郭純青，代俊峰，方榮杰

(桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，桂林廣西541004)

一 水文學(xué)及水資源學(xué)科概述

水文學(xué)及水資源學(xué)科包括水文學(xué)和水資源學(xué)兩個(gè)方面，是研究水的性質(zhì)、循環(huán)運(yùn)動(dòng)規(guī)律、水與環(huán)境相互關(guān)系以及水資源可持續(xù)利用的學(xué)科［1］。水文學(xué)是水資源學(xué)的基礎(chǔ)，為其提供服務(wù)，而水資源學(xué)又對(duì)水文學(xué)提出需求，促其發(fā)展。水文學(xué)和水資源學(xué)各自的研究領(lǐng)域、研究?jī)?nèi)容和作用見(jiàn)表1。

表1 水文學(xué)和水資源學(xué)研究領(lǐng)域、研究?jī)?nèi)容及作用

水文學(xué)最早是地理學(xué)的一個(gè)分支，隨后出現(xiàn)了以閉合流域?yàn)檠芯繉?duì)象的工程水文學(xué)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水分循環(huán)的干擾逐漸增強(qiáng)，出現(xiàn)了人類社會(huì)飲水、用水、耗水和排水的水分側(cè)支循環(huán)，從而突破原有地理水文學(xué)和工程水文學(xué)的內(nèi)容，開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)新的階段，即面向水資源的整體系統(tǒng)進(jìn)行研究的水文與水資源學(xué)［2］。據(jù)郭敬輝等(1984 年)［3］和陳家琦等(2002年)［4］，水文學(xué)與水資源學(xué)的主要研究方向見(jiàn)表2。

二 水文學(xué)及水資源學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀

人類自從步入文明時(shí)代，就從未停止過(guò)與水害做斗爭(zhēng)，興水利，測(cè)水文，尋規(guī)律，累經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成知識(shí)體系，并不斷發(fā)展，形成了水文科學(xué)。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的需要和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水文學(xué)及水資源與其他學(xué)科間綜合與交叉，不斷深化對(duì)資源、環(huán)境與生態(tài)問(wèn)題的研究，形成一些水文分支學(xué)科，如隨機(jī)水文學(xué)、模糊水文學(xué)、灰色系統(tǒng)水文學(xué)等。當(dāng)前，水文與水資源研究主要表現(xiàn)在:(1)與大氣科學(xué)交叉，運(yùn)用遙感、雷達(dá)等遙測(cè)技術(shù)，開(kāi)發(fā)集成“氣象模型—水文模型—地面模型—遙測(cè)”四維數(shù)據(jù)同化技術(shù)，不僅可以解決水文資料缺乏，而且對(duì)預(yù)測(cè)全球及區(qū)域天氣系統(tǒng)變化、大氣環(huán)境的變化對(duì)水資源和生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期影響具有重要意義，可以提高水文預(yù)報(bào)的精確度、延長(zhǎng)預(yù)見(jiàn)期、對(duì)防洪減災(zāi)具有重要的價(jià)值;(2)與環(huán)境科學(xué)交叉，研究流域水環(huán)境保護(hù)和飲水安全保障問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出分布式水質(zhì)水量聯(lián)合模型、生物化學(xué)模型、疾病傳播模型、危機(jī)決策系統(tǒng)以及污染實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)等，為廣大的居民提供飲水安全保證;(3)與生態(tài)科學(xué)交叉，研究流域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和河流健康問(wèn)題，建立流域水文與生態(tài)過(guò)程松散耦合模擬;(4)與信息科學(xué)結(jié)合，合理應(yīng)用GPS、GIS、RS技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)等，提高水資源調(diào)度管理的效率;(5)與經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會(huì)學(xué)及管理學(xué)交叉發(fā)展，搞好統(tǒng)一管理和綜合管理，建立起流域管理和區(qū)域管理相結(jié)合模式，解決水資源的合理配置、綜合開(kāi)發(fā)、合理利用和有效保護(hù)，共同建設(shè)清潔節(jié)水型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的和諧發(fā)展。

