簡答水文學研究的方法

1. 關於水文科學，你知道它涉及到哪些領域嗎

引言：關於水文科學蔽握，你知道它涉及到哪些領域嗎？下面一起來和小編了解一下吧！

三、應用水文學

應用水文學為水利、電力、交通、城市發展和環境保護等工程建設提供水文設計數據和水文預報服務，為農業、林業和國土整治規劃提供水文依據。隨著生產力的發展，各種專業運用應用水文學研究的問題也日益廣泛，除了共性的問題以外。還針對各個專業進行了重點研究，從而逐步形成水文測驗學、工程水文學、城市水文學、農業水文學和林業水文學等分支學科。工程水文學發展最早，取得的成果也最大。

2. 水文統計學的研究途徑

確定隨機變數的分布函數，通常包括兩個方面。
①假設檢驗：即用假設檢驗的方法選擇分布函數的類型。先選擇一種假設，然後根據樣本資料對於所選的假設，算出有關的統計量的數值。將這一數值與由相應表格查得的臨界值進行比較，從而決定接受或拒絕所選的假設。常用的檢驗分布函數的統計量有:柯爾莫哥洛-斯米爾諾夫統基吵悶計量、庫泊統計量、克萊姆－馮·米賽斯統計量、瓦特遜統計量及安德遜－達令統計量等。假設檢驗，可能出現兩種錯誤，水文學中稱為模型不確定性。第一種錯誤，是假設為碰飢真，決定拒絕；第二種錯誤，是假設不真，決定接受。採用的統計量應使在給定的第一種錯誤的概率下，出現第二種錯誤的概率最小。
②參數估計：選用某種參數估計方法，根據樣本資料計算出分布函數中所含的參數值，稱為參數的估計值。因為它一般不等於參數的真值，有一誤差，稱為抽樣誤差，或稱為參數不確定性。選用的參數估計方法，應使其抽樣誤差較小且計算簡便。常用的參數估計方法有矩法、極大似然法、概率加權矩方法、適線法等。中國在水文統計的實際工作中，長搏彎期使用一種圖解適線法。在此基礎上，20世紀70年代初，中國水文學者提出了一種客觀適線法，用於皮爾遜－Ⅲ型曲線(見水文隨機變數)，有較其他方法為好的性能。此種方法於1987年被寫進中國參數估計方法的國家標准。80年代，美國水文學家在這一領域又有新的發展。參數估計的工作在水文學中常稱為頻率分析。
模型不確定性和參數不確定性一方面與所用的方法有關，另一方面與所用資料的數量有關。一般資料數量越多，不確定性越小；反之，資料數量越少，不確定性越大。由於水文資料的數量往往有限,很少超過百年,在統計上屬於小樣本。因此，加強小樣本假設檢驗與參數估計理論的研究是十分必要的。水文統計學當前主要屬於統計學范疇，難以考慮水文現象的物理聯系，通過引進隨機微分方程的有關內容，可將水文統計學發展到一個新的階段。

3. 水文學的研究特點

其次，水文科學主要根據已有的水文資料，預測或預估水文情勢未來狀況，直接為人類的生活和生產服務。例如，提供洪水預報和各種水情預報，對旱澇災害的發生作出中長期預測，為水利工程在未來運轉時期中可能遇到的特大洪水作出概率預估等。
水文科學主要靠建立從局部到全球的水文觀測站網，通過對自然界業已發生的水文現象的觀測進行分析和研究。各種水文實驗，除少數在實驗室內進行以外，主要是大納在自然界中，例如在實驗流域中進行。
在水文科學研究中廣泛採用成因分析和統計分析的方法，並使二者盡量結合起來。成因分析主要以物理學原理為基礎，通常建立某種形式的確定性模型，以研究水文現象發展滾虛沒演變過程中譽猛的確定性規律。統計分析法以概率論為基礎，通常建立某種概率模型(純隨機模型)，探討水文現象的統計規律。

4. 水文觀測的方法

水文觀測直接觀測的有降水、水位、流量、土壤濕度、含沙量。你所提問的其他參數都是通過這些實測數據推算出來的。降水是測量雨量器乘水容器在相應時段內承接的液體降水的厚度。水位是觀測水面和固定點的高差再加上固定點的高程。流量常規測量是測量斷面上合理分布點的流速與各部分斷面面積的乘積，累加後就是當時水位下的流量。土壤濕度是烘乾法和含沙量是用烘乾的原理測量的。
林冠截留、林內降雨，樹干截然留，枯枝落葉截留，下滲，土壤含水量，坡面徑流，河川徑流，（侵蝕量），輸沙量都是通過上述實測數據用水文模型或經驗方法分析而來的。

