探知水文

紀(jì)仁可

(武漢市第二中學(xué),湖北武漢 430010)

探知水文

紀(jì)仁可

(武漢市第二中學(xué),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(shí)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(dāng)時(shí)新安江江水含沙量極小?！俺o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(zhǎng)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(guān)系呢？

水文 內(nèi)涵 發(fā)展史 生活關(guān)系

1　水文工作的內(nèi)涵

顧名思義，水文的主體是水，簡(jiǎn)單的講，水文就是研究水的科學(xué)。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(gè)浩瀚的水圈。水圈處于永不停息的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)周而復(fù)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(gè)地區(qū)的氣候和生態(tài)，塑造地貌和實(shí)現(xiàn)地球化學(xué)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(jī)勃勃。倘若沒有水和水文循環(huán)，我們的星球會(huì)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(huì)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(yùn)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(jìn)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(xué)。

水文研究的領(lǐng)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(guān)系，當(dāng)然也包括與人類活動(dòng)之間的相互關(guān)系。水文是水利的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是水資源、水環(huán)境、水土保持等學(xué)科的重要基礎(chǔ)。

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

水文工作大體可以分為測(cè)、報(bào)、算三大塊。測(cè)，就是水文測(cè)驗(yàn)，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(bào)，就是水文預(yù)報(bào)，水文預(yù)報(bào)與氣象預(yù)報(bào)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(huì)漲多高？會(huì)有多大的水量？這就是水文預(yù)報(bào)需要回答的問題。算，就是水文分析計(jì)算，例如要建一個(gè)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(yīng)對(duì)應(yīng)對(duì)，這些就要靠水文分析計(jì)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(zāi)害作斗爭(zhēng)，在這個(gè)過程中，不斷積累了關(guān)于水的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，逐漸就形成了水文這個(gè)學(xué)科。

一般認(rèn)為，水文的歷史發(fā)展可以分為四個(gè)階段。

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

第二個(gè)階段是奠基時(shí)期。在歐洲文藝復(fù)興之后，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也帶動(dòng)了水文的發(fā)展，在這個(gè)時(shí)期，逐漸形成了一些近代水文的基礎(chǔ)理論，發(fā)明了一些簡(jiǎn)單的水文儀器。到19世紀(jì)末，專門水文研究機(jī)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(biāo)志著水文科學(xué)作為一門近代科學(xué)已奠定基礎(chǔ)。

第三個(gè)階段是應(yīng)用水文學(xué)的興起時(shí)期。第一次世界大戰(zhàn)之后，在大量的工程和城市建設(shè)背景下，水文體現(xiàn)了其作為一門應(yīng)用學(xué)科的作用，同時(shí)，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(yīng)用水文學(xué)》等專著陸續(xù)問世，總結(jié)了這一時(shí)期的成就，標(biāo)志著應(yīng)用水文學(xué)的誕生。

第四個(gè)階段是現(xiàn)代水文時(shí)期。自20世紀(jì)50年代以來，隨著社會(huì)生產(chǎn)規(guī)?？涨皵U(kuò)大，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，水文的進(jìn)步也日新月異。水文信息獲取和分析手段方法有了長(zhǎng)足進(jìn)步，水文科學(xué)和其他科學(xué)之間的邊緣科學(xué)正在不斷興起，水文的研究領(lǐng)域也不斷拓展，更加關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)水文的影響，更加關(guān)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(cè)驗(yàn)史，言必稱埃及、中國。

水文觀測(cè)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(cè)河水漲落。戰(zhàn)國李冰在都江堰工程上開始用石人觀測(cè)水位。四川涪陵 “白鶴梁”題刻(石魚)，記載了唐代至本世紀(jì)初共1200余年間72個(gè)枯水年份的長(zhǎng)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(duì)水循環(huán)理論的原始總結(jié)。

降雨觀測(cè)方面，秦代就有了各地向中央報(bào)雨的制度;清代故宮有《晴雨錄》，依照十二時(shí)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(xiàn)把以徼計(jì)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(jì)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(shí)每個(gè)月的水漲水落均有專名，并認(rèn)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(guān)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(zāi)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(guān)。

水文首先是防汛抗旱的耳目和參謀。我國地域廣大，旱澇災(zāi)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(cái)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(cè)，開展水文預(yù)報(bào)和分析工作，為決策提供了重要的科學(xué)支撐和決策依據(jù)。例如在1998年長(zhǎng)江特大洪水過程中，中央根據(jù)水文部門的準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)，作出荊江保堤不分洪的重要決策，避免了國家財(cái)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(shí)空分布不均，一些地方屢遭旱情，水文部門加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和分析，為水量分配以及應(yīng)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(shè)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(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，天藍(lán)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(cè)、預(yù)警和分析評(píng)價(jià)，為保護(hù)和修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)、保障水生態(tài)安全做了大量的基礎(chǔ)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(yīng)急補(bǔ)水、在引江濟(jì)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(fù)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(shè)和運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。這些水利工程，有的是為防汛服務(wù)，有的是為航運(yùn)服務(wù)，有的是為發(fā)電服務(wù)，關(guān)系到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。在水利工程的建設(shè)和運(yùn)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(yù)報(bào)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(yù)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(dòng)中，也離不開水文的身影。近幾年，一些極端氣候和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，水文部門總是出現(xiàn)在救災(zāi)第一線。例如，在汶川、玉樹地震、以及舟曲泥石流搶險(xiǎn)過程中，水文部門利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過實(shí)地監(jiān)測(cè)和分析計(jì)算，為堰塞湖成功排險(xiǎn)排險(xiǎn)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(shí)監(jiān)測(cè)，提供了準(zhǔn)確的水質(zhì)數(shù)據(jù)。在世博會(huì)、青奧會(huì)等一些大型活動(dòng)中，由于人口集中，對(duì)供水的水量水質(zhì)都是較大的考驗(yàn)，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(jìn)入21世紀(jì)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(xiàng)先進(jìn)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(duì)社會(huì)眾多需求，積極為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展提供了越來越多的服務(wù)，水文不僅是水利建設(shè)的尖兵、防汛抗旱的耳目，還成為了水資源管理與保護(hù)的哨兵、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，必將給我們的生活和生產(chǎn)帶來更多的服務(wù)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(jì)仁可(1997—),女,湖北荊州人,就讀武漢市第二中學(xué),研究方向:水資源。