表2 水文學(xué)與水資源學(xué)研究方向

(一)水文學(xué)及水資源學(xué)科的地位

隨著社會(huì)的發(fā)展，水文與水資源學(xué)科作為水利學(xué)科的重要專業(yè)領(lǐng)域之一，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。中國(guó)對(duì)水資源地位——三大戰(zhàn)略資源之一的確定，突顯了水資源的寶貴性。隨著人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全球普遍出現(xiàn)水資源供需矛盾。作為發(fā)展中大國(guó)，中國(guó)在水資源管理與開(kāi)發(fā)利用方面中存在著諸多問(wèn)題，如水資源短缺、水資源配置不合理、水災(zāi)害頻發(fā)、水污染嚴(yán)重、水生態(tài)破壞以及水權(quán)不明等。而水文與水資源工程正是水資源開(kāi)發(fā)利用和管理中的一門(mén)重要的工程技術(shù)學(xué)科［5］。

在中國(guó)，水資源時(shí)空分布極為不均。除此之外，人類非理性活動(dòng)等外界因素的過(guò)度干擾，加之氣候變化等自然因素的加劇影響，使得流域洪澇災(zāi)害的孕災(zāi)環(huán)境日趨嚴(yán)峻，洪澇災(zāi)害對(duì)社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境改善的破壞作用從未像今天這樣強(qiáng)烈［6］。同時(shí)，水資源短缺日趨緊張，由其引發(fā)環(huán)境惡化、生態(tài)退化、糧食安全和健康威脅等問(wèn)題，已經(jīng)成為限制國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在此背景下，如何有效地管理和合理開(kāi)發(fā)利用水資源，是當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)必須正確對(duì)待和亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。水資源規(guī)劃、配置和管理的基本依據(jù)是水文與水資源信息?；跍?zhǔn)確水文信息建立的水情預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng)，才能有效保障流域安全和地區(qū)穩(wěn)定。因此，人類迫切需要認(rèn)識(shí)水文與水資源的規(guī)律與特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，掌握更多水文與水資源信息和知識(shí)，才能有效地管理水資源和合理開(kāi)發(fā)利用水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證人類健康。

一直以來(lái)，水文與水資源學(xué)對(duì)水利工程的建設(shè)與管理有著重要的作用，搜集水文與水資源信息為水庫(kù)、隧道、橋梁、航道、水電站等與水相關(guān)的工程建設(shè)提供設(shè)計(jì)依據(jù)和安全保障。社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，要求水文與水資源信息的收集更全面、更精確以及更快速，以更好地服務(wù)于工程規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行和管理過(guò)程，使之更經(jīng)濟(jì)和安全。這些要求體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是水文水資源信息提供范圍由局部升級(jí)為全流域;二是信息領(lǐng)域由僅與水有關(guān)擴(kuò)大為與水、水生態(tài)和環(huán)境相關(guān)。

2009年中央關(guān)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展農(nóng)民持續(xù)增收的若干意見(jiàn)中提出:必須切實(shí)增強(qiáng)危機(jī)意識(shí)，充分估計(jì)困難，緊緊抓住機(jī)遇，果斷采取措施，堅(jiān)決防止糧食生產(chǎn)滑坡，堅(jiān)決防止農(nóng)民收入徘徊，確保農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，確保農(nóng)村社會(huì)安定。為此，水資源不但是生產(chǎn)的自然資源，而且是一種最重要的環(huán)境要素，在解決“三農(nóng)”問(wèn)題，保障國(guó)家可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)地區(qū)穩(wěn)定有著至關(guān)重要的作用。未來(lái)國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略和宏觀規(guī)劃越來(lái)越離不開(kāi)水文與水資源的支持。2011年中央一號(hào)文件《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》將服務(wù)“三農(nóng)”作為今后水利工作的重點(diǎn)，為水利學(xué)重要領(lǐng)域之一的水文與水資源學(xué)提供了難得的機(jī)遇，同時(shí)也賦予其重大的使命。

