水文學及水資源學科在“三農”中的地位與作用

郭純青，代俊峰，方榮杰

(桂林理工大學環境科學與工程學院，桂林廣西541004)

一 水文學及水資源學科概述

水文學及水資源學科包括水文學和水資源學兩個方面，是研究水的性質、循環運動規律、水與環境相互關系以及水資源可持續利用的學科［1］。水文學是水資源學的基礎，為其提供服務，而水資源學又對水文學提出需求，促其發展。水文學和水資源學各自的研究領域、研究內容和作用見表1。

表1 水文學和水資源學研究領域、研究內容及作用

水文學最早是地理學的一個分支，隨后出現了以閉合流域為研究對象的工程水文學，隨著經濟的發展，社會的進步，人類社會經濟活動對水分循環的干擾逐漸增強，出現了人類社會飲水、用水、耗水和排水的水分側支循環，從而突破原有地理水文學和工程水文學的內容，開始進入一個新的階段，即面向水資源的整體系統進行研究的水文與水資源學［2］。據郭敬輝等(1984 年)［3］和陳家琦等(2002年)［4］，水文學與水資源學的主要研究方向見表2。

二 水文學及水資源學科發展現狀

人類自從步入文明時代，就從未停止過與水害做斗爭，興水利，測水文，尋規律，累經驗，逐漸形成知識體系，并不斷發展，形成了水文科學。

隨著經濟社會建設的需要和現代科學技術的發展，水文學及水資源與其他學科間綜合與交叉，不斷深化對資源、環境與生態問題的研究，形成一些水文分支學科，如隨機水文學、模糊水文學、灰色系統水文學等。當前，水文與水資源研究主要表現在:(1)與大氣科學交叉，運用遙感、雷達等遙測技術，開發集成“氣象模型—水文模型—地面模型—遙測”四維數據同化技術，不僅可以解決水文資料缺乏，而且對預測全球及區域天氣系統變化、大氣環境的變化對水資源和生態環境的長期影響具有重要意義，可以提高水文預報的精確度、延長預見期、對防洪減災具有重要的價值;(2)與環境科學交叉，研究流域水環境保護和飲水安全保障問題，開發出分布式水質水量聯合模型、生物化學模型、疾病傳播模型、危機決策系統以及污染實時監控與預警系統等，為廣大的居民提供飲水安全保證;(3)與生態科學交叉，研究流域生態系統修復和河流健康問題，建立流域水文與生態過程松散耦合模擬;(4)與信息科學結合，合理應用GPS、GIS、RS技術，數據庫等，提高水資源調度管理的效率;(5)與經濟學、社會學及管理學交叉發展，搞好統一管理和綜合管理，建立起流域管理和區域管理相結合模式，解決水資源的合理配置、綜合開發、合理利用和有效保護，共同建設清潔節水型社會，實現資源、環境、生態和經濟、社會的和諧發展。

表2 水文學與水資源學研究方向

(一)水文學及水資源學科的地位

隨著社會的發展，水文與水資源學科作為水利學科的重要專業領域之一，發揮著越來越重要的作用。中國對水資源地位——三大戰略資源之一的確定，突顯了水資源的寶貴性。隨著人口增長與經濟發展，全球普遍出現水資源供需矛盾。作為發展中大國，中國在水資源管理與開發利用方面中存在著諸多問題，如水資源短缺、水資源配置不合理、水災害頻發、水污染嚴重、水生態破壞以及水權不明等。而水文與水資源工程正是水資源開發利用和管理中的一門重要的工程技術學科［5］。

在中國，水資源時空分布極為不均。除此之外，人類非理性活動等外界因素的過度干擾，加之氣候變化等自然因素的加劇影響，使得流域洪澇災害的孕災環境日趨嚴峻，洪澇災害對社會穩定、經濟發展和環境改善的破壞作用從未像今天這樣強烈［6］。同時，水資源短缺日趨緊張，由其引發環境惡化、生態退化、糧食安全和健康威脅等問題，已經成為限制國民經濟持續發展的關鍵因素。在此背景下，如何有效地管理和合理開發利用水資源，是當今國民經濟發展和生態環境建設必須正確對待和亟待解決的關鍵問題。水資源規劃、配置和管理的基本依據是水文與水資源信息。基于準確水文信息建立的水情預測、預報和預警系統，才能有效保障流域安全和地區穩定。因此，人類迫切需要認識水文與水資源的規律與特點，在此基礎上，掌握更多水文與水資源信息和知識，才能有效地管理水資源和合理開發利用水資源，保護生態環境，促進經濟發展，保證人類健康。

一直以來，水文與水資源學對水利工程的建設與管理有著重要的作用，搜集水文與水資源信息為水庫、隧道、橋梁、航道、水電站等與水相關的工程建設提供設計依據和安全保障。社會的發展和進步，要求水文與水資源信息的收集更全面、更精確以及更快速，以更好地服務于工程規劃、建設、運行和管理過程，使之更經濟和安全。這些要求體現在兩個方面:一是水文水資源信息提供范圍由局部升級為全流域;二是信息領域由僅與水有關擴大為與水、水生態和環境相關。

2009年中央關于促進農業穩定發展農民持續增收的若干意見中提出:必須切實增強危機意識，充分估計困難，緊緊抓住機遇，果斷采取措施，堅決防止糧食生產滑坡，堅決防止農民收入徘徊，確保農業穩定發展，確保農村社會安定。為此，水資源不但是生產的自然資源，而且是一種最重要的環境要素，在解決“三農”問題，保障國家可持續發展，維護地區穩定有著至關重要的作用。未來國家的發展戰略和宏觀規劃越來越離不開水文與水資源的支持。2011年中央一號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》將服務“三農”作為今后水利工作的重點，為水利學重要領域之一的水文與水資源學提供了難得的機遇，同時也賦予其重大的使命。

