水文學(xué)家的科研日常

都江堰

水文學(xué)家是通過(guò)研究水的起源、存在、分布、循環(huán)和運(yùn)動(dòng)等規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的科研工作者。水文學(xué)有怎樣的歷史淵源？水文學(xué)家平時(shí)又是如何進(jìn)行科研工作的呢？

水文學(xué)由來(lái)已久

水文學(xué)的英文是Hydrology，前綴“Hydro”來(lái)源于希臘語(yǔ)，是水的意思，詞干“l(fā)og”是研究的意思，所以研究地球上水的學(xué)問(wèn)稱為水文學(xué)，這與天文、地文（最早稱地理，現(xiàn)今為地學(xué)）、人文等名稱的由來(lái)如出一轍。

北齊文學(xué)家劉晝?cè)谄渲鳌缎抡摗ど餮浴分袑懙溃骸叭赵抡咛熘囊玻酱ㄕ叩刂囊?，言語(yǔ)者人之文也。天文失則有謫蝕之變，地文失必有崩竭之災(zāi)，人文失必有傷身之患?！边@說(shuō)明，人類自古以來(lái)為了更好地生存，一直在探索和研究水文學(xué)，而這種來(lái)自社會(huì)的需求也為水文學(xué)的發(fā)展提供了動(dòng)力。

人類探索除水害、興水利的歷史，一如人類的文明史那樣悠久。在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)時(shí)期和階段，每當(dāng)出現(xiàn)“水問(wèn)題”時(shí)，水文學(xué)總能承擔(dān)起解決國(guó)計(jì)民生的大任，并通過(guò)實(shí)踐運(yùn)用和檢驗(yàn)，不斷將其提高到新的水平。

?浙江寧波的水則碑，用來(lái)測(cè)量水位，預(yù)防洪澇災(zāi)害

從商代甲骨上占卜水災(zāi)的卜辭，到戰(zhàn)國(guó)時(shí)期修建的都江堰；從宋代的水則碑（觀測(cè)水位所用的標(biāo)尺，同時(shí)是歷年最高洪水位的原始記錄），到清代的志樁（水尺），無(wú)一不展示了中華民族千百年來(lái)水文觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步。如今，我們已經(jīng)進(jìn)入推廣水文測(cè)驗(yàn)現(xiàn)代化技術(shù)的時(shí)期，但是工作環(huán)境仍然較為艱苦，仍需要科研人員不畏艱難，用自己的智慧和汗水促進(jìn)水文學(xué)發(fā)展。

水文學(xué)研究什么？

水文學(xué)是地球科學(xué)的一個(gè)重要分支，是探索地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)和運(yùn)動(dòng)等規(guī)律，并運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的一門學(xué)問(wèn)和知識(shí)體系。它與許多自然科學(xué)關(guān)系密切——要研究降水、蒸發(fā)，就需要了解氣象學(xué)、氣候?qū)W、植物學(xué)方面的知識(shí)；要研究入滲，就需要了解土壤科學(xué)；要研究地下徑流、地表徑流、河川徑流，就離不開地質(zhì)學(xué)、地貌學(xué)以及流體力學(xué)。

而且，除了要研究水，還要研究水中的各種物質(zhì)，因此物理、化學(xué)等方面的知識(shí)是必需的——用以計(jì)算水中各種成分的輸移、衰減、擴(kuò)散、沉淀?？梢哉f(shuō)，要研究水文學(xué)，就要廣泛地學(xué)習(xí)各種自然科學(xué)知識(shí)。

此外，水文現(xiàn)象的影響因素往往十分復(fù)雜，許多水文過(guò)程難以用嚴(yán)格的演繹推理來(lái)處理。而且，人們?cè)陂L(zhǎng)期實(shí)踐中積累的大量規(guī)律性認(rèn)識(shí)，也大都不能用數(shù)學(xué)、物理方程表示出來(lái)，因而只能視為局部經(jīng)驗(yàn)。

水文山實(shí)驗(yàn)流域，移動(dòng)式人工模擬降雨系統(tǒng)及雨量計(jì)，模擬不同實(shí)驗(yàn)條件的降雨（供圖/許欽）

常言道“處處留心皆學(xué)問(wèn)”，在生活中只要留心，處處可以觀察到奇妙的水文現(xiàn)象；在觀察中去思考問(wèn)題，并通過(guò)更進(jìn)一步的觀察與學(xué)習(xí)去解答疑問(wèn)，久而久之，螺旋式上升，定會(huì)有所收獲，養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣。如果你也有成為水文學(xué)家的想法，不妨從當(dāng)下做起，仔細(xì)觀察身邊的水文現(xiàn)象。

重走往日路 知識(shí)代代傳

滁州實(shí)驗(yàn)基地占地80余畝（1畝約等于666.667平方米），是中國(guó)目前唯一的國(guó)家重要水文實(shí)驗(yàn)站，也是國(guó)家防汛抗旱總指揮部抗洪搶險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)基地——建設(shè)有抗洪搶險(xiǎn)試驗(yàn)場(chǎng)，用來(lái)為抗洪搶險(xiǎn)提供實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。此外，滁州實(shí)驗(yàn)基地還建有土柱實(shí)驗(yàn)室——土柱實(shí)驗(yàn)是通過(guò)收集土壤并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬土壤中水文情況、污染物遷移規(guī)律，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)境等研究領(lǐng)域。

成為碩士研究生指導(dǎo)教師后，我曾帶學(xué)生去南京水利科學(xué)研究院滁州實(shí)驗(yàn)基地參觀、實(shí)習(xí)。和同學(xué)們?cè)俅巫咴谕杖ネ鶎?shí)驗(yàn)室的路上，心里有著不同于以往的興奮和激動(dòng)，讓我回憶起了當(dāng)年我初入水文學(xué)大門時(shí)，跟在前輩身后參觀學(xué)習(xí)的日子。在這個(gè)過(guò)程中，自己也從知識(shí)的學(xué)習(xí)者，變成了知識(shí)的傳播者，水文學(xué)就是在一代代水文學(xué)工作者的交接中不斷發(fā)展與完善的。

?標(biāo)準(zhǔn)氣象觀測(cè)場(chǎng)，利用SL3-1雙層翻斗雨量計(jì)監(jiān)測(cè)雨量（供圖/許欽）

水文學(xué)與我們息息相關(guān)，只有深入地研究水，并總結(jié)其規(guī)律，才能更好地趨利避害。我輩應(yīng)秉承前輩嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和為科學(xué)獻(xiàn)身的崇高理想，積極投身水文事業(yè)，為了水文學(xué)不斷發(fā)展、蒸蒸日上的理想奮斗終生。