水文科学发展简史
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绪论一、水文学简史英文Hydrology，来源于拉丁语，“水的知识”。
经历了四个发展时期：1. 萌芽期（公元1600年之前）2. 奠基时期（公元1600-1900年）3. 实践时期（1900-1950年）4. 现代化时期（1950年- ）一、水文现象的基本特点1.时程变化上的周期性与随机性2.空间变化上的相似性与特殊性二、水文现象的研究方法成因分析法以质量守恒、能量(动量)守恒等定理为基础，揭示水文现象运动变化的机理、规律。
数理统计法水文现象具有随机性，从而以概率理论为基础，研究水文现象特征值的统计规律。
地理综合法水文现象具有地区性，从而通过建立地区经验公式、绘制各种特征值等值线图，揭示水文特征值的地区规律。
水文循环水文循环的原因（外因、内因）水的不断蒸发、输送、凝结、降落、产流、汇流的往复循环过程大循环和小循环大循环：海洋→大气→大陆→海洋（纵向+横向）小循环：海洋→大气→海洋（海洋小循环）大陆→大气→大陆（内陆小循环）水文循环的规律1)海洋的蒸发量多于降水量；2)大陆的降水量多于蒸发量；3)大陆外流区输入水汽量与输出水量基本平衡；4)大陆内流区降水量与蒸发量基本相等。
水文循环的作用和意义1、调节气候；2、塑造了地球表面；3、形成了巨大的水利资源；4、形成一切水文现象。
水资源问题➢原因1)水资源量时空分布不均匀；2)水资源分布与人口、耕地分布不相适应；3)水环境污染；4)水资源浪费。
➢对策1)时间和空间上的合理调配；2)积极开展水污染防治；3)节约用水。
9流域和水系分水线：使雨水分别汇集到两条不同的河流，起着分水作用的地形，是流域的边界线。
流域：汇集地面水和地下水由分水线所包围的区域。
河网密度流域单元面积内干支流长度流域的地形起伏特征1. 河流的落差和比降2. 流域平均坡度3. 流域面积～高程曲线流域自然地理及下垫面情况1. 流域地理位置2. 流域的土壤岩石性质和地质构造3. 流域植被率4. 流域湖泊率、沼泽率降水水分以各种形式从大气到达地面统称降水。
水文科学发展简史
至今长江干流重庆至宜昌间的河岸崖壁上， 保存着1153～1870年间的 6次特大洪水的最高水 位石刻114处。
四川涪陵县长江岸边的白鹤梁（长1600米， 宽15米左右）自公元764年开始雕刻石鱼图形记 载长江最枯水位，直到20世纪40年代共有刻记 163条，记有72个年份的历史枯水，这些珍贵的 石刻，被誉为“世界最早的的古代水文站”， “世界水文史的奇迹”。
第四，近20年来水文科学的全球合作正在兴起：
联合国教科文组织(UNESCO)在世界气象组织 (WMO)和其他国际组织的密切配合下，于1965年至1974 年组织了国际水文十年 (IHD)的科学活动，着重开展了以 世界水平衡、人类活动对水文循环的影响等十四个领域的 国际协作研究。接着，联合国教科文组织继续举办了“国 际水文计划”(IHP)，从1984年开始执行“水资源水文计 划”，着重研究水文过程与自然环境之间的关系，水文过 程与人类活动的相互关系，水资源的规划管理与环境和社 会的关系等重大课题。促进人们对全球水文和水资源知识 的交流和积累。
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• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。6-Sep-206 Sep tember 202020.9.6
水文历程
今年水灾旱灾情况
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今年入汛以来，我国部分地区遭受不同程度的自然 灾害，特别是6月底以来，安徽、四川、湖北、河 南、重庆、江苏等省（市）遭受严重的暴雨、洪涝 灾害，重庆西部的区域特大暴雨是百年一遇。
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据国家民政部统计，截至2007年7月16日，今年洪 涝灾害共造成10544.8万人受灾，因灾死亡425人， 失踪110人，紧急转移安置人口359.2万人；农作物 受灾面积6429.7千公顷，其中绝收1174.7千公顷； 倒塌房屋36.9万间，损坏房屋102.0万间，因灾直 接经济损失334.7亿元。
