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水资源工作与水文工作的关系

【摘要】:还有过一种说法,即水资源学是水文学的延伸和发展。这个概念在1986年由陈家琦首次提出,并指出了传统的地理水文学、工程水文学和水资源水文学间的差异。但水文工作是水资源工作的基础,而不是水资源工作的前身。在水资源有关的科学技术活动中,其中的基础部分大多是水文学的活动。研究水资源的极值现象如洪、涝、旱、渍等变化规律,也是属于水文工作的范畴。

1.水资源工作的基础是水文工作

20世纪70年代水资源名词突然大量出现在我国的实践中,主要是从开展全国性水资源评价工作开始的。当时国际水文科学界讨论的话题以及从书刊上见到国外文献有关水文学方面的文章中水资源的比重突然大了起来,世界气象组织主管水文工作的部门是水文水资源司,美国地质调查局主管水文工作的部门叫水资源处,世界气象组织和联合国教科文组织共同主持进行的一项国际合作学术计划叫水文水资源计划,由联合国教科文组织主持进行并得到包括世界气象组织协助的国际水文计划第一期计划(IHP—Ⅰ)(1975~1980年),突出强调了把水文学的意义延伸到与水资源综合利用、水资源保护等有联系的生态、经济社会各个方面;而第二期计划(IHP—Ⅱ)(1981~1983年)进一步加强了水文学的水资源方向;第三期计划(IHP—Ⅲ)(1984~1989年)则干脆命名为:“为经济和社会发展合理管理水资源的水文学和科学基础”;第四期计划(IHP—Ⅳ)(1990~1995年)则命名为“在变化环境中的水资源和水文学”;第五期计划(IHP—V)(1996~2001年)命名为“在脆弱环境中的水文学和水资源开发”。由于一个时期内这些全球性水文科学活动都与水资源密切联系,使有些人以为水文学正在向水资源学转化。但仔细观察可以认识到,现代水文学正在不断加强和水资源学的协作,而不是用水资源学取代水文学。

为了说明这个问题,首先应当弄清楚水文究竟是怎样的工作。例如,国际水文科学协会从1972年制定并沿用到今天的协会章程中,对水文学的目标和任务是这样规定的:“(协会)促进水文学作为地球科学和水资源学的一个方面的研究;研究地球上水文循环和大陆上各种水,如地表水和地下水,雪和冰川及其物理的、化学的和生物学的变化过程;各类形态的水与气候及其他物理的和地理的因素间的关系;以及它们之间的相互作用;研究侵蚀和泥沙同水文循环的关系;检验在水资源管理和利用中的水文问题,以及在人类活动影响下水的变化;提供水资源系统优化利用的坚实科学基础,包括在规划、工程、管理和经济方面传授应用水文学的知识等。”在我国,关于水文科学的定义是在1987年出版的《中国大百科全书·大气科学、海洋科学、水文科学》卷中的:“水文科学是地球上水的起源、存在、分布、循环、运动等变化规律和运用这些规律为人类服务的知识体系。”“水圈同大气圈、岩石圈和生物圈等自然圈层的关系,也是水文科学的研究领域。”在1988年美国国家研究院水科学技术局中,成立了水文科学中机遇问题委员会给水文科学的范畴定义为:“①在陆地水文循环中一切尺度的物理的和化学的过程,以及和水文循环相互作用着的生物学过程;②在地球系统所有方面的全球水平衡时空分布特性。”从以上各方面的叙述来看,《中国大百科全书》中给出的水文科学定义包括最广,是以地球水圈为基本对象所下的定义;美国国家研究院给出的定义次之,虽然也讲到地球系统各个方面的全球水平衡,但重点则落在水文循环全过程中的陆地水文循环部分;而国际水文科学协会关于水文科学范畴的阐述则基本上说的是陆地上的水文现象。这种情况说明,水文科学在其实际的发展过程中,尽管把全球水文循环和全球水平衡作为水文学的基础对象,但水文学家在研究这个循环过程中偏重于陆面上的过程,而对这个过程中的其他部分则留给了海洋学家、气候学家和大气物理学家。同时也可以看到,无论怎么说水文学仍然是以自然界水为研究对象,是应用水文学原理去解决水资源问题,而不是用水资源学代替水文学。

