探知水文

紀仁可

(武漢市第二中學,湖北武漢 430010)

探知水文

紀仁可

(武漢市第二中學,湖北武漢 430010)

提到水文,十有六七的人都說不出所以然,還有少數(shù)人只知道水文是防汛的。實際上,在我國很多優(yōu)美的古詩詞中,都體現(xiàn)了水文的概念。例如,“清溪清我心,水色異諸水,借問新安江,見底何如此”是說當時新安江江水含沙量極小。“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還。兩岸猿聲啼不住,輕舟已過萬重山”說明了長江三峽段流量很大。這些都是水文研究的內(nèi)容。那么,到底什么是水文呢？水文與我們的生活有什么關系呢？

水文 內(nèi)涵 發(fā)展史 生活關系

1　水文工作的內(nèi)涵

顧名思義，水文的主體是水，簡單的講，水文就是研究水的科學。要弄明白水文，首先要了解水文循環(huán)的含義。

目前地球上有約13.9億立方公里的水，它們構(gòu)成了一個浩瀚的水圈。水圈處于永不停息的運動狀態(tài)，這個周而復始不斷轉(zhuǎn)化、遷移和交替的現(xiàn)象就稱水文循環(huán)。水文循環(huán)是自然界最重要的物質(zhì)循環(huán)，它成云致雨，影響著一個地區(qū)的氣候和生態(tài)，塑造地貌和實現(xiàn)地球化學物質(zhì)的遷移，像鏈條一樣連結(jié)著全球的生命，為人類提供不斷再生的淡水資源和水能資源。水文循環(huán)使我們生活的星球變得生機勃勃。倘若沒有水和水文循環(huán)，我們的星球會像月球一樣，是一幅沒有生命，寂靜荒漠的圖景。

在水文循環(huán)過程中，水會以多種形態(tài)存在，它們以液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)分布于地面、地下和大氣中，形成河流、湖泊、沼澤、海洋、冰川、積雪、地下水和大氣水等水體;存在多種運行狀態(tài)，如蒸發(fā)、降水、河流和湖泊中的水位漲落、冰情變化、冰川進退等，這些統(tǒng)稱水文現(xiàn)象。水文就是研究這些水文現(xiàn)象的科學。

水文研究的領域十分寬廣，它不僅研究大氣水、海洋水、陸地水、地下水等等構(gòu)成的水圈，還研究水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈等地球自然圈層的相互關系，當然也包括與人類活動之間的相互關系。水文是水利的重要基礎，同時也是水資源、水環(huán)境、水土保持等學科的重要基礎。

水文有很多分類，例如，從研究對象來看，可以分為河流水文學、湖泊水文學、沼澤水文學、冰川水文學、雪水文學、水文氣象學、地下水水文學、區(qū)域水文學和海洋水文學等等;從水文應用來看，可以分為工程水文學、農(nóng)業(yè)水文學、森林水文學、都市水文學、醫(yī)療(衛(wèi)生)水文學等分支學科。

水文工作大體可以分為測、報、算三大塊。測，就是水文測驗，通過水文站網(wǎng)獲取水位、流量、流速、降雨量、蒸發(fā)量、含沙量等水文參數(shù)。報，就是水文預報，水文預報與氣象預報的區(qū)別在于，氣象管天、水文管地，下雨之后，河流、水庫或者湖泊的水位會漲多高？會有多大的水量？這就是水文預報需要回答的問題。算，就是水文分析計算，例如要建一個水庫，首先必須要根據(jù)河流的來水情況和入庫水量的大小，來確定確定水庫最多能裝多少水，以及在各種情況下如何應對應對，這些就要靠水文分析計算來解決了。