5. 河川水文現象的分析研究方法有哪些基本類型

表現為水文現象變化的區域性，
蒸發等現象的統稱。水文現象在某個時刻或時段由於其確定的客觀原因而表現出確定性的特徵。若自然地理因素相近似。水文現象的周期性是指其在隨著時間推移的過程中具有周期變化的特徵，因此表現出隨機性的特徵。(2)數理統計法、水文現象的研究方法以實際觀測資料為依據，河流中來水則相應呈現豐廳正水期和枯水期的交替變化，受其影響的水文現象在一定程度上也具有區域性的特徵，則水文現象的變化規律具有近似性，徑流:由地區經驗公式和等值線圖分扒戚析。例如，只定性分析，同一自然地理區的兩個流域。(1)成因分析法。1，從物理成因春伏陵上研究水文變化規律、湖水體因受氣象因素影響總是呈現以年為周期的豐水期:由觀測資料、各因素之間相互作用、最高水位及最小流量，水文學常用的分析方法可歸納為，入滲、水文現象的基本特徵對水文現象的分析表明、地理綜合法，河。由於氣象因素和地理因素具有區域性變化規律、數理統計法:成因分析法，水文現象受到各種復雜因素的影響。

6. 水文學常用研究方法

B 水文學常用的分析方法可歸納為：成因分析法、數理統計法、地理綜合法。

7. 地下水水文學

地下水水文學是運用水文循環和水量平衡原理研究地下水形成、皮裂運動、水情和地下水資源的水文學分支學科。它和主要研究地下水起源、類型、分布、運動、化學成分的形成和地質環境的水文地質學關系密切，但研究內容各有側重。 地下水是自然界的一種水體，地下徑流是水文循環的一個環節，地下水資源是水資源的重要組成部分。所以地下水的研究，不僅有理論意義，而且在解決供水、排水和土壤鹽漬化的防治等方面有實際意義。
地下水水文學的發展史可分為三個時期：
萌芽時期
從公元前7世紀至公元16世紀,這兩千多年期間，人們只限於對現象的直接觀察和推測。柏拉圖推測,地下有個巨大的洞穴,其中的水便是河流的水源。中國唐代柳宗元（773～819）在《天對》中說：「脈穴土區，而濁濁清清。壚疏，滲渴而升。充融有餘，泄漏復行。」記述了地下水在岩土空隙中的存在，它的滲入、蒸發和流動等現象。
奠基時期
從公元17世紀到20世紀初,科學家們通過觀察、試驗和分析,提出了一系列關於地下水形成和運動的重要概念、定律和方法。法國科學家P.佩羅研究了地下水毛細管上升現象，得出砂中毛細管水上升高度小於 1米。法國學者E.馬略特測量了由雨水入滲補給的地下水量，得出了泉水是由降雨入滲補給的重要結論。1856年，法國工程師H.-P.-G.達西通過試驗建立了地下水滲流的基本定律，奠定了地下水運動的 水文地質勘測
理論基礎。1863年,法國學者J.-J.裘布衣根據實際的潛陪握讓水面坡度很小的事實,作了一些簡化和假定,運用達西定律導出了地下水井流公式。1870年德國人A.蒂姆改進了裘布衣公式，從而可用穩定流抽水試驗來計算滲透系數等參數。這些工作,為地下水水文學的發展,奠定了基礎。
發展時期
從20世紀初到20世紀80年代前期，由於生產的需要和科學技術的進步，地下水水文學逐漸形成一門獨立的學科,並得蘆局到迅速的發展。1928年,美國學者O.E.邁因策爾論述了承壓含水層的可壓縮性和彈性，為地下水非穩定理論的建立准備了比較豐富的實踐基礎。1935年，美國學者C.V.泰斯利用地下水非穩定流動和熱傳導之間的相似性，導出了著名的泰斯公式。1937年美國學者M.馬斯克特在《均勻流體通過多孔介質的流動》一書中,用數學方法較系統地論述了地下水的運動。1954年英國學者N.S.博爾頓導出了潛水完整井非穩定流的方程。1930年荷蘭水文工程師G.J.德赫萊用數學方法分析地下水滲過弱透水層的越流現象。地下水污染的研究，從60年代以後得到發展。 中國在1949年以後，在大面積范圍內對地下水資源評價、地下水水位及開采量的預報、水文及水文地質參數的確定和地下水調節計算等方面作了許多工作，取得了成果。

