水文学家的科研日常

2023-08-23许钦

知识就是力量 2023年8期

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。