奠基时期(约1400～1900)
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欧洲文艺复兴带来的科学思想的解放和科学技术的 进步，为水文科学发展成为独立的学科奠定了基 础。这一时期，水文仪器的发明使水文观测进入了 科学的定量观测阶段。
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1663年雷恩和胡克创制了翻斗式自记雨量计，1687 年哈雷创制测量水面蒸发量的蒸发器， 1870年埃利斯发明旋桨式流速仪， 1885年普赖斯发明旋杯式流速仪。 这些近代水文仪器使流量、流速、蒸发、降水的 观测达到了相当的精度，利用这些近代水文仪器 进行水文观测的各种水文站陆续出现。
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现代水文学
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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；
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大规模的人类活动对自然水体，进而对自然环境 正在产生多方面的影响。研究和评价人类活动的 水文效应和这种效应的环境意义，揭示人类活动 影响下水文现象的规律，进而探讨水文分析的新 方法和新途径，防止人类活动对水文循环的影响 朝着不利于人类生存环境的方向发展，这一切正 在成为水文科学面临的新课题。
水文学发展简史
水文学发展简史：a自远古至14世纪末，为水文学现象定性描述阶段b15世纪初至19世纪末为水文科学体系形成阶段c自从20世纪50年代，进入应用水文学兴起阶段d20世纪50年代以来，进入现代水文阶段。
水文学：水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
水文现象的研究任务：水体的运动和分布规律。
水文的地理研究方向——地理水文学。
地理水文学具有宏观性，综合性及区域性三大特点水文现象：指地球上的水受外部作用而产生的永无休止的运动。
水文现象的特点：a谁循环永无止尽b水文现象在时间变化上既具有周期性，又存在随机性c水文现象在地区分布上既存在相似性又存在特殊性水资源的涵义：a按社会需求供给或有可能提供的水量b有可靠来源且可通过水循环得以更新补充c这个水量可由人工加以控制d水量水质适应人类用水需求广义水资源：指世界上一切水体，包括海洋，湖泊，沼泽，冰川，土壤水，地下水及空气中的水分，都是人类宝贵的财富，即水资源。
狭义水资源：不同于自然界水体，仅指在同一时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体，主要是指，河流，湖泊，地下水，及土壤水等淡水，个别地方还包括微咸水。
水资源的特性：a水资源有循环再生性和其有限性b时空分布的不均匀性c广泛的利用性及其不可替性d利与害的两重性e社会性和经济性f开发利用上的整体性。
水资源的时空变化：a地区分布，因受海陆位置，水汽来源，地形条件等影响，我国水资源地区分布很不均匀，总趋势由东南沿海向西北内陆递减，水资源的条件与问题：a水资源总量不少，但人均亩均较少（合理利用和保护水资源）b水资源地区分布不均匀，与人口耕地分布不相适应（水量的地区调配）c在时间变化上不均衡，水旱灾害频繁（抗旱防洪涝）d水土流失和泥沙淤积日趋严重，严重破坏生态平衡，增加了河流防洪困难，降低了水利工程效益e地下水是我国重要的水资源要合理开发利用，防止过量开采f天然水质相当良好，水污染日趋严重，防止水质污染，保护水源，已是当务之急。
水文科学大事年表
·中国出版《洪水调查和计算》，开
始进行全国范围的历史暴雨洪水
调查
公元1959年 ·中国在新疆乌鲁木齐河源建立起中
国第一个高山冰川研究试验站
公元1914年 ·美国的A.黑曾首先用正态机率格纸
选配流量频率曲线，把概率理论
引入水文计算
公元1919年 ·美国的D.W.米德提出降水量频率分
析法
