陸地水文學的一個分支。研究河流水文現象、過程及其基本規律,為防洪和河流開發提供河流水情和河水資源等基本依據。河流水文現象和過程主要指:河流補給、河水運動、洪水與枯水、河水熱動態、河流冰情、河流泥沙運動和河水水質等。河流的形成與發育、河槽形勢和河床演變等也是河流水文學的重要課題。

  發展簡史 西元1610年,義大利人聖托裏奧發明流速儀,使河道水流測量有瞭科學的基礎。此後,雨量、水水位、蒸發等水文測驗技術得到迅速發展。1762年,意大利人P.弗裡西著的《河流水文測驗方法》出版,總結瞭河流水文測驗技術的經驗。1738年瑞士人D.伯努利發表水流能量基本方程,1775年法國人A.de謝才提出關於明渠中水流斷面平均流速與斷面形狀、水流比降之間的定量關系,為研究河水運動奠定瞭理論基礎。1851年,T.J.莫萬尼提出瞭匯流時間和徑流系數的概念,發表瞭計算最大流量的公式,即著名的推理公式,為河川徑流形成的研究開辟瞭道路。1879年,法國人P.迪佈瓦首次提出瞭河流泥沙中推移質運動的拖曳力理論。1931年蘇聯B.M.馬卡韋耶夫把流體擴散理論應用到含沙水流中懸移質分佈規律的研究中,為研究河流泥沙運動奠定瞭基礎。至此,河流水文學在學科內容、測量技術和基本理論等方面已形成自己的體系,成為陸地水文學的一個分支。20世紀30年代以來,L.R.K.謝爾曼的單位過程線方法、М.А.韋利卡諾夫的等流時線概念、馬斯金格姆(曾譯“馬斯京根”)河道洪水演進方法、R.E.霍頓的水向土中入滲理論、H.A.愛因斯坦和錢寧的泥沙運動理論等的提出和統計學方法的引入豐富瞭河流水文學的內容。河道防洪、水資源開發和環境保護等提出的新要求在河水熱動態、河流冰情、河水化學和河口水文等方面不斷開拓河流水文學的新領域。現代測量和計算技術,如超聲波測流技術、雷達測雨技術、遙感技術、電子計算機等新技術武裝瞭河流水文學,使河流水文學進入瞭蓬勃發展的現代時期。

  學科內容 河流水文學的研究內容可歸納為:①水系特征和流域特征。水系特征包括河槽形態、河長、河流比降、河流落差和水系結構等;流域特征包括流域面積、形狀、長寬、不對稱系數、平均高度、平均坡度等。研究水系和流域特征是認識河川徑流形成和水情的一個重要方面。②河流補給即河流水源。河流補給有降水、地下水、冰雪融水、湖泊沼澤水等多種形式,它們決定瞭河流水量的多寡和年內分配狀況,是瞭解河流水情、它的變化規律和水資源評價的重要依據。③徑流形成和河水運動。降雨(或冰雪融水)從達到流域表面經過產流、流域匯流、河道匯流到達河口這一過程決定瞭流域的洪水特性,研究這一過程及河水運動規律是正確進行河流洪水預報的基礎。④河流水文情勢的年內和年際變化。研究河流汛期與枯季、豐水年和枯水年的交替規律,包括它們的水量、變化周期、影響因素等。水情的研究是中長期水文預報和河流開發規劃的基礎。⑤河流泥沙的形成和運動,包括河流泥沙來源、河流泥沙運動和輸移、河床演變規律等,這些規律的研究為河流水工建築物設計、運營和河道整治提供依據。⑥河水熱動態和河流冰情,包括河水溫度隨時間的變化和空間分佈、河流冰情的年內變化和地區分佈,河流結冰、流凌、封凍和解凍的物理過程和影響因素。河水熱動態和河流冰情的研究資料是冰情和凌汛預報、冬季江河運輸條件分析的重要依據。⑦河水化學成分、形成過程及其地理分佈規律。河水是重要的淡水資源,河流是水生物的生長場所,河水中天然形成的化學成分及其含量和河水的污染狀況,是河水資源評價的重要內容。⑧人類活動對河流水文情勢的影響和河流與環境的相互作用,這是近半個世紀以來,河流水文學的一個重要的新課題。

  研究手段和方法 河流水文學獲取水文信息主要通過:①沿河佈設水文站網,長期觀測水文要素;②水文調查,瞭解流域自然地理條件、歷史洪水、枯水情況和人類活動;③室內和野外實驗,特別是對實驗流域和代表性流域上的水文要素進行觀測。根據獲得的資料,河流水文學主要綜合地運用下列方法分析河流水文現象的基本規律:①成因分析法。研究水文現象的形成過程,揭示水文現象的本質及相互聯系,建立水文要素與影響因素之間的定性和定量關系;②數理統計法。基於水文現象具有隨機性質,以概率論為基礎,根據長期觀測資料,運用統計方法,分析水文要素的統計規律;③地理綜合法。從水文現象具有地區性和地帶性的特點出發,分析各測站水文要素的地理分佈規律,建立各種地區性經驗公式,繪制各種特征值等值線圖。地理綜合法是推求資料較少或無資料地區水文特征值的重要方法。

  與其他學科的關系 河流水文學與下列學科有特別密切的關系:河流水文學研究流域的降水和蒸發的基本規律,要應用氣象學原理;研究河水運動和河流泥沙運動的變化要根據水力學的原理;研究河流徑流的多年變化規律要應用數理統計學的理論和方法;研究河水熱動態和冰情要以熱力學原理為基礎;評價河水水質要運用化學原理和方法;研究河流水文現象的地理分佈規律等要運用地質學和地理學的原理和方法。因此,河流水文學與氣象學、流體力學、數理統計學、熱力學、化學、地質學和地理學等學科有密切關系。

  

參考書目

 Ven Te Chow,Handbook of Applied Hydrology,McGraw-Hill,New York,1964.

 南京大學地理系、中山大學地理系編:《普通水文學》,人民教育出版社,北京,1978。