沈灿燊

　　1　世界水文科学研究概况

　　古代，人类在生产和求生存过程中，自发地认识了一些水文规律。直到18世纪工业革命后，随着灌溉、防洪、排涝、航运、发电、供水的发展和大量蓄水工程的建设，需要较多的水文数据，渐渐形成了工程水文学，而且发展很快，逐渐建成了测、报、算的水文科学体系。例如，随机风险度的研究；降雨产流理论和模型研究；遥控、遥感和核技术的观测方法。进入60年代后，全球性缺水问题越来越严重，合理开发利用和保护水的需求日益迫切，从而产生了水资源管理或水资源研究。主要是考虑人类活动对水资源的影响；水的开发应考虑经济、生态和社会效益，特别强调水是一种资源，应有经济价值；保护水资源的量和质，使其不被污染；既要考虑微观，也考虑宏观的影响。从科学范畴看，水资源研究仍属应用科学，是工程水文学一个新发展。另一方面，水是自然界一种物质，由地球上的水分循环和水量平衡过程所制动，与地理环境（地球的四个圈）有极密切关系，如能瞭解其时空变化、运动和储存过程及影响的因子，便可以瞭解地球四个圈的水量转换、交替和量变质变的内在规律。其研究又是基础理论研究，属理科。这种研究成果会直接或间接促进应用水文学（工程水文学水资源）的发展。

　　60年代以来，水资源系统研究在全球被重视，发展很快。1965年联合国教科文组织提出了国际水文十年（IHD）后，到国际水文计划（IH.P）成立，其中第一阶段到第三阶段（1975～1989）的研究是：（1）水量平衡与水资源估算；（2）人类活动对水环境及水文因素的影响；（3）气候多样性变化与水文过程的相互关系；（4）推广已取得的水土流失和泥沙输送、迁移的科研成果和方法；（5）特殊地区水文研究；（6）人类活动对水文过程影响的评价方法；（7）水循环各个因素的调查研究水平的评价。而第四个阶段（1990～1995年）的规划内容是：总的目标为“在环境不断的变化中而受影响过程中，促进水文学与水资源管理的发展”。具体的大项目是，（1）在水的可能承载力下进行水资源不受破坏的开发；（2）研究环境不断变迁中的水文；（3）水文科学应为水资源的合理管理提供服务。由此可见，环境对水文及水资源影响研究，日益受到重视。随着人类的活动能力不断加快加剧，对自然环境的影响必定越来越大，加上政治和经济政策越来越复杂，因此必须将这些影响因素纳入水文和水资源研究中，并作为重点加以研究。

　　由于世界各国水资源的状况和需要不同，故研究也有所侧重。例如苏联1985年灌溉面积已达21×106ha，要耗费大量用水，故研究以研发先进灌溉技术、提高灌溉效率为主，并加强对地表水和地下水平衡的探讨。美国资源较丰富，但浪费严重，而法制比较健全，故偏重于如何利用经济、法律、政治等手段对水资源进行合理利用及保护研究。但总的来看，世界各国研究可概括为：水资源合理开发、水能利用、水资源管理、灌溉方法改良、水质保护、水资源生态、政治和经济政策对水资源的影响等方面。各国还改进了研究方法和手段，如遥感与空间技术应用、类推式计算机模型应用、核技术、随机水文理论与方法、确定的线性和、非线性数学模式及其水文系统、水文学及水资源的系统方法等等。

　　今后，世界水文科学的研究趋势，还将向这几方面发展。（1）水资源储量的精确估算；（2）对水分循环和水量平衡中各个环节的研究；（3）洪水枯水；（4）都市水文；（5）地理环境对水文及水资源的影响；（6）地下水补给；（7）政治和经济政策对水资源合理开发利用和水资源管理的影响；（8）水文规划与水资源规划。在技术上还会增加（1）模拟和模型的理论和机制的改革；（2）加强系统方法的应用等方面。

　　2　中国地理范畴水文科学研究现状及发展趋势

　　2.1　中国地理范畴水文科学研究现状

　　新中国建立后，由于大水利工程不断增加，对水文资料的需求日益增多，渐渐形成测、报、算的水文系统，且发展很快。如模拟模型、随机理论、线性和非线性数学模式以及基础理论等，都是工程水文的显着成就。赵人俊、华士干、谢家泽、陈家琦、陈志凯、叶守泽等教授有着突出的贡献。另一方面，由于中国幅员广阔，地带性和地区性水文过程差异明显，因此，形成了研究地理环境对水文过程影响的学科——地理水文学。并由郭敬辉建立了中国地理学会水文专业委员会。郭敬辉、杨纫章、邓绶林和广大地理工作者，组成强大的研究队伍，发表了很多论文和专著。