公元1921年 ·英国的G.I.泰勒提出紊流扩散理论
公元1863年 ·法国的 J.-J.裘布衣提出井的平衡
水力学方程式
公元1865年 ·法国的 H.-É.巴赞提出计算谢才系
数的巴赞公式
·中国长江汉口设立水位站，为中国
现代水位观测的开始
公元1923年 ·美国的O.E.迈因策尔提出地下水保
证产水量的概念
公元1924年 ·美国的H.A.福斯特提出皮尔孙Ⅲ型
频率曲线分析方法
公元1926年 ·美国的I.S.鲍恩提出由能量平衡推
求蒸发量的方法
约公元前5世 ·中国编著《山海经》和《尚书·禹
纪～前3世纪 贡》，记载中国的河流及其水文
地理
公元前251年 ·中国的李冰在都江堰用石人水尺观
测水位
约公元前239年 ·中国在《吕氏春秋》中较完整地记
述水文循环概念
公元1442年 ·朝鲜全国采用统一制作的“测雨器”
观测雨量
约公元1500年 ·意大利的达·芬奇提出水流连续性
原理，并提出用浮标法测流速
公元1535年 ·中国的刘天和创制“乘沙量水器”，
取含沙水样
·瑞士的 F.-A.福雷尔发现湖泊
异重流
水文学的发展
二、奠基时期（1400～1900年）
该时期，西欧的产业革命促进了水利事业的发 展，在水文观测方面，发明制造了雨量器、蒸 发器、流速仪等，系统的水文测验为水文定量 计算及预报奠定了坚实基础。
WUHEEຫໍສະໝຸດ 三、应用水文学的形成（1900～1950年）
进入20世纪，大规模的水利水电建设蓬勃发展 ，需要科学的水文计算和水文预报，使应用水 文学迅速发展起来。美国1900年J.A.塞登提出 著名的塞登定律、1932年L.R.K.谢尔曼提出单 位线法、1935年G.T.麦卡锡建立了马斯京根河 道洪水演算法，1924年H.A.福斯特完整地建立 了P-Ⅲ水文频率曲线计算方法等等，这一时期 我国则比较落后。
第二节 水文学的发展
一 、萌芽时期（1400年以前）
这一时期中国的水文知识居于世界领先地位 ，如2000年前建成的都江堰，至今仍在发挥巨 大作用，其中就体现着成功的水文知识；又如 527年的《水经注》，是早于欧洲1000多年的 水文地理巨著；公元前239年的《吕氏春秋》 最先提出水文循环的概念。
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四、现代水文学时期（1950年后） 随着计算机、遥感等高新技术的应用，使水文学 发展进入了一个新时代，流域数学模型、水资源 学、水环境学、随机水文学相继形成。
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水文学发展简史讲解学习
水文学发展简史：a自远古至14世纪末，为水文学现象定性描述阶段b15世纪初至19世纪末为水文科学体系形成阶段c自从20世纪50年代，进入应用水文学兴起阶段d20世纪50年代以来，进入现代水文阶段。
水文学：水文学是研究地球上水的性质、分布、循环、运动变化规律及其与地理环境、人类社会之间相互关系的科学。
水文现象的研究任务：水体的运动和分布规律。
水文的地理研究方向——地理水文学。
地理水文学具有宏观性，综合性及区域性三大特点水文现象：指地球上的水受外部作用而产生的永无休止的运动。
水文现象的特点：a谁循环永无止尽b水文现象在时间变化上既具有周期性，又存在随机性c水文现象在地区分布上既存在相似性又存在特殊性水资源的涵义：a按社会需求供给或有可能提供的水量b有可靠来源且可通过水循环得以更新补充c这个水量可由人工加以控制d水量水质适应人类用水需求广义水资源：指世界上一切水体，包括海洋，湖泊，沼泽，冰川，土壤水，地下水及空气中的水分，都是人类宝贵的财富，即水资源。
狭义水资源：不同于自然界水体，仅指在同一时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体，主要是指，河流，湖泊，地下水，及土壤水等淡水，个别地方还包括微咸水。
水资源的特性：a水资源有循环再生性和其有限性b时空分布的不均匀性c广泛的利用性及其不可替性d利与害的两重性e社会性和经济性f开发利用上的整体性。
