水文科学历史回顾人类探索除水害、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
水文科学的发展与其他学科的发展和社会进步是不可分的
水文科学从其他学科吸取新思想、新方法和新技术,解决社会发展中提出的新课题,不断获得新的武装和动力
水文科学源远流长,经历了漫长的酝酿时期,而它的飞跃发展则是最近一个世纪的事
同自然科学的许多学科相似,人们还难以找出公认的里程碑把水文科学的历史进程划分成若干明确的阶段
我们只是顺着它前进的足迹,大体划分下列时期
萌芽时期(远古至约公元1400年)
在尼罗河、底格里斯-幼发拉底河、 恒河和黄河这些古老文化发祥地的遗迹中,我们可以看到这一时期的特点:①开始了原始的水文观测
最早的水位观测是在中国和埃及开始的
公元前约22世纪,中国传说中的大禹治水,已“随山刊木”(立木于河中),观测河水涨落
此后,战国时李冰设于都江堰的“石人”,隋代的石刻水则,宋代的水则碑等,表明水位观测不断进步
最早的雨量观测于公元前4世纪首先在印度出现,中国于秦代(公元前221~前206年)已开始有呈报雨量的制度,到了公元1247年,已有了较科学的雨量器和雨深计算方法,并开始了用“竹笼验雪”以计算平地降雪深度
明代刘天和在治理黄河工作中,已采用手制“乘沙量水器”测定河水中泥沙的数量
②开始积累原始的水文知识
中国古籍《吕氏春秋》中写道:“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
”提出了朴素的水文循环概念
成书于公元约 6世纪初的《水经注》中,记述了当时中国境内1252条河流的概况,成为水文地理考察的先驱
诚然,这些原始的水文观测和水文知识是肤浅零星的,但已为当时生活和生产提供了重要的水文资料
例如,根据雨量多少决定税收的多少,根据上游的水位向下游传递水情等,标志着水文科学的萌芽
奠基时期(约1400~1900)
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
这一时期的特点主要表现以下两方面
①近代水文仪器的发明使水文观测进入了科学的定量观测阶段
1663年C.雷恩和R.胡克创制了翻斗式自记雨量计,1687年E.哈雷创制测量水面蒸发量的蒸发器,1870年T.G.埃利斯发明旋桨式流速仪,1885年W.G.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装备进行水文观测的各种水文站陆续出现
1746年,中国在黄河老坝口设立了全国第一个正规水位站,开始系统观测水位,并进行报汛
这些成就使水文现象的观测视野在深度和广度上空前扩大,为水文科学在理论上的发展创造了条件
②近代水文科学理论逐渐形成
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
这些科学理论的创立,为水文科学在河道水流、蒸发、地下水运动、径流形成和水文循环等领域的发展奠定了理论基础,它表明人类对水文现象的认识已由萌芽时期那种肤浅零星的知识,发展到了比较深刻系统的知识
同时也表明,人类对地球上水的运动、变化规律的探索,已由萌芽时期那种以古代自然哲学为依据的纯粹思辨性猜测,发展到以大量观测事实为基础的,进行假说、演绎和推理,进而建立各理论体系的近代科学方法论
19世纪末,专门水文研究机构开始出现,一些国家开始出版水文年鉴
P.弗里西著的《河流水文测验方法》,F.-A.福雷尔著的《日内瓦湖湖泊志》, E.马略特著的《水的运动》等水文学专著陆续出版,这些著作总结了当时水文观测和理论研究的成就,标志着水文科学作为一门近代科学已奠定基础
应用水文学兴起时期(约1900~1950)
这一时期,水文科学在观测方法,理论体系和研究领域等方面继续取得新成就,但它最重要的进展是应用水文学的兴起
进入20世纪,特别是第一次世界大战以后,大量兴起的防洪、灌溉、交通工程和农业、林业乃至城市建设向水文科学提出越来越多的新课题,解决这些课题的方法也由经验的、零碎的逐渐理论化和系统化,水文科学的应用特色逐渐表现出来
首先,从1914年到1924年,经过A.黑曾、H.A.福斯特等人的工作,把概率论、数理统计的理论和方法系统地引入了水文科学,使水文变量(如洪峰和洪量)和它出现的机率联系起来,为预估工程未来运行时期内可能出现的水文情势开辟了道路
接着,从1932年到1938年,L.R.K.谢尔曼、R.E.霍顿、G.T.麦卡锡、F.F.斯奈德等人在产流和汇流计算方面取得开拓性进展,为根据降雨推算洪水开辟了道路
随后,C.O.克拉克、R.K.林斯雷等人在单位线、多个水文变量联合分析和径流调节的理论、方法等方面发展并丰富了上述的内容
在此期间, 水文站在世界范围内发展成规模宏大的水文站网系统,这些成就为应用水文学的兴起在理论上、方法上和资料条件方面奠定了基础,并率先形成了它最重要的分支学科──工程水文学
接着,农业水文学、森林水文学、都市水文学也相继兴起
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》,同年,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》等应用水文学专著陆续问世,总结了这一时期的成就,标志着应用水文学的诞生,应用水文学,以它直接为生产和生活提供多方面服务这一鲜明特征,获得迅速发展,成为近代水文科学体系中最富有生气的分支学科
以上内容由大学时代综合整理自互联网,实际情况请以官方资料为准。