2　水文工作的發(fā)展史

自人類文明史以來，人們就不斷與水旱災害作斗爭，在這個過程中，不斷積累了關于水的知識和經(jīng)驗，逐漸就形成了水文這個學科。

一般認為，水文的歷史發(fā)展可以分為四個階段。

第一個階段是萌芽時期。這個階段一直可以追溯到遠古時期，人們根據(jù)生產(chǎn)生活需要，開始最早期的水文觀測，如在古代的埃及和中國就開展了水位觀測，公元前四世紀首先在印度出現(xiàn)了最早的雨量觀測，但是這些都是比較膚淺的，也是很零星的。

第二個階段是奠基時期。在歐洲文藝復興之后，科學技術(shù)的進步也帶動了水文的發(fā)展，在這個時期，逐漸形成了一些近代水文的基礎理論，發(fā)明了一些簡單的水文儀器。到19世紀末，專門水文研究機構(gòu)開始出現(xiàn)，一些國家開始出版水文年鑒，并陸續(xù)出版了一些水文專著，這些標志著水文科學作為一門近代科學已奠定基礎。

第三個階段是應用水文學的興起時期。第一次世界大戰(zhàn)之后，在大量的工程和城市建設背景下，水文體現(xiàn)了其作為一門應用學科的作用，同時，水文站在世界范圍內(nèi)發(fā)展成規(guī)模宏大的水文站網(wǎng)系統(tǒng)。1949年，《應用水文學》等專著陸續(xù)問世，總結(jié)了這一時期的成就，標志著應用水文學的誕生。

第四個階段是現(xiàn)代水文時期。自20世紀50年代以來，隨著社會生產(chǎn)規(guī)模空前擴大，科學技術(shù)迅猛發(fā)展，水文的進步也日新月異。水文信息獲取和分析手段方法有了長足進步，水文科學和其他科學之間的邊緣科學正在不斷興起，水文的研究領域也不斷拓展，更加關注人類活動對水文的影響，更加關注水資源的開發(fā)利用等等。

我國古代水文有著輝煌的歷史和確鑿的記載，以至國內(nèi)外專家談到水文測驗史，言必稱埃及、中國。

水文觀測方面，傳說中的大禹治水，就已經(jīng)知道利用“水性就下”的規(guī)律，“隨山刊木”(立木于河中)觀測河水漲落。戰(zhàn)國李冰在都江堰工程上開始用石人觀測水位。四川涪陵 “白鶴梁”題刻(石魚)，記載了唐代至本世紀初共1200余年間72個枯水年份的長江水位資料，享有“世界第一古代水文站”之稱。

水文理論方面，《呂氏春秋·圜道》有“云氣西行，云云然，冬夏不輟;水泉東流，日夜不休……”之言，這是對水循環(huán)理論的原始總結(jié)。

降雨觀測方面，秦代就有了各地向中央報雨的制度;清代故宮有《晴雨錄》，依照十二時辰記載1724～1903年北京地區(qū)的降水情況，其間資料共有174年，晝夜不斷。

流量方面，元代文獻把以徼計算的水量叫“水程”或“水直”;清代康熙皇帝描述:“先量閘口闊狹，計一秒所流幾何。”這與現(xiàn)代流量概念完全一致。

江河漲落方面，秦漢已有“桃花水”“秋水”的稱謂，北宋時每個月的水漲水落均有專名，并認為河道漲水有定期出現(xiàn)的規(guī)律，所以起名叫“信水”(守信用的水)。到明清，信水的說法被“水汛”取代，相沿至今。

但是由于我國古代水文重定性分析不重視定量分析，因此在近代一直落后于西方，直到新中國成立以后，才得到了很大的發(fā)展。

3　水文與我們生活的關系

水是人類生存的第一要素，可以說，沒有水，就沒有人類文明與發(fā)展，有了水文，我們才知道生活生產(chǎn)中需要多少水;有了水文，我們才能有效防治水旱災害;有了水文，我們才了解到水質(zhì)狀況如何，水文與我們的生活息息相關。