8. 現代水文學研究的新方向有哪些

作者：蔣憲偉
鏈接：https://www.hu.com/question/47890141/answer/108661777
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自二十世紀五十年代以來，各式各樣的同位素技術被引入到水文研究領域，為水循環特徵的研究，提供了一種不同於以往的，十分快捷而有效的途徑，從而在獲取地下水的年齡、估算地下水滯留時間、不同水體間相互的混合比例及水力聯系等信息方面，發揮了傳統方法無可替代的重要作用。
為了針對研究區開發利用中所面臨的種種問題與挑戰，為了更全面地研究探索所研究區域的水循環特徵，可以利用同位素技術對所研究區域的地表-地下水系統進行調查分析，從而知曉了解系統中各水體的起源、消耗、補給、循環速度、不同水體間的水力聯系和相互轉化關系，為更好地進行水循環研究提供更加良好和精確的信息。
二十世紀五十年代初，水科學領域中初步引入同位素技術，此時的同位素技術主要以人工同位素示蹤技術為主，並成功解決了一些存在於水文學和水文地質學中的問題[1]，比如運用單孔同位素示蹤法在地下水滲流場中測量水的流速與流向。然而人工示蹤法的操作受場地條件、設備儀器等限制，且可能造成水體污染，從而使生態環境受損，另一方面，人工示蹤法的成本昂貴，並難以實現連續動態監測[2]，因此應用的范圍十分有限，並未較大規模地應用。
六十年代後，從主要運用人工同位素的方法漸漸轉向運用環境同位素技術的方法。環境同位素方法的出現改變了傳統水文研究方法的格局，使得對水文過程的研究有了新的方向。這種方法是根據測定穩定同位素在自然界的變化來研究水文過程，從而可以獲得傳統方法無法獲取的一些關鍵數據[3]，繼而其成為水科學領域中一種重要的、有別於傳統的研究方法[4]。一般而言，氘（D）和18O這兩種氫和氧的同位素，是穩定環境同位素中最常用到的，主要因為它們是自然界中水分子構成中的組成部分，並於自然界中有著良好的化學穩定性，正是這些優點，使得這兩種同位素成為十分理想的示蹤劑[5]。自1961 年國際原子能機構（International Atomic Energy Agency，IAEA）和世界氣象組織（World Meteorological
Organization，WMO）建立了全球降水同位素監測網（Global Network of Isotopes in Precipitation，GNIP）後，有關於氫氧同位素的研究發展迅速，所應用得領域不斷得被拓寬和拓展，比如，依據大氣降水中所蘊含的同位素信侍孫息來預估並尋找河流、湖泊、以及各類地下水的轉化關系和補給源區[6]。
七十年代後和八十年代，由於同位素技術的迅猛發展，同位素技術被逐漸地運用於與流量過程線和降雨徑流過程的劃分中，而隨著這兩項技術的應用，標志著同位素技術正式成為建立水文模型的一種重要方法。同位素技術在降水徑流過程中的應用，其主要是利用氘（D）和18O作為示蹤劑，分析研究再一次降水徑流中，降水和基流分別所佔的比重。而在流量過程線的劃分方面，同位素技術主要提供了物理基礎，並且此物理基礎十分完善。Pearce等於1986年將流量過程線進行劃分，將其劃分為降水和地下水這兩項成分，同時根據水量的質量守恆原理，從而建立兩項流混合模型。在此後，Dewalle等於1988年，利用與上文相同的原理和方法，將壤中流從地下水中獨立出來，作為單獨的一項，然後同樣根據質量守恆對流量過程線進行劃分，這樣就建立了三項流混合模型。隨後，各類基於同位素技術的應用與模型層出不窮，從穩定同位素至放射性同位素都有了極其迅猛的發展[7]。
隨著同位素分析技術的提高與分析成本的下降，同位素在水文學中的應用也越來越廣泛，與此同時，我國也有越來越多的人將同位素技術運用於水文研究中。在我國，同位素技術的應用主要集中於研究徑流分割，不同水體（或含水層）之間水力謹談薯聯系與補給關系、混合比，研究地下水的起源與形成，其中包括地下水的循環深度、補給來源、補給高程，還有許多著眼於鹹水和地熱水成因的研究，另外還有有關於地下水污染的示蹤、污染源在水中的儲運過程，以及通過環境同位素來研究庫區或壩體的滲漏、進行古氣候與古環境至今是如何演化的研究等。
基於質量守恆定律和瑞利分餾定律這兩條定律，可以分別推導在靜止的水體中，隨時間動態變化的穩定同位素組成的微分方程模型，以及在運動水體中，隨時間和空間變化的未定同位素組成的偏微分方程模型。並通過數學的方法，從理論上論證在上述各模型之間中所存在的內部聯系，進而得出於河道的運動水體中穩定同位素組成與各類因素的定量關系，這些因素主要包括了流量、流速、分流系數、蒸發率等，為通過以數值模擬水體中的穩定同位素組成信息，提供了良好的確定的數學基礎。
在我國，臨近太平洋的東南部地區，由於常年並且長期的受到季風水汽的影響，在近年來，通過測定降水以及其他各類水體中的氫氧穩定同位素信息，來追蹤大氣水循環路徑，已經成為了十分常用的方法。在降水過程中，蒸發和凝結都會導致降水同位素組成發生變化。

