水文科学发展简史
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。