水文学家的科研日常

时间:2024-08-24 14:00:03 来源:网友投稿

都江堰

水文学家是通过研究水的起源、存在、分布、循环和运动等规律,并运用这些规律为人类服务的科研工作者。水文学有怎样的历史渊源?水文学家平时又是如何进行科研工作的呢?

水文学由来已久

水文学的英文是Hydrology,前缀“Hydro”来源于希腊语,是水的意思,词干“log”是研究的意思,所以研究地球上水的学问称为水文学,这与天文、地文(最早称地理,现今为地学)、人文等名称的由来如出一辙。

北齐文学家刘昼在其著作《新论·慎言》中写道:“日月者天之文也,山川者地之文也,言语者人之文也。天文失则有谪蚀之变,地文失必有崩竭之灾,人文失必有伤身之患。”这说明,人类自古以来为了更好地生存,一直在探索和研究水文学,而这种来自社会的需求也为水文学的发展提供了动力。

人类探索除水害、兴水利的历史,一如人类的文明史那样悠久。在社会发展的各个时期和阶段,每当出现“水问题”时,水文学总能承担起解决国计民生的大任,并通过实践运用和检验,不断将其提高到新的水平。

 浙江宁波的水则碑,用来测量水位,预防洪涝灾害

从商代甲骨上占卜水灾的卜辞,到战国时期修建的都江堰;
从宋代的水则碑(观测水位所用的标尺,同时是历年最高洪水位的原始记录),到清代的志桩(水尺),无一不展示了中华民族千百年来水文观测技术的进步。如今,我们已经进入推广水文测验现代化技术的时期,但是工作环境仍然较为艰苦,仍需要科研人员不畏艰难,用自己的智慧和汗水促进水文学发展。

水文学研究什么?

水文学是地球科学的一个重要分支,是探索地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等规律,并运用这些规律为人类服务的一门学问和知识体系。它与许多自然科学关系密切——要研究降水、蒸发,就需要了解气象学、气候学、植物学方面的知识;
要研究入渗,就需要了解土壤科学;
要研究地下径流、地表径流、河川径流,就离不开地质学、地貌学以及流体力学。

而且,除了要研究水,还要研究水中的各种物质,因此物理、化学等方面的知识是必需的——用以计算水中各种成分的输移、衰减、扩散、沉淀。可以说,要研究水文学,就要广泛地学习各种自然科学知识。

此外,水文现象的影响因素往往十分复杂,许多水文过程难以用严格的演绎推理来处理。而且,人们在长期实践中积累的大量规律性认识,也大都不能用數学、物理方程表示出来,因而只能视为局部经验。

水文山实验流域,移动式人工模拟降雨系统及雨量计,模拟不同实验条件的降雨(供图/许钦)

常言道“处处留心皆学问”,在生活中只要留心,处处可以观察到奇妙的水文现象;
在观察中去思考问题,并通过更进一步的观察与学习去解答疑问,久而久之,螺旋式上升,定会有所收获,养成良好的科研习惯。如果你也有成为水文学家的想法,不妨从当下做起,仔细观察身边的水文现象。

重走往日路 知识代代传

滁州实验基地占地80余亩(1亩约等于666.667平方米),是中国目前唯一的国家重要水文实验站,也是国家防汛抗旱总指挥部抗洪抢险实验基地——建设有抗洪抢险试验场,用来为抗洪抢险提供实战演习。此外,滁州实验基地还建有土柱实验室——土柱实验是通过收集土壤并在实验室内模拟土壤中水文情况、污染物迁移规律,被广泛应用于农业、林业、水利、环境等研究领域。

成为硕士研究生指导教师后,我曾带学生去南京水利科学研究院滁州实验基地参观、实习。和同学们再次走在往日去往实验室的路上,心里有着不同于以往的兴奋和激动,让我回忆起了当年我初入水文学大门时,跟在前辈身后参观学习的日子。在这个过程中,自己也从知识的学习者,变成了知识的传播者,水文学就是在一代代水文学工作者的交接中不断发展与完善的。

 标准气象观测场,利用SL3-1双层翻斗雨量计监测雨量(供图/许钦)

水文学与我们息息相关,只有深入地研究水,并总结其规律,才能更好地趋利避害。我辈应秉承前辈严谨的治学态度和为科学献身的崇高理想,积极投身水文事业,为了水文学不断发展、蒸蒸日上的理想奋斗终生。

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