水文地理學是研究地球表面各類水體性質、形態(tài)特征、變化和時程分配以及地域分異規(guī)律的學科,它是地理學也是水文學下屬的分支學科。
各國學者對水文地理學的含義認識并不一致,有的強調對水體形態(tài)、性質的區(qū)域描述和測量制圖;有的則強調水體與特定區(qū)域自然地理條件的聯(lián)系和相互作用。20世紀70年代末和80年代初,有些學者提出了地理水文學一詞,明確地指出要用地理學的原理、觀點和方法綜合、系統(tǒng)地去研究水文現(xiàn)象的一般規(guī)律。
現(xiàn)代水文地理學包含圖和志的研究,但其內容更廣泛、深入。在水文地理學的具體研究內容中,有時只限于描述某個區(qū)域或某個特定的水體。例如,分析地區(qū)或具體水體的水文特性,確立水體特性與周圍環(huán)境的相互關系,這些屬于區(qū)域地理學范疇的內容,有人認為就是水文地理學。但一般說,區(qū)域水文是水文地理學研究的重要內容之一,區(qū)域水文學是水文地理學的重要分支。
17世紀以前,水文地理學的內容以記述各種水體為主;以后區(qū)域水文的定量描述得到了迅速的發(fā)展;第二次世界大戰(zhàn)以后,學科轉向以綜合研究區(qū)域開發(fā)利用的內容為主。
比斯瓦斯認為,公元前3000年以前,人們對水文現(xiàn)象已有了初步的認識。16世紀時,歐洲出現(xiàn)了水文地理學一詞,還用它來表示水道測深。英、法、荷蘭與俄國在海軍和航運部門成立了專門機構,進行河、海的測深和制圖。20世紀50年代初,蘇聯(lián)學者達維多夫和扎伊科夫等發(fā)表了《蘇聯(lián)水文地理》和《蘇聯(lián)水文地理概論》專著,詳細地論述了蘇聯(lián)全國及主要河流的水文特征。1964年聯(lián)邦德國的凱勒發(fā)表了《水與陸地水量平衡-水文地理學導論》。
可以看到,達維多夫等人的著作所研究的區(qū)域很具體,屬于區(qū)域研究的范疇;凱勒一書則帶有抽象意義,偏重于學科方面的研究。1964年,美籍學者周文德在他主編的《應用水文學手冊》一書中,更把水文地理學定義為論述地球表面所有水體的物理性質和條件的學科,還特別指出要為航運目的而進行水體制圖,包括內河和海洋航道制圖。
中國對水文現(xiàn)象的認識,可以追溯到公元前2200年大禹治水的傳說時期。公元前七世紀,管仲曾將河流進行分類,并按水流特性開筑渠道,將水引到河流下游高地灌溉農(nóng)田。這是中國古代典型的水文地理研究。對于水循環(huán)的觀念最早載于公元前四世紀的《黃帝內經(jīng)素問》中。以后,戰(zhàn)國末年的《呂氏春秋》和東漢王充所著的《論衡順鼓》等書中也有記載。而北魏鄙道元著的《水經(jīng)注》,則是中國古代水文地理學研究的巨著。
中國現(xiàn)代水文地理學是1950年以后逐漸發(fā)展和成長起來的。1958年,中國科學院地理研究所水文研究室成立,隨后分別成立了冰川、湖泊、沼澤、河口和海洋等水體或水域的專門研究機構,進行了部門水文地理研究。當時,把水文地理與區(qū)域水文等同看待。
水文地理學早期主要是對地表各類水體及其區(qū)域自然條件進行描述和制圖。近代由于研究中數(shù)理技術的滲透,在定性描述之外又出現(xiàn)了定量計算描述。地表各類水體系泛指地理學研究的地球表層各種水域,如河流、湖沼、冰雪、與地表水密切聯(lián)系的淺層地下水及海洋。
從全球看,水文地理學的研究對象分為陸地水和海洋兩個方面。陸地水文是研究陸地上各種水體及其在具體地區(qū)上的綜合特征,如位置、自然地理條件、大小、水情、空間及地區(qū)上的規(guī)律性,以及人類活動對水文情勢的影響或水文效應。海洋水文地理從事海洋水文氣象情勢、海洋分區(qū)描述、世界大洋的大地測量及海底地形動態(tài)、河口海岸土壤特性等的研究。
水文地理學可以用水文學和地理學的方法進行研究,一般偏重后者。傳統(tǒng)的手段是水文地理查勘和制圖。現(xiàn)在,遙感方法包括衛(wèi)星和航空遙感,開始應用于河流、冰川積雪、湖沼、土壤水、海洋以及水體環(huán)境條件方面的水文地理查勘。
數(shù)理方法正逐漸引入水文地理學的研究中,如主成分分析、模糊數(shù)學及灰色系統(tǒng)方法可用于水文地理分類和分區(qū);時間序列分析用于水文地理動態(tài);多元回歸用于水文地理研究中的因果分析和現(xiàn)象預測;系統(tǒng)論、控制論和信息論用于水文地理學與自然地理、人文地理的其他分支學科的聯(lián)系研究,以及與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境問題的橫向結合。
水文地理研究資料除了取自水冊或水文年鑒外,各種地理條件下的水文實驗站的資料也用于進行水文地帶性或分布規(guī)律的研究。目前,已廣泛地開展了用水文實驗方法和定站觀察測試方法來加強水文地理規(guī)律性的研究。
水文地理綜合法主要是綜合氣候、地質、地貌、土壤、植被等自然地理要素,對水文地理現(xiàn)象作全面的分析。這種分析以地理系統(tǒng)學說作為基礎,是研究工作的一種新途徑。
水文地理學是地理學與水文學相結合而產(chǎn)生的學科。從地理科學的范疇來看,水是自然地理的基本要素之一,各種水體本身又是地理環(huán)境的基本單元。水文地理的研究與地理學其他部門學科,如與氣候學、地貌學、土壤地理學、植物地理學等密切相聯(lián),形成了如水文氣候學、河流學、流水地貌學、土壤水文學、森林水文學等分支學科。
針對具體區(qū)域的水文地理或區(qū)域水文研究,可隸屬于區(qū)域地理學的研究范疇;海洋水文地理學偏重于海洋水體形態(tài)與水深的分布描述和制圖,不涉及生物、礦產(chǎn)等資源的研究;大陸與海洋交界處的河口水文研究是陸地與海洋水文地理研究相結合的學科。
地表水的物理性質,水量的時空分布,以及海陸水體描繪制圖等屬于水文地理學的傳統(tǒng)研究內容。地理科學和水文科學交叉擴展,導致水文地理學研究內容的拓廣和概念的革新:對水體的看法,過去多限于自然方面,現(xiàn)代則更偏重于資源。對水資源的研究帶動了水文學的研究,從而也促進了對水文地理學的研究。美國一些大學地理系水文課程的設置不用水文地理一詞,而稱水資源地理。
當前世界各國陸地水體己明顯地受到人類活動的影響,例如工農(nóng)業(yè)和生活污水對水體污染所造成的環(huán)境問題,或者大型水利設施(如跨流域調水工程等)改變環(huán)境條件,造成的環(huán)境影響等。這些問題都是在水體研究時不可回避的。
當代水文地理學面臨的資源、環(huán)境等一系列問題,使它不僅在區(qū)域方面擴充了研究的尺度,而且也加強了研究的綜合性??梢灶A料,對具體地區(qū)水、環(huán)境與人的關系的研究和在此基礎上的水資源開發(fā)利用的綜合水文研究,將是未來水文地理學,特別是中國水文地理學研究的兩個重要任務。
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