水文首先是防汛抗旱的耳目和參謀。我國地域廣大，旱澇災害年年都有，從大江大河到湖泊小溪，一旦發(fā)生汛情，將給我們帶來生命和財產(chǎn)的巨大損失。在防汛過程中，水文部門開展水情、雨情方面的

············監(jiān)測，開展水文預報和分析工作，為決策提供了重要的科學支撐和決策依據(jù)。例如在1998年長江特大洪水過程中，中央根據(jù)水文部門的準確分析和預測，作出荊江保堤不分洪的重要決策，避免了國家財產(chǎn)的巨大損失。在抗旱方面，由于我國人均水資源缺乏，降雨時空分布不均，一些地方屢遭旱情，水文部門加強監(jiān)測和分析，為水量分配以及應急調(diào)水等提供重要依據(jù)，保障了人民生活用水和工業(yè)用水。

其次，水文是生態(tài)文明建設不可或缺的部分。水是生態(tài)之基，在維系優(yōu)良生態(tài)上有著得天獨厚的優(yōu)勢，天藍水清離不開水，生態(tài)平衡也離不開水。水文通過開展水質(zhì)、藻類等方面的監(jiān)測、預警和分析評價，為保護和修復水生態(tài)系統(tǒng)、保障水生態(tài)安全做了大量的基礎工作。例如，在黑河、石羊河等河流下游的生態(tài)調(diào)水、在白洋淀等水域的應急補水、在引江濟漢的防霧調(diào)度、在桂林、武漢等城市的水生態(tài)系統(tǒng)修復中，水文部門功不可沒。離開水文部門的工作，甚至我們?nèi)粘ｏ嬘盟陌踩嫉貌坏奖Ｕ稀?/p>

水文還給大量水利工程的建設和運行奠定了基礎。這些水利工程，有的是為防汛服務，有的是為航運服務，有的是為發(fā)電服務，關系到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｔ谒こ痰慕ㄔO和運行過程中，必須始終要有水文參與。例如，三峽大壩的截流，需要水文部門實時監(jiān)測數(shù)據(jù);在水庫發(fā)電期間，水文部門要根據(jù)水文資料和預報情況，提出蓄水的建議，盡量發(fā)揮水庫發(fā)電效益;在汛期，水文部門還要根據(jù)上游來水情況，提供水庫水位的預判分析，既要確保防汛安全，又要保障通航。

除此之外，在很多突發(fā)事件和重大活動中，也離不開水文的身影。近幾年，一些極端氣候和地質(zhì)災害頻發(fā)，水文部門總是出現(xiàn)在救災第一線。例如，在汶川、玉樹地震、以及舟曲泥石流搶險過程中，水文部門利用其技術(shù)優(yōu)勢，通過實地監(jiān)測和分析計算，為堰塞湖成功排險排險決策提供了重要的依據(jù)。在一些水污染事件中，水文同環(huán)保部門一起，及時監(jiān)測，提供了準確的水質(zhì)數(shù)據(jù)。在世博會、青奧會等一些大型活動中，由于人口集中，對供水的水量水質(zhì)都是較大的考驗，為了保障城市的飲水安全，水文也在幕后默默發(fā)揮了其作用。

進入21世紀特別是近幾年來，各種高新技術(shù)的研究、各類尖端儀器的使用、各項先進理論的提出，使我國的水文行業(yè)得到了極大的發(fā)展。水文自身也跳出了水利的局限，面對社會眾多需求，積極為國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展提供了越來越多的服務，水文不僅是水利建設的尖兵、防汛抗旱的耳目，還成為了水資源管理與保護的哨兵、經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎，必將給我們的生活和生產(chǎn)帶來更多的服務和更有效的保障。

[1]閆法森.流域水文模型參數(shù)優(yōu)選方法與比較[J].才智,2012(18).

[2]毛永昌.新疆瑪納斯河引水樞紐水文特征分析[J].甘肅水利水電技術(shù),2013(05).

紀仁可(1997—),女,湖北荊州人,就讀武漢市第二中學,研究方向:水資源。