水文之淺識

張 鉞

（聊城市水文局，山東 聊城 252000)

水利是整個國民經濟和人民生活的命脈，水文是水利工作的基礎。水文事業未來的發展這一問題，擺在了每一個水文工作者面前，從而引起了我們很多的思考。

1 水文的監測職能將在水資源配置方面發揮重要作用

水資源在社會經濟發展中有著舉足輕重的地位，尤其對淡水資源匱乏的地區而言，有限的水資源成為制約社會經濟發展的瓶頸，水資源的準確監測計量已成為水資源統一調度、優化配置的依據，由此可見，水文的監測職能在社會經濟發展中的資源合理配置方面將發揮重要作用。

2 水文對水質的監測成果指導人們的生活方式

隨著社會的發展，人們生活水平的日益提高，人們的生產和消費觀念也發生著變化，單純的溫飽已不能滿足人們對高質量生活水平的向往和需求，“綠色生產”和“綠色消費”已經成為人們生產和消費意識的主流，這一切的滿足只有充足的優質水源才能得以實現，從這個意義上講，水文對水質的監測職能，將指導人們的生產生活方式。

3 水文地理的淵源

《禹貢》是《尚書》中的一篇，大概是我國古代文獻中最古老和最有系統性地理觀念的著作。戰其中"導水"部分被認為是《禹貢》地理的精華。它按照先北后南、先上游后下游、先主流后支流的順序，對九州向靠近黃河的帝都貢賦所經過的水道中的九條河流的水源、流向、流經地、支流和入河口等作了描述，開我國水文地理之先聲。

事實上，水文是以自然地理為基礎的一門學問，不僅是水利的基礎，同時與地質、地理、氣象都有著深層次的聯系。

4 未來氣候繼續變暖對水文情勢的影響

事實上，已經發生的全球變暖對我國生態系統產生了嚴重影響。國際氣象專家普遍認為，未來50-100 年，全球氣候將繼續變暖。這給我們帶來的影響和挑戰是不容回避的，氣候變暖會影響到我國社會經濟的各個方面、包括農業、人體健康、人居環境和人們的日常生活等方面，比如受到傳染性疾病影響的人口數量將增加，暴雨洪澇和海平面上升將使低洼和沿海居民生存的危險性增高。全球氣候變暖會影響我國的水循環過程，改變區域降水量和降水分布格局，并且有關專家估計在2010-2030 年，我國西部地區缺水量將達到200 億m3；另外，它使冰川、雪山融化，從而引發洪水。如：受全球氣候變暖的影響，喜馬拉雅山區近40 多個冰川湖的水位，明顯上升。自20 世紀70 年代以來，喜馬拉雅山地區的氣溫平均升高了1℃多，且以每年0.06℃的速度持續上升。不斷升高的氣溫使這一山區的冰川和高山積雪的融化速度加快，導致冰川湖水位迅速上升。由此看來，全球氣候變暖的趨勢將引起未來水文情勢的變化。

5 空氣污染對水面蒸發的影響

影響水面蒸發的因素有水汽壓差、風速、氣溫、水質、濕度、太陽輻射、降水、蒸發皿的規格等，采用基本水文站王鋪站1953-2010 年歷年陸地水面蒸發觀測資料，繪制出王鋪閘站年蒸發量-降水量過程線和趨勢線，見圖1。

從圖中可以看出：蒸發量趨勢線明顯向下傾斜，蒸發量明顯呈減小趨勢，從1953 年至2010 年蒸發量下降了300mm 多。從影響蒸發量的氣象因素分析，一方面全球氣候有變暖趨勢，另一方面該站所處的地區，降水量趨勢線趨于水平，因此降水量的年紀變化對長系列年蒸發量的總體影響不大。水汽壓差、風速、氣溫、水質、濕度等因素在該地區都沒有明顯的變化。

圖1

我們可以初步判定是空氣污染影響了太陽輻射，從而影響了水面蒸發，水面蒸發量減少程度則證明了空氣污染的嚴重程度。這樣看來，人類活動對環境的影響又直接影響到未來水文情勢的變化規律。

6 水危機和氣候異常對傳統水文理論的影響

水文，指自然界中水的變化、運動等的各種現象。現在一般指研究自然界水的時空分布、變化規律的一門邊緣學科。

水文學作為地球科學的一個分支，主要研究地球系統中水的存在、分布、運動和循環變化規律，水的物理、化學特性，以及水圈與大氣圈、巖石圈和生物圈的相互關系；作為水利科學的重要組成部分，主要研究水資源、洪水與干旱的形成、時空分布和預測預報，以及水利工程的規劃、設計、施工、管理中的水文水利計算方法，為水資源合理開發利用保護和水旱災害防治提供科學的水文數據。

傳統水文學(或稱經典水文學)主要應用的是數理統計方法。它首先假設水文現象是純隨機的，也就是在總體分布存在的前提下，假定樣本對總體的代表性是一致的，這是數理統計的前提條件。

數理統計、頻率分析方法應用于水文領域已有近百年的歷史，由于不確定因素的影響，仍有很多問題沒有根本解決。因為一方面水文要素具有不確定性，這種不確定性包括隨機性、模糊性、灰色性和混沌性等特征；另一方面，水文要素受水環境惡化、人類活動影響日益嚴重和氣候異常等環境事件的影響，使水文數理統計成果明顯偏離實際情況，頻率分析方法在實際應用中有明顯的局限性。事實上這些問題也遠非是某種單一學科能解決的了的。

目前在水文理論研究上出現了一些新興學科，如：模糊數學、灰色系統理論、混沌學和大尺度水文學等等，這對更好的解釋水文現象將有所幫助。

7 氣象因素對人類健康的影響給我們帶來的啟示

人類適宜生存的氣象要素范圍是有限的。當氣象要素高于或低于一定的范圍時，就會對人類的身心健康產生不良的影響，引起身體的不適、情緒波動，進而誘發疾病。氣象與水文原本就是一脈相承，息息相關，氣象與人類健康的關系給我們認識未來氣候-水文變化對健康環境的影響以啟示。

8 水文-生態效應分析開拓了新的水文研究思路

目前專事全球變化研究的是國際科學聯合理事會（IC－SU，1986）提出了國際地球生物圈計劃（IGBP），其目的在于弄清楚生物地球化學循環與物理氣候系統之間的聯系。該計劃的核心是水文系統、生物系統和氣候系統撮合成一個整體，研究各系統之間的關系，進而探討全球環境問題。IGBP 的核心計劃之一：水文循環的生物圈方面（BAHC）項目，便是研究水文循環的生物學控制以及生態系統在氣候、水文和環境中的作用。從水文系統和生態系統的特征來看，聯系二者的紐帶是系統的水分循環，使建立以水分循環為主線的水文生態耦合模型成為可能，水文-生態效應的分析研究在一定程度上開拓了我們的思路。

9 考古學對洪澇災害發生規律的研究有著指導意義

《舊約·創始紀》中記載了“諾亞方舟”的故事。它講述了“洪水泛濫”和“洪水消落”的過程，雖系神話，但經西方考古學家的研究，在公元前3000 年前后，在兩河（幼發拉底河和底格里斯河）流域的西亞文明昌盛初期，也曾發生過大洪水，摧毀了大部分的城市和農田，大約距今6000-4000 年，世界氣候正處于一個轉折點，中國和西亞發生非常大的洪水的可能性是很大的。這里我們也可以看出，考古學對我們進行洪澇災害發生規律的研究有深層次上的意義。