还有过一种说法,即水资源学是水文学的延伸和发展。这很可能是由于对某些提法的误解。在前述的第一期计划(IHP—Ⅰ)(1975~1980年)中,曾突出强调了“把水文学的意义延伸到水资源综合利用、水资源保护等有联系的生态、经济和社会各方面”,并在随后的许多国际学术活动中总是把水文学和水资源学相提并论,就使有些人误以为水文学正在向水资源学转化。但是,所谓把水文学的意义延伸到水资源领域,是指水文学应当加强同水资源的合作,并强调水文学要在为水资源的开发、利用、管理和保护的服务中发展自己,而不是说用水资源学取代水文学。水文学在早期主要是对自然界中水现象的描绘,研究自然界水的循环、演变、运动和转化规律,属地理学的一个分支。当人类开始用工程措施来进一步开发利用和治理水资源时,水文学加强了为水工程服务而出现了工程水文学,但并没有人因工程水文学是“把水文学的意义延伸到为水工程服务”并迅速发展成为水文学的主要内容,而认为水文学是否变成了水利工程学。实际情况是,水文学不仅继续在描绘自然界中水的变化规律,继续为水工程的规划、设计和运行服务,而且在水资源的开发、利用、管理和保护工作中加强了水文学和水资源学的联系,并且把意义延伸到因水资源的开发利用所引起的环境和生态系统的影响方面,这只能说水文学在工程水文学的基础上又前进了一步,即达到水资源水文学的新阶段。这个概念在1986年由陈家琦首次提出,并指出了传统的地理水文学、工程水文学和水资源水文学间的差异。所谓水资源水文学就是把水资源作为一个整体,研究其在天然状态下的水文规律在受到人为的干预后,在一定程度上如何发生变化,以及当这种变化发生后,如何保证科学地分配水源以使整体工程调度方案最优化。水资源水文学就是要把地球上一切水资源,包括各类地表水和地下水、水量和水质、水能,都看作是一个整体系统进行研究,以为水资源的开发、利用、管理和保护提供科学依据。

但水文工作是水资源工作的基础,而不是水资源工作的前身。在水资源有关的科学技术活动中,其中的基础部分大多是水文学的活动。如水资源的基础评价就是其中一例。研究水资源的极值现象如洪、涝、旱、渍等变化规律,也是属于水文工作的范畴。由于水资源问题的日益突出,并不断向其基础水文工作提出新的要求,两者在发展中相互促进,以求在更高层次上相互依存,共同发展。

水文工作的目标和任务是这样规定的:促进水文学作为地球科学和水资源学的一个方面的研究;研究地球上水文循环和大陆上各种水,如地表水和地下水,雪和冰川及其物理的、化学的和生物学的变化过程;各类形态的水与气候及其他物理的和地理的因素间的关系;以及它们之间的相互作用;研究侵蚀和泥沙同水文循环的关系;检验在水资源管理和利用中的水文问题,以及在人类活动影响下水的变化;提供水资源系统优化利用的坚实科学基础,包括在规划、工程、管理和经济方面应用水文学的知识等。(www.chuimin.cn)

水资源工作与水文工作的不同点在于:水资源学是以研究评价和合理开发利用与保护水资源为总目标,即使水文学发展到了水资源水文学阶段,也仍然是以研究水文规律为主要目标,是水资源学的科学基础。但在研究水文循环中,在陆面上的水文循环除了自然状态下通过土壤和地表植被的蒸腾作用而对水文循环要素的影响外,因社会需水量增加,供水量加大而出现一种受人为影响干预的“侧支循环”,即通过取水、用水和耗水、排水形成的小循环。这个侧支循环在一定程度上影响了陆面上的水文循环。水文工作和水资源工作间的联系,也主要通过这个侧支循环来反映。

2.水文工作要加强为水资源工作服务

水资源工作中基础性的工作有很大一部分是与水文工作紧密联系的,尤其在水资源评价方面。水资源评价中涉及计算降水量、地表水资源量、地下水资源量等,这些工作是需要水文方面提供降水、径流、蒸发、入渗、地下水等资料,没有这些资料,没有水文工作为基础,那么水资源的评价工作是无法进行的。水文资料的观测精度、水文资料整编的质量,都关系着水资源的成果的水平。

在水资源基础资料的分析工作中,常常采用水文学的一些分析成果和分析方法。例如,水文观测中取得了流量、水位的观测资料,为了一些分析研究的需要,还用水文学的方法建立水位与流量的关系。在水资源供需分析中,也是采用水文学中最常用的基本原理即水量平衡,进行水量方面的分析计算。在对地下水的分析研究中,常需要地下水的动态资料和地下水补给量方面的资料,这些资料也需要水文工作方面提供。水资源工作中不仅需要水量方面的观测统计资料,还需要河流的输沙量方面的资料和水质方面的资料。因此水资源工作的提高和发展,需要加强水文工作和对水资源工作的支持。