和最有系统性地理观念的著作。战其中"导水"部分被认为是《禹贡》地理的精华。它按照先北后南、先上游后下游、先主流后支流的顺序，对九州向靠近黄河的帝都贡赋所经过的水道中的九条河流的水源、流向、流经地、支流和入河口等作了描述，开我国水文地理之先声。

事实上，水文是以自然地理为基础的一门学问，不仅是水利的基础，同时与地质、地理、气象都有着深层次的联系。

4 未来气候继续变暖对水文情势的影响

事实上，已经发生的全球变暖对我国生态系统产生了严重影响。国际气象专家普遍认为，未来50-100 年，全球气候将继续变暖。这给我们带来的影响和挑战是不容回避的，气候变暖会影响到我国社会经济的各个方面、包括农业、人体健康、人居环境和人们的日常生活等方面，比如受到传染性疾病影响的人口数量将增加，暴雨洪涝和海平面上升将使低洼和沿海居民生存的危险性增高。全球气候变暖会影响我国的水循环过程，改变区域降水量和降水分布格局，并且有关专家估计在2010-2030 年，我国西部地区缺水量将达到200 亿m3；另外，它使冰川、雪山融化，从而引发洪水。如：受全球气候变暖的影响，喜马拉雅山区近40 多个冰川湖的水位，明显上升。自20 世纪70 年代以来，喜马拉雅山地区的气温平均升高了1℃多，且以每年0.06℃的速度持续上升。不断升高的气温使这一山区的冰川和高山积雪的融化速度加快，导致冰川湖水位迅速上升。由此看来，全球气候变暖的趋势将引起未来水文情势的变化。

5 空气污染对水面蒸发的影响

影响水面蒸发的因素有水汽压差、风速、气温、水质、湿度、太阳辐射、降水、蒸发皿的规格等，采用基本水文站王铺站1953-2010 年历年陆地水面蒸发观测资料，绘制出王铺闸站年蒸发量-降水量过程线和趋势线，见图1。

从图中可以看出：蒸发量趋势线明显向下倾斜，蒸发量明显呈减小趋势，从1953 年至2010 年蒸发量下降了300mm 多。从影响蒸发量的气象因素分析，一方面全球气候有变暖趋势，另一方面该站所处的地区，降水量趋势线趋于水平，因此降水量的年纪变化对长系列年蒸发量的总体影响不大。水汽压差、风速、气温、水质、湿度等因素在该地区都没有明显的变化。

图1

我们可以初步判定是空气污染影响了太阳辐射，从而影响了水面蒸发，水面蒸发量减少程度则证明了空气污染的严重程度。这样看来，人类活动对环境的影响又直接影响到未来水文情势的变化规律。

6 水危机和气候异常对传统水文理论的影响

水文，指自然界中水的变化、运动等的各种现象。现在一般指研究自然界水的时空分布、变化规律的一门边缘学科。

水文学作为地球科学的一个分支，主要研究地球系统中水的存在、分布、运动和循环变化规律，水的物理、化学特性，以及水圈与大气圈、岩石圈和生物圈的相互关系；作为水利科学的重要组成部分，主要研究水资源、洪水与干旱的形成、时空分布和预测预报，以及水利工程的规划、设计、施工、管理中的水文水利计算方法，为水资源合理开发利用保护和水旱灾害防治提供科学的水文数据。

传统水文学(或称经典水文学)主要应用的是数理统计方法。它首先假设水文现象是纯随机的，也就是在总体分布存在的前提下，假定样本对总体的代表性是一致的，这是数理统计的前提条件。

数理统计、频率分析方法应用于水文领域已有近百年的历史，由于不确定因素的影响，仍有很多问题没有根本解决。因为一方面水文要素具有不确定性，这种不确定性包括随机性、模糊性、灰色性和混沌性等特征；另一方面，水文要素受水环境恶化、人类活动影响日益严重和气候异常等环境事件的影响，使水文数理统计成果明显偏离实际情况，频率分析方法在实际应用中有明显的局限性。事实上这些问题也远非是某种单一学科能解决的了的。

目前在水文理论研究上出现了一些新兴学科，如：模糊数学、灰色系统理论、混沌学和大尺度水文学等等，这对更好的解释水文现象将有所帮助。

7 气象因素对人类健康的影响给我们带来的启示

人类适宜生存的气象要素范围是有限的。当气象要素高于或低于一定的范围时，就会对人类的身心健康产生不良的影响，引起身体的不适、情绪波动，进而诱发疾病。气象与水文原本就是一脉相承，息息相关，气象与人类健康的关系给我们认识未来气候-水文变化对健康环境的影响以启示。

8 水文-生态效应分析开拓了新的水文研究思路

目前专事全球变化研究的是国际科学联合理事会（IC－SU，1986）提出了国际地球生物圈计划（IGBP），其目的在于弄清楚生物地球化学循环与物理气候系统之间的联系。该计划的核心是水文系统、生物系统和气候系统撮合成一个整体，研究各系统之间的关系，进而探讨全球环境问题。IGBP 的核心计划之一：水文循环的生物圈方面（BAHC）项目，便是研究水文循环的生物学控制以及生态系统在气候、水文和环境中的作用。从水文系统和生态系统的特征来看，联系二者的纽带是系统的水分循环，使建立以水分循环为主线的水文生态耦合模型成为可能，水文-生态效应的分析研究在一定程度上开拓了我们的思路。

9 考古学对洪涝灾害发生规律的研究有着指导意义

《旧约·创始纪》中记载了“诺亚方舟”的故事。它讲述了“洪水泛滥”和“洪水消落”的过程，虽系神话，但经西方考古学家的研究，在公元前3000 年前后，在两河（幼发拉底河和底格里斯河）流域的西亚文明昌盛初期，也曾发生过大洪水，摧毁了大部分的城市和农田，大约距今6000-4000 年，世界气候正处于一个转折点，中国和西亚发生非常大的洪水的可能性是很大的。这里我们也可以看出，考古学对我们进行洪涝灾害发生规律的研究有深层次上的意义。