(二)水文學及水資源學科的作用

水文學及水資源學科主要研究地球上水的形成、分布和運動規律，以及水旱災害防治、水資源開發利用、水環境改善與保護和水利工程運行與管理的基本理論與技術方法。它既有基礎科學的本質，又有應用科學的內涵，是水利學科的重要組成部分。在水資源可持續利用、防洪抗旱、解決水資源短缺、水利工程建設運行管理等方面，都需要水文水資源信息和知識支持。

水文預報是水文學為經濟和社會服務的重要方面，特別是對災害性水文現象做出預報，對綜合利用大型水利樞紐做出短期、中期和長期的預報，作用巨大。汛期來臨時，實時跟蹤雨、水情，及時觀測水位、嚴格監測流量、科學預報。精確的水文預報，能為各級防汛部門進行決策提供科學依據，從而為抗洪搶險贏得寶貴時間，最大限度地確保人民生命財產安全。同時，跟蹤做好各大、中型水庫優化調度預報，確保水庫在汛期的安全度汛和蓄集一定量的水以供汛后農業灌溉。枯水期來臨時，各水文、雨量站能為指導抗旱方面提供服務，對歷年枯水期的雨量、蒸發量進行分析并做好預測，必要時可在重要地區增設雨量站和墑情監測。

水資源優化配置是緩解水資源供需矛盾的最經濟、最快速的方法，開展水資源優化配置工作在解決農村居民生產生活用水方面發揮在重要作用。通過合理抑制需求和有效增加供給及各類工程和非工程措施的最佳組合，統籌上游與下游、地表水與地下水、經濟用水和生態用水，為地方算好水帳，可提高農村用水保障程度，為農村飲水工程提供有效的系列水文監測數據。面對特枯水年，通過制定特枯水年供水應急方案，統籌兼顧、全面調整水資源的分配方案和計劃用水指標，充分發揮有限資源的最大作用。中國是個農業大國，一直以來農業是用水大戶，因而是節水工作的重點。農業節水的關鍵是要提高灌溉利用率，通過改變觀念，告別傳統的大水漫灌方式，推廣節水灌溉制度和技術，興修防滲渠道，完善灌區配套渠系，結合農作物種植的結構調整和比例優化，逐步形成技術、工程、農藝和管理一體化的綜合節水措施。

廣大農村有眾多的水塘、水庫，水產養殖大有作為。相關的水質監測站點及實驗室可對地表水、地下水、生活飲用水、污水、大氣降水、底泥質與土壤等進行監測與分析、評價，在農村各水塘、水庫的做好水質監測方面的工作，為養殖戶提供水質監測依據，能有效地保障養殖戶生產養殖工作。

許多農村位于山區，遇惡劣天氣易發生水土流失。水土流失破壞地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影響農業生產，威脅城鎮安全，加劇干旱等自然災害的發生、發展，且常伴隨著泥石流、滑坡、崩塌等更嚴重的地質災害，淹沒田地、村莊、道路，造成人民生命財產的巨大損失。開展水土保持研究、編制水土保持方案、提供水土保持監測服務、建立水土保持設施等，通過封山育林、農林生態農業建設等防治水土流失，保護、改良與合理利用土地資源和水資源，維護和提高土地生產力，減輕洪水、干旱、風沙等災害，涵養水源，調節小氣候，可有效地改善生態環境和農業生產基礎條件，促進產業結構的調整，促進農業增產和農民增收，實現經濟社會的可持續發展。

三 結語

2010年的這個春天，本該是充滿希望的季節，中國西南5省市區卻遭受了歷史罕見的大旱，受災人口超過5 000萬。云南、廣西部分地區的旱情已達到特大干旱的程度，貴州省秋冬連旱，出現80年一遇，甚至百年一遇的旱情。面對深陷旱災之苦的廣大人民，水文與水資源專業的學生應貢獻一份力量，通過對水文信息的采集處理，結合所學的氣象、氣候學進行開發一套水文自動監測通訊系統，對觀測資料自動收集、加工、存貯、檢索等功能，并可進行遙控操作，從而把被動抗旱變為主動抗旱來研究出長期抗旱的方法。與農業開展合作研究，探索氣象、水資源合理利用途徑，增強農業的防災減災能力，促進人與氣候、農業與氣候的和諧發展，進一步加快水利事業發展，繼續把解決水問題作為經濟社會發展的頭等大事來抓，下更大決心，突出抓好水源工程建設。

水文學及水資源學科既是一門理論性較強的學科，更是一門實踐性的學科。完備的學科體系、理論框架能很好地指導“三農”的進步與發展，促進社會經濟平穩、持續增長。同時，在實踐過程中，能夠充分認識到目前學科知識的不足或錯誤之處，這是學科進一步完善和擴大內涵在“三農”中的助推劑，充分認識到水文與水資源工程專業的重要地位，并認真學習和實踐，是和諧社會主義發展的必然進步，也是學科進步的必由之路。

［1］陳志愷.中國水利百科全書·水文與水資源分冊［M］.北京:水利水電出版社，2004.

［2］陳家琦.現代水文學發展的新階段—水資源水文學［J］.自然資源學報，1986，9(2).

［3］郭敬輝，劉昌明.水文學的地理研究方向與發展趨勢［J］.地理學報，1984(2).

［4］陳家琦，王 浩，楊小柳.水資源學［M］.北京:科學出版社，2002.

［5］張升堂.水文與水資源工程專業培養動態及問題分析［J］.中國電力教育2009，9(144).

［6］劉春蓁.水文與水資源工作面臨的挑戰［J］.中國水利，1991(5).