(二)水文學(xué)及水資源學(xué)科的作用

水文學(xué)及水資源學(xué)科主要研究地球上水的形成、分布和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及水旱災(zāi)害防治、水資源開(kāi)發(fā)利用、水環(huán)境改善與保護(hù)和水利工程運(yùn)行與管理的基本理論與技術(shù)方法。它既有基礎(chǔ)科學(xué)的本質(zhì)，又有應(yīng)用科學(xué)的內(nèi)涵，是水利學(xué)科的重要組成部分。在水資源可持續(xù)利用、防洪抗旱、解決水資源短缺、水利工程建設(shè)運(yùn)行管理等方面，都需要水文水資源信息和知識(shí)支持。

水文預(yù)報(bào)是水文學(xué)為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)服務(wù)的重要方面，特別是對(duì)災(zāi)害性水文現(xiàn)象做出預(yù)報(bào)，對(duì)綜合利用大型水利樞紐做出短期、中期和長(zhǎng)期的預(yù)報(bào)，作用巨大。汛期來(lái)臨時(shí)，實(shí)時(shí)跟蹤雨、水情，及時(shí)觀測(cè)水位、嚴(yán)格監(jiān)測(cè)流量、科學(xué)預(yù)報(bào)。精確的水文預(yù)報(bào)，能為各級(jí)防汛部門(mén)進(jìn)行決策提供科學(xué)依據(jù)，從而為抗洪搶險(xiǎn)贏得寶貴時(shí)間，最大限度地確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，跟蹤做好各大、中型水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度預(yù)報(bào)，確保水庫(kù)在汛期的安全度汛和蓄集一定量的水以供汛后農(nóng)業(yè)灌溉?？菟趤?lái)臨時(shí)，各水文、雨量站能為指導(dǎo)抗旱方面提供服務(wù)，對(duì)歷年枯水期的雨量、蒸發(fā)量進(jìn)行分析并做好預(yù)測(cè)，必要時(shí)可在重要地區(qū)增設(shè)雨量站和墑情監(jiān)測(cè)。

水資源優(yōu)化配置是緩解水資源供需矛盾的最經(jīng)濟(jì)、最快速的方法，開(kāi)展水資源優(yōu)化配置工作在解決農(nóng)村居民生產(chǎn)生活用水方面發(fā)揮在重要作用。通過(guò)合理抑制需求和有效增加供給及各類工程和非工程措施的最佳組合，統(tǒng)籌上游與下游、地表水與地下水、經(jīng)濟(jì)用水和生態(tài)用水，為地方算好水帳，可提高農(nóng)村用水保障程度，為農(nóng)村飲水工程提供有效的系列水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。面對(duì)特枯水年，通過(guò)制定特枯水年供水應(yīng)急方案，統(tǒng)籌兼顧、全面調(diào)整水資源的分配方案和計(jì)劃用水指標(biāo)，充分發(fā)揮有限資源的最大作用。中國(guó)是個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，一直以來(lái)農(nóng)業(yè)是用水大戶，因而是節(jié)水工作的重點(diǎn)。農(nóng)業(yè)節(jié)水的關(guān)鍵是要提高灌溉利用率，通過(guò)改變觀念，告別傳統(tǒng)的大水漫灌方式，推廣節(jié)水灌溉制度和技術(shù)，興修防滲渠道，完善灌區(qū)配套渠系，結(jié)合農(nóng)作物種植的結(jié)構(gòu)調(diào)整和比例優(yōu)化，逐步形成技術(shù)、工程、農(nóng)藝和管理一體化的綜合節(jié)水措施。

廣大農(nóng)村有眾多的水塘、水庫(kù)，水產(chǎn)養(yǎng)殖大有作為。相關(guān)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)室可對(duì)地表水、地下水、生活飲用水、污水、大氣降水、底泥質(zhì)與土壤等進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析、評(píng)價(jià)，在農(nóng)村各水塘、水庫(kù)的做好水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面的工作，為養(yǎng)殖戶提供水質(zhì)監(jiān)測(cè)依據(jù)，能有效地保障養(yǎng)殖戶生產(chǎn)養(yǎng)殖工作。