　　目前，全国性陆地水文研究组织有3个：（1）中国水利学会水文专业委员会——以工程水文学为主，并涉及水文学的基础理论和工科水文教学的科研机构，由谢家泽、陈家琦、陈志凯负责，（2）中国地理学会水文专业委员会——以地理范畴的水文理论研究为主，并涉及应用水文和地理系水文教学的科研机构，由刘昌明、沈灿燊、杨戊等人负责。（3）中国全国高等院校地理系水文教学与科研研究会——以地理范畴的水文教学为主，涉及水文基础理论和部分应用水文学研究的研究机构，由沈灿燊、黄饧荃负责。

　　现就40年来我国地理水文学研究的四个主要方面作如下介绍。

　　2.1.1　地理环境（包括自然地理和人类活动）对水文系统效应研究

　　我国幅员广阔，南北跨温、热两大气候带，东西从湿润、半湿润区到半乾旱区，地形和下垫面复杂，形成了降雨、蒸发和水文的地带性和地区性。如喀斯特区大量漏水，湖沼区直接承雨面积大，南方水稻田和北方旱作区的下渗特性不同，如要合理利用和保护各种区域的水资源，必须进行“地理环境对水文系统效应”的研究。

　　从50年代便开始探讨特殊下垫面对水文过程的影响，到目前已有较成熟的论著。如对东北三江平原湖沼区水文研究（东北地理所柴岫、杨秉庚和陈刚起等），广东低塱区水文结合血吸虫治理的研究（中山大学沈灿燊等），南水北调规划所研究的水文地理效应（北京地理所刘昌明、熊怡、李德美、凌美华等），西南地区泥石流研究（四川地理所唐邦兴等），长江流域部分省区早涝调查和河流泥沙治理，贵州喀斯特区地下水的研究（南京大学杨戊、章海生、史运良、李明华等），太湖流域湖泊水文研究（南京地理所施成熙等），江汉平原湖泊水文生态研究（华中师大金伯欣、邓兆仁），新疆乾旱地区水资源、水文研究（新疆地理所杨利普，北京地理所汤奇成），长江中下游及城市水文研究（华东师大黄饧荃等），华北平原、黄土高原研究（河北师大邓绶琳、李慧珍、河北地理所于凤兰等），西北和河西走廊乾旱区水文研究（西北大学余汉章等），华北平原节水研究（北京地理所许远生），中国地表水研究（北京地理所郭敬辉等），华南喀斯特地区产流及环境生态恢复的研究，华南亚热带地区水土流失产流产沙漠型的研究（中山大学沈灿燊、刘美南等）,岩溶区地下水对河流补给类型及地下水运动储存规律（贵阳师大杨明德、桂林岩溶所严启坤）。此外，对所在各省区的地理水文进行比较具体的研究有：北京大学关伯仁、邵庆山，北京师大钟复襄，新疆大学周天骧，辽宁师大刘庆书，吉林师大杜兴利，内蒙师大宝音，中山大学纪汉阳，华南师大曾邦鋭、张声才，福建师大余泽中，广州师院陈家平等。以上的研究，都有较多论文和专著，而且研究面较广，对我国地理水文作出了一定的贡献。

　　在这个基础上，国家教委颁发了（1986～2000年）地理系各学科重点科研方向指导性专题报告“地理环境对水资源系统的效应”（沈灿燊撰写）和中山大学提出的“景观产流”学术观点，说明这项研究在地理范畴水文的重要性。

　　2.1.2　中国水分循环和水量平衡（地带性和地区性）的研究

　　中国水分输送受行星风系、复杂地形如海陆分布的影响，以秦岭淮河为界，有不同的输送过程，各局部区域也有独特的模式，以往中国气象学家对这方面的水汽汇流计算结果有争论，为了加深研究，使东北季风、西南季风及西风控制地区的水汽输送，以及整个水量平衡的情况得到进一步的瞭解，1983年刘昌明发表了一篇指导性论文，并在福州全国水文专业学术会议建议，以省为单位组织中国水文循环和水量平衡研究，各省由所在大学地理系开展研究，中国全国高等院校地理系水文教学科研研究会也支持和协助这项工作。目前，除西藏等1-2个省区外，都已完稿，并已于T.G.V国际水文委员会联系，拟纳入该委员会研究项目。