水资源的时空变化：a地区分布，因受海陆位置，水汽来源，地形条件等影响，我国水资源地区分布很不均匀，总趋势由东南沿海向西北内陆递减，水资源的条件与问题：a水资源总量不少，但人均亩均较少（合理利用和保护水资源）b水资源地区分布不均匀，与人口耕地分布不相适应（水量的地区调配）c在时间变化上不均衡，水旱灾害频繁（抗旱防洪涝）d水土流失和泥沙淤积日趋严重，严重破坏生态平衡，增加了河流防洪困难，降低了水利工程效益e地下水是我国重要的水资源要合理开发利用，防止过量开采f天然水质相当良好，水污染日趋严重，防止水质污染，保护水源，已是当务之急。
水文学年谱
水文学年谱约公元前3500～前3000年古埃及在尼罗河开始观测水位。
中国浙江余姚河姆渡有地下水井。
公元前1400年前后中国殷墟甲骨文记载雨、泉和洪水。
公元前7世纪中国的管仲提出河流分类法。
约公元前4世纪印度开始观测雨量。
约公元前5世纪～前3世纪中国编著《山海经》和《尚书·禹贡》，记载中国的河流及其水文地理。
公元前251年中国的李冰在都扛堰用石人水尺观测水位。
约公元前239中国在《吕氏春秋》中较完整地记述水文循环概念。
公元前221～前206年中国秦代在《田律》中规定全国各郡县呈报降水量的制度。
公元4年中国的张戎提出黄河泥沙的定量概念，指出黄河水浊，一石水六斗泥。
公元88年前后中国的王充提出水文循环和潮汐成因的科学解释。
公元1世纪古希腊的希罗(亚历山大城的)提出河流的流量取决于流速和过水断面面积。
公元223年中国在黄河支流伊问龙门崖壁石刻记录洪水。
约公元527年中国的郦道元著《水经注》，记录1252条河流水文地理。
公元764年中国在四川涪陵白鹊粱开始用石刻记录长江最枯水位。
公元805年前后中国的柳宗元著《天对》，阐明水文循环和海水不溢出的道理。
公元1247年中国的秦九韶著《数书九章》，记述全国州县用天池盆、圆罂测雨及竹笼测雪和雨雪深度计算方法。
公元1342年中国的李好文著《长安志图》，记有计算流量的单位名“徼”。
公元1424年中国全国采用测雨器观测雨量。
公元1442年朝鲜全国采用统一制作的“测雨器”观测雨量。
约公元1500年意大利的达·芬奇提出水流连续性原理，并提出用浮标法制流速。
公元1535年中国的刘天和创制“乘沙量水器”，取含沙水样。
公元1610年意大利的圣托里奥创制第一台流速仪。
公元1639年意大利的卡斯泰利创制欧洲第一个雨量筒，开始观测降水量。
公元1650年死海开始观测水位。
公元1663年英国的雷恩发明自记雨量计。
公元1674年法国的佩罗发表《泉水之源》一书，提出塞纳河流域年雨雪量为年径流量的6倍。
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白鹤梁石刻(1)
白鹤梁石刻(2)
白鹤梁石刻(3)
2)水文循环概念的萌发
公元前1000年，在古希腊诗人荷马(Homer) 诗歌以及希腊的哲学家柏拉图（Plato）、亚历斯 多德（Aristotle）就有了有关水文循环的初步论 述。 中国屈原（约公元前340～前278年）在《天 问》中提出：“东流不溢，孰知其故？”，对百 川入海，而海水不溢的原因，提出问题。中国 《吕氏春秋》对水文循环过程进行了解释：“云 气西行云云然，冬夏不辍；水泉东流，日夜不休； 上不竭，下不满，小为大，重为轻。圜道也。” 这便是古代人对水文循环的朴素的描述。
1949年R.K.林斯雷和M.A.柯勒、J.L.H.保罗 赫斯合著《应用水文学》，
1949年D.姜斯敦和W.P.克乐斯合著的《应用 水文学原理》、美国土木工程师学会编著的《水 文学手册》
有些学者把概率论和数理统计的理论及方法 引入了水文学，推动了水文计算技术的发展。这 些水文计算方法在实际应用中迅速推广，丰富了 应用水文学的内容。
水文科学发展简史
Historical Development of Hydrological Sciences
张思聪 水文水资源研究所
人类探索除水害、兴水利的历史，犹如人
类的文明史那样悠久。在生产实践中，特别在
与水旱灾害的斗争中，人类不断观测各种水文 现象，思考和研究它们的规律，积累起关于水 的丰富知识，逐渐形成、并不断发展了水文科 学。
水文科学发展史大体上可分成以下四个时
期：
水文科学发展史的四个时期：
1．萌芽时期（公元1400年以前）
2．奠基时期（1400～1900） 3．成长时期（1900～1950） 4．现代化时期（1950年以后）
1．萌芽时期（公元1400年以前）