許多農(nóng)村位于山區(qū)，遇惡劣天氣易發(fā)生水土流失。水土流失破壞地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，威脅城鎮(zhèn)安全，加劇干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展，且常伴隨著泥石流、滑坡、崩塌等更嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，淹沒(méi)田地、村莊、道路，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。開(kāi)展水土保持研究、編制水土保持方案、提供水土保持監(jiān)測(cè)服務(wù)、建立水土保持設(shè)施等，通過(guò)封山育林、農(nóng)林生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)等防治水土流失，保護(hù)、改良與合理利用土地資源和水資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，減輕洪水、干旱、風(fēng)沙等災(zāi)害，涵養(yǎng)水源，調(diào)節(jié)小氣候，可有效地改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

三 結(jié)語(yǔ)

2010年的這個(gè)春天，本該是充滿希望的季節(jié)，中國(guó)西南5省市區(qū)卻遭受了歷史罕見(jiàn)的大旱，受災(zāi)人口超過(guò)5 000萬(wàn)。云南、廣西部分地區(qū)的旱情已達(dá)到特大干旱的程度，貴州省秋冬連旱，出現(xiàn)80年一遇，甚至百年一遇的旱情。面對(duì)深陷旱災(zāi)之苦的廣大人民，水文與水資源專業(yè)的學(xué)生應(yīng)貢獻(xiàn)一份力量，通過(guò)對(duì)水文信息的采集處理，結(jié)合所學(xué)的氣象、氣候?qū)W進(jìn)行開(kāi)發(fā)一套水文自動(dòng)監(jiān)測(cè)通訊系統(tǒng)，對(duì)觀測(cè)資料自動(dòng)收集、加工、存貯、檢索等功能，并可進(jìn)行遙控操作，從而把被動(dòng)抗旱變?yōu)橹鲃?dòng)抗旱來(lái)研究出長(zhǎng)期抗旱的方法。與農(nóng)業(yè)開(kāi)展合作研究，探索氣象、水資源合理利用途徑，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)的防災(zāi)減災(zāi)能力，促進(jìn)人與氣候、農(nóng)業(yè)與氣候的和諧發(fā)展，進(jìn)一步加快水利事業(yè)發(fā)展，繼續(xù)把解決水問(wèn)題作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的頭等大事來(lái)抓，下更大決心，突出抓好水源工程建設(shè)。

水文學(xué)及水資源學(xué)科既是一門(mén)理論性較強(qiáng)的學(xué)科，更是一門(mén)實(shí)踐性的學(xué)科。完備的學(xué)科體系、理論框架能很好地指導(dǎo)“三農(nóng)”的進(jìn)步與發(fā)展，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)、持續(xù)增長(zhǎng)。同時(shí)，在實(shí)踐過(guò)程中，能夠充分認(rèn)識(shí)到目前學(xué)科知識(shí)的不足或錯(cuò)誤之處，這是學(xué)科進(jìn)一步完善和擴(kuò)大內(nèi)涵在“三農(nóng)”中的助推劑，充分認(rèn)識(shí)到水文與水資源工程專業(yè)的重要地位，并認(rèn)真學(xué)習(xí)和實(shí)踐，是和諧社會(huì)主義發(fā)展的必然進(jìn)步，也是學(xué)科進(jìn)步的必由之路。

［1］陳志愷.中國(guó)水利百科全書(shū)·水文與水資源分冊(cè)［M］.北京:水利水電出版社，2004.

［2］陳家琦.現(xiàn)代水文學(xué)發(fā)展的新階段—水資源水文學(xué)［J］.自然資源學(xué)報(bào)，1986，9(2).

［3］郭敬輝，劉昌明.水文學(xué)的地理研究方向與發(fā)展趨勢(shì)［J］.地理學(xué)報(bào)，1984(2).

［4］陳家琦，王 浩，楊小柳.水資源學(xué)［M］.北京:科學(xué)出版社，2002.

［5］張升堂.水文與水資源工程專業(yè)培養(yǎng)動(dòng)態(tài)及問(wèn)題分析［J］.中國(guó)電力教育2009，9(144).

［6］劉春蓁.水文與水資源工作面臨的挑戰(zhàn)［J］.中國(guó)水利，1991(5).