现代水文水资源研究：水文学现状和发展态势

1.水文学研究现状

在科学层面，已从单个孤立环节向多尺度耦合过程发展，这是系统观点在水文学中的反映。例如对水量平衡的研究，已从一个河段，一个流域，一个地区发展到全国、全球，使得人们对水文循环和水资源的理解更全面更宏观更深刻；通过对大气-土壤-植物-水的关系的系统实验与理论研究，揭示水文循环中生态过程的变化规律，探索其相互作用机理；水文规律的研究，侧重探讨在自然因素和人类活动共同作用下水文过程及其要素的变化规律，探索物理规律与统计规律相结合的水文学方向。大气水、降水、地表水、土壤水和地下水的相互关系，地表水、地下水水量、水盐平衡及其要素的计算方法也是水文学研究的主要内容。在应用层面，在服务于水资源开发利用方面将更重视环境生态影响的研究，并致力于为水资源综合规划与综合管理提供科学基础。作为水利科学的基础学科，水文学要解决水资源利用中一系列的水文问题，主要有四个方面。①水资源评价。对地表地下各种可利用的水资源的量与质作出估计，为水资源开发利用提供依据。②水文计算。为水利枢纽和水工建筑物或非工程措施的规划设计施工和运用，提供水文控制条件下相应的水文设计特征值及其时空分布数据。③水文预报。对今后的水文状况提出短期、中期和长期的预报数值，其中包括水量预报与水质预报，为水资源综合利用和防汛抗旱提供科学依据。④水资源保护：为水土流失防治、水污染防治、水源保护提供水文数据。

20世纪60年代以来，随着计算机技术的发展，遥感遥测技术的应用，一些新理论和边缘学科的渗透，加之人口膨胀、水资源紧张、环境污染和气候变化的需求牵引，使得水文科学发展面临机遇与挑战。特别是20世纪80年代以来，国际水文学术活动频繁，我国水文界也开展了大量的研究工作，这些研究工作推进水文科学发生了深刻的变革和发展，从而使水文学进入了现代水文学的新阶段。

2.存在的主要问题

当前，我国水文科技存在的主要问题是不能适应新时期社会经济发展对水文的新要求和高要求，与世界水文科技的先进水平相比，仍有一定差距。主要表现在以下几方面：①水旱灾害的监测和预报技术相对落后，能力较低，与我国繁重的防洪、抗旱、减灾任务不相适应。②对为国家制定与水有关的重大宏观决策提供科学依据的大尺度水文问题研究较少。对全球尺度的水文问题、环境变迁中的水文问题等则更少涉及，而全球水文变化研究正是当前和今后相当长时期内国际合作研究的重大课题。③区域性水文研究和关于不同水体的研究很不平衡。关于干旱区、寒区、森林和牧区水文问题研究相对薄弱；关于大气水、地表水和土壤水的研究深度也不协调一致。关于生态系统中的水的研究则刚刚起步。④水文科学基础研究薄弱，新技术新方法开发和推广应用比较缓慢；水文基础信息匮乏，信息获取、传输以及测报服务手段较为落后，信息完整性差，信息交换平台缺乏，难以共享。

3.当代前沿

现代水文学在水资源研究需求的牵引下，把研究水文循环全过程问题提上议事日程，就是说水文学不仅要研究水文现象的陆面过程，还要对陆面——大气界面上的水分和能量的交换问题，陆面地表水、土壤水和地下水量的交换问题，陆地水与海洋水的交换问题，海面和大气界面上的水分和能量交换问题，水在大气中的运动和转化问题等都要进行研究。水文学不能仅像过去只侧重研究水在运动、转化中的物理过程，还要研究自然界的水作为溶剂和载体在水文循环中对水中各种化学成分的输移、合成、分解、储散的化学过程。除此之外，由于地表生物圈中动植物及其他形态的生物在生长、繁殖、死亡过程中与水的相互作用，以及动植物群在陆面和大气水分及能量交换中的影响，这就需要特别加强水在水文循环和运动中生物过程的研究。这些问题的提出，使水文学必须以崭新的面目出现，向全球水文学和生态水文学的方向前进。

4.发展趋势

由于人类对水资源的突出需求，水文科学的研究领域正在向着为水资源最优开发利用的方向发展，以期为客观评价、合理开发、充分利用和保护水资源提供科学依据。由此，水文站网系统正在向水资源自动监测系统方向发展，水文观测已不仅是为研究自然水体的运动变化规律积累资料，而且要为水资源管理提供实时水文信息；水文分析已不仅是为建设新工程提供设计数据，而且要为水资源评价和水资源系统优化利用提供科学依据；水资源的保护和利用越来越多地成为水文科学国际会议和国际合作的主题，许多水文学家和水文研究机构正在把自己的研究重点转向水资源方面。(www.xing528.com)

（1）地表水水文学核心问题仍是降雨径流关系中的动力学问题。

（2）地下水水文学重点是研究人类活动对地下水环境影响、解决地下水运动及地下水污染物的输移计算方法。

（3）水质研究侧重于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问题。

（4）为水资源管理和环境保护提供坚实的科学基础的水文学研究重点包括：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。

（6）沿海地下水运动及淡、咸水的变化，潮汐运动与淡水、咸水边界扩散间的关系，以及河口泥沙问题。

（7）遥感数据将改变数学水文模型的结构，并在利用卫星获取土壤水分、降水量估算、水量平衡、地下水、蒸发等水文数据方面有重要突破，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。

（8）我国今后一个相当时期水文学努力方向：主要包括用新技术改进并完善雨量、地下水、泥沙、径流、水质等水文观测及监测系统，改进并完善灾害性暴雨和洪水的预报技术及系统，重要区域水资源情势的长期预估及气候变迁、人类活动对水资源的影响研究，水资源开发利用对环境的影响等。