古代人在争取生存和改善生活的实践中， 逐渐认识到水的重要性，开始观察和探索自然 界水的运动0～1950)
进入20世纪，特别是人类经历了两次世界 大战的破坏以后，各国都积极致力于经济恢复 和发展，迫切需要解决城市建设、动力开发、 交通运输、工农业用水和防御洪水等水利工程 中的一系列水文问题，促进水文科学迅速发展。 在这一时期美国等西方国家在理论研究上或实 验研究上都取得较多的成果，处于领先地位。 如:
1935年，美国的G.T.麦卡锡提出的“马斯京 根”法对河道洪水演进计算方法。
1937年,美国的M.马斯克特用较严格的数学 方法系统地研究了地下水的运动，为地下水水文 学的形成和发展作出了重要贡献。
1948年英国的H.L.彭曼用联解空气动力学方 程和能量平衡方程，导出了推求水面蒸发的彭曼 公式，使蒸发研究成为水文气象学的重要组成部 分。
至今长江干流重庆至宜昌间的河岸崖壁上，
保存着1153～1870年间的 6次特大洪水的最高水
位石刻114处。 四川涪陵县长江岸边的白鹤梁（长1600米， 宽15米左右）自公元764年开始雕刻石鱼图形记 载长江最枯水位，直到20世纪40年代共有刻记
163条，记有72个年份的历史枯水，这些珍贵的
石刻，被誉为“世界最早的的古代水文站”， “世界水文史的奇迹”。
【注】1996年联合国教科文组织（UNESCO）国际水文组将可持续水资源 管理的定义为“支撑从现在到未来社会及其福利而不破坏它们賴以生存的 水文循环和生态系统完整性的水的管理和使用。”
2．奠基时期(1400～1900)
14～16世纪欧洲的文艺复兴和18～19世纪
产业革命给自然科学包括水文科学的发展以很 大影响。 这一时期的特点主要表现以下两方面:
1) 水文观测仪器的发明与水文测验的开展
这一时期，雨量器、蒸发器和流速仪等一系 列水文气象观测仪器的发明，为水文现象的实地 观测、定量研究和科学实验提供了必要条件；观 测和实验成果为水文循环学说提供了验证，水文 学的研究由定性描述深入到定量表达，为水文科 学的建立奠定了基础。 这一时期中国水文科学的进展比较缓慢。 1840年中国鸦片战争失败后，帝国列强为了掠夺 中国，通商通航设海关建码头，则需收集中国的 水文气象资料，为此，1862年开始在长江汉口设 立水位站（1865年起有正式的观测记录）。
1) 原始的水文观测（水位观测）
古埃及在公元前3500～前3000年为了灌 溉引水开始观测尼罗河水位，至今还保存有 公元前2200年时所刻水尺的崖壁。
据《尚书· 禹贡》等古籍记载，中国在公元 前2300年相传大禹治水用“准绳”和“规矩” 等方法测量观测水位。 公元前300年，战国时代的李冰在四川都江 堰引水工程中，设石人水尺观测水位。 隋代开始把石人水尺改为木桩和石碑式刻 划水尺，称水则或水志。
4．现代化时期（1950年以后）
水文科学的发展出现新的发展：
第一，由于人类对水资源的突出需求，水文科学的研 究领域向为水资源开发利用的方向发展，水文计算分析不 仅为建设工程提供设计数据，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成为 水文科学国际会议和合作的主题。许多水文学家和水文研 究机构都把自己的研究重点转向水资源方面，提出了可持 续水资源管理的水文学基础的研究。可见，水文基础性工 作与水资源管理是不可分的。
2)水文科学体系的形成和应用水文学的兴起
18～19世纪，西欧因产业革命促进了城 市、交通和工农业发展，以及大量的水利工 程建设等，这些实际的生产问题为水文科学
在理论上的发展创造了条件, 水文科学理论
逐渐形成。如:
1674年P.佩罗提出了水量平衡的概念，成为水 文科学最基本的原理之一； 1738年伯努利父子发表水流能量方程； 1775年A.de谢才发表明渠均匀流公式； 1802年J.道耳顿建立了研究水面蒸发的道耳顿 公式； 1856年,H.-P.-G.达西发表了描述孔隙介质中地 下水运动的达西定律; 1851年T.J.莫万尼提出了汇流和径流系数的概 念，并发表了计算最大流量的著名推理公式。 水文基本理论和方法逐步完善，使水文计算和水 文预报技术方法得到提高，在工程建设和防洪中的成 果日益显著，从而逐渐形成以水文计算和水文预报为 主要内容的新的分支学科──应用水文学。