国际水文科学的未来发展趋势

在20世纪80年代中期,国际水文科学界曾展开了“2000年的水文学”的讨论。1987年召开的第19届国际大地测量和地球物理联合会大会提出讨论的主题是“向何处去?”,自然也推动了水文学家对水文学前途的讨论。大会由许多国家的水文学家参加,有的并以国际水文科学协会国家委员会的名义提出专门报告。总的认为,水资源问题十分突出,水文学应当在解决这些问题中起重要作用以进一步推动学科的发展。在这项展望2000年的水文学研究中,对水文学提出了下述主要发展方向:

(1)地表水水文学今后的核心课题仍然是降雨径流关系中的动力学问题。

(2)地下水水文学则是为研究人类活动对地下水环境的影响,而加强地下水运动及地下水污染物输移计算方法的研究。

(3)水质研究应比水文学其他分支更为紧迫,并把水质研究拓展到地球水圈中化学物质的分布、转化和输移问题。大气酸性沉降物对地表和地下水质的影响及地表水体的富营养化,在今后一段时间内仍将是重要的研究课题。

(4)水文学和水资源管理学的发展相互影响,为保证使水资源管理和环境保护具有坚实的科学基础,必须加强水文学方面的研究,包括人类活动对水文情势的影响,全球变化对水文过程的影响,与人类活动有关的水循环生物化学过程,以及全球水平衡的发展趋势预测等。

(5)侵蚀和泥沙研究采用新技术改进资料的收集,以加强其物理过程的研究,并进行多学科综合研究,以提出控制土壤侵蚀、防止沟蚀的有效措施。(www.xing528.com)

(6)沿海低地改造,水文学为开发新的农业区及居民点作出了贡献,包括海涂及河口三角洲的开发等,尚需突破的主要研究方面有:沿海地下水运动及淡、咸水的变化,潮汐运动与淡水、咸水边界

(7)遥感技术的应用在不远的将来有着诱人的前景,如卫星和地面雷达站的结合可实时传递全球范围的雨量和水文数据,遥感数据将改变数字水文模型的结构,并在利用卫星获取土壤水分、估算降水量、水量平衡、地下水、蒸散发信息等方面有所突破。

参加“2000年的水文学”讨论的水文学者还预言,由于水文学的发展密切结合社会的需要,水文学已成为一门综合性很强的学科,正螺旋式地高速发展,使世界水资源的开发、管理和利用达到更为优化的水平。

在20世纪80年代后期,国际水文科学界在水文学的未来前景及其应遵循的发展方向等问题上出现了分歧意见,争论的焦点在于:水文学是应当继续为社会需要服务,这主要指为水资源的开发、管理和利用服务,还是应当摆脱这些而回到纯自然科学的立场,侧重研究水文现象本身的机理、规律并加强与地球科学其他学科间的联系。后者的代表性意见反映在美国国立研究院科学技术局水文科学机遇委员会于1991年发表的《水文学科的机遇》报告中,报告认为,一个时期以来水文学过多地去解决实际问题,因而妨碍了水文科学的发展,未能建立起水文学科自己的体系。他们提出要把水文学当作地球科学的一部分,而不应再成为解决水资源工程问题的附庸。今后水文科研工作重点应放在水文循环的化学和生物学分支、动力学作用尺度、水储量和水分与能量通量协调一致的全球尺度观测,以及人类活动的水文效应等方面。国际水文科学协会主席、加拿大人柯莱姆斯(Klemes V.)持有相同观点。曾任国际水文科学协会主席及国际科学联合会理事会主席的爱尔兰人杜格(Dooge J.C.I.),则认为水文学的发展要加强其服务作用,并在应用中不断扩大信息来源,以求进一步深入认识水文现象本质,达到更好地为实践需要服务的目的。国际水研究委员会主席、德国人普拉特(Plate E.J.)在1990年的报告中说,水文学如果不扎根到区域水资源问题上就不会得到重视,水文学应当去解决实际问题,并把水文学的界限扩展到水循环以外的领域。1989年在联合国教科文组织和国际水文科学协会组成的水文教育专门小组,在1990年提出专门报告,建议把水文教育放在地球科学系,加强基础学科的科目,包括水文循环中各类水文现象的物理机制,陆面及大气间热通量和水分通量的耦合以及全球水文气候学等科目的学习。但作为该专门小组组长——爱尔兰人纳什却保留了他对这个报告的看法,1991年他在另一篇报告中,提出水文学既是一门科学,又是一种多门基础科学应用的学科。他认为水文学应当建立在基础科学和应用两个支柱上,过分依赖其中之一就会导致灾难。这场争论迄今尚无定论,估计会按各自的观点引导水文学的发展。

中国的经验表明,水文学的发展动力是人类因生存的需要,一方面不断与因水引起的自然灾害作斗争;另一方面要利用水来满足生活及生产的需要,并寻求解决日益增长的用水需求的途径。为了上述两方面的需要,人们在不断深入认识自然界水的变化规律。但当前不少地方水资源供需关系日趋紧张,水的灾害不能有效控制,给人民生活带来很大的不安定因素。水文学应配合其他有关学科一道来研究自然规律,寻求防治措施,这应当是今后一个相当时期内水文学的努力方向。