9. 什麼是水文學

水文學是研究地球大氣層、地表及地殼內水的分布、運動和變化規律，以及水與環境相互作用的學科，屬於地球物理科學范疇。
通過測驗、分析計算和模擬，預報自然界中水量和水質的變化和發展，為開發利用水資源、控制洪水和保護水環境等方面提供科學依據。屬於地球物理學和自然地理學的分支學科。
水的出現
地球表層的水由地球內部逸出，經過約35億年的積聚和演變，逐漸形成今天的水圈。水圈的形成不僅改變了岩石圈的面貌，使大氣圈中的現象變得復雜多樣，而且導致生物圈的出現。因此，水的出現和水圈的形成，是地球自然歷史中最重大的事件。
研究領域
水文學的研究絕握飢領域十分寬廣。從大氣中的水到海洋中的水，從陸地表面的水到地下水，都是水文科學的研究對象；水圈同大氣圈、岩石圈和生物圈等地球自然圈層的並返相互關系，也是水文學的研究領域；水文科學不僅研究水量，而且研究水質，不僅研究現時水情的瞬息動態，而且探求全皮察球水的生命史，預測它未來的變化趨勢。
陸地上的水量雖然只約佔全球總水量的3.5%，但淡水幾乎都分布在陸地。整個人類生活在陸地，最復雜的水文過程也發生在陸地，因此對陸地上的水的研究尤其受到人們的重視。陸地水文學是水文科學的主要組成部分。有關海洋和大氣中的水文知識，現已分別歸入海洋學和大氣科學的范疇里了。

10. 水文現象有哪些基本規律和相應的研究方法

水文現象是指地球上的水受外部作用而產生的永無休止的運動形式,即降雨，入滲，徑流， 蒸發等現象的統稱。
1、水文現象的基本特徵
對水文現象的分析表明，水文現象的基本特徵具有如下。
(1)周期性。水文現象的周期性是指其在隨著時間推移的過程中具有周期變化的特徵。河、湖水體因受氣象因素影響總是呈現以年為周期的豐水期、枯水期交替的變化規律，如一年四季中的降水有多雨季和少雨季的周期變化，河流中來水則相應呈現豐水期和枯水期的交替變化。不僅如此，河、湖水文由於受長期氣候變化的影響還表現出多年變化的周期性特徵。
(2)確定性和隨機性。水文現象在某個時刻或時段由於其確定的客觀原因而表現出確定性的特徵。同時，水文現象受到各種復雜因素的影響，因而各因素不斷變化、各因素之間相互作用，因此表現出隨機性的特徵。例如，某河流斷面下一個年份的最大流量、最高水位及最小流量、最低水位等數值及其發生時刻是不能夠完全確定的，具有一定的隨機性。水文特徵的隨機性，無疑增大了水資源保護的難度和復雜性。
(3)區域性。由於氣象因素和地理因素具有區域性變化規律，因此，受其影響的水文現象在一定程度上也具有區域性的特徵。若自然地理因素相近似，則水文現象的變化規律具有近似性。例如，同一自然地理區的兩個流域，只要流域面積相差不懸殊，則其水文現象在時空分布上的變化規律較為近似，表現為水文現象變化的區域性。
2、水文現象的研究方法
以實際觀測資料為依據，對水文現象進行分析研究。按不同目的要求，水文學常用的分析方法可歸納為:成因分析法、數理統計法、地理綜合法。
(1)成因分析法:由觀測資料，從物理成因上研究水文變化規律，只定性分析，在定量上不能滿足工程設計要求。
(2)數理統計法:運用概率統計理論對長期觀測的資料進行統計計算，以尋求其規律性。
(3)地理綜合法:由地區經驗公式和等值線圖分析，揭示水文現象的地區分布規律。