　　2.1.3　河口水文研究

　　中国几个大河口，如长江、黄河、珠江等河口，都是经济和工农业发达区。河口每年形成大片滩涂，可被围垦成农田。河水、潮流和波浪作用，形成复杂的河口水文，而盐水楔、异重流、会潮点、台风暴潮和潮间带水环流的研究，对我国河口水文理论和经济开发，都有深远的意义。

　　1957年，苏联河口学者萨莫伊洛夫教授来华开设河口班，提出来以河口作为一个整体的水文来研究，对我国河口研究产生深远影响。华东师大和中山大学相继成立河口所（室）。长江口研究，在国际上享有声誉，发表了大量论文（华东师大陈吉余、黄宝灿、沈焕庭等）。珠江河口为世界上最复杂河口之一，60年代曾作潮汐研究（沈灿燊、卢如秀），继之，作河口地貌和水文研究（中山大学罗章仁、应秩甫、李春初等），风暴潮研究（沈灿燊、甘雨鸣），和水沙规律研究（李春初、罗章仁、应秩甫、南海所赵焕庭、欧兴进，广州地理的陈琴德、刘先紫，珠委董兆英等）。1982年到1987年，全国海岸带综合调查，对全国河口浅海水文作了详细调查，写出报告。以河口作为整体，自然地理因素和人类活动对水文影响的研究，正在加快发展。

　　2.1.4　森林水文研究

　　国外对森林涵养水源、保护水质、调节洪枯季流量的研究十分重视。我国由于几十年过度砍伐森林，使水文过程变为恶劣，水土流失严重。因此，各方面都渐渐重视相关研究。但大部分都是以分析小气候变化为主，对不同森林类型、不同地理位置和环境对水文影响的理论研究较少，特别是森林水文规划研究更少。西德和中国在海南坝王岭合作的森林水文研究（联邦德国Brachtel教授和沈灿燊）带有较强的系统性和理论性，已写出一些论文。东北长白山区从草甸、灌木林、疏林、到森林区的不同地理景观的水文研究（东北师大李惠明等），正在开展。目前许多大学地理系也都开始进行森林水文研究。武汉水院、河海大学水文系（室）也着手森林水文模型研究。

　　2.2　中国水文科学发展前瞻

　　今后的发展应从：（1）基础理论-水文学；（2）应用技术-工程水文学与水资源；（3）水文教育三方面来考虑。

　　（1）水文学：应从水分循环和水量平衡及受地理环境影响的综合角度去研究。主要为：不同土地利用条件下的水文效应；热带、亚热带季风区水循环规律；特殊下垫面水文机制；流域水资源职能优化理论；地-气-水-人类相互关系；都市水文；河口三角洲水文；水文科学的新观测仪器观测计算方法；新技术应用和水文实验的革新。

　　（2）工程水文学和水资源：工程水文学主要向测、报、算发展，如，提高产汇流理论水平及中、长、短期预报精度；深入开展随机理论及风险度计算方法的研究；使计算结果得到较好的经济效益；突破高难度的观测领域，如土壤水和深层地下水观测；建立合理的蒸发、降水的观测系统等。水资源应从综合观点去探讨，如水资源评价方法、水资源合理开发利用规律、水资源管理和环境水文学等研究。

　　（3）水文教育：增加基础理论课程，并应有一定应用技术内容。必须作如下的改革，指导学生理解水文科学中基础理论的重要性；建立综合性实习基地；大力进行水文机理研究；用最新研究成果重编水文科学教材；加强培养研究生计划，建立硕士、博士和博士后点，加强国际交流，合作培养人才。

　　3　结语

　　水文科学是一门发展很快、不断更新、微观和宏观研究并重的科学。特别是水被作为一种资源来看，则水文科学已从自然科学、技术科学发展到与社会科学关联，成为一门综合性学科。研究面日渐扩展，使学科不断更新充实。必须注重基础理论研究，并重视教育改革，使基础理论不断提高，使应用研究得到理论论证，以促进整个学科的发展。

　　（原载：珠江水电情报，1991。）