水文實驗研究

測試水文循環(huán)過程以及探索其物理機制和規(guī)律的研究工作水文實驗研究011.研究的內(nèi)容，方法和途徑2.發(fā)展概況目錄02基本信息在自然和人工條件下，測試水文循環(huán)過程以及探索其物理機制和規(guī)律的研究工作。為了闡明和解決水文科學(xué)和水文業(yè)務(wù)中的一些基本理論問題和重要的生產(chǎn)課題，如水文循環(huán)過程和自然地理特征之間的物理機制，降水、地表水和地下水之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，人類活動對流域的水量和水質(zhì)的影響效應(yīng)等問題，需要建立水文實驗室和水文實驗站，通過天然實體和野外或室內(nèi)模擬體進行水文實驗研究。天然實體主要指天然的流域、小區(qū)和水體等，室內(nèi)外的模擬體是經(jīng)人工干預(yù)改造的小流域、坡面、土柱體和室內(nèi)的各種水文模擬裝置等。這二者是互為補充、相輔相成的。水文實驗研究對于提高水文科學(xué)水平，推動水文工作，更好地為水利事業(yè)服務(wù)，具有重要的意義。1.研究的內(nèi)容，方法和途徑1.3研究程序1.2研究途徑1.研究的內(nèi)容，方法和途徑1.2研究途徑可概括為基于水量平衡原理和對比實驗兩種途徑。前者要求對一個流域系統(tǒng)，除觀測降雨和徑流外，主要研究徑流形成的中間環(huán)節(jié)，如蒸發(fā)、土壤水、地下水等，以深入探索徑流形成的物理過程。早期的坡面水平衡試驗場和近期發(fā)展起來的實驗流域就是這種途徑的典型代表。利用條件更概化和單一的場地或土柱體（如蒸滲儀）進行蒸發(fā)和土壤水動態(tài)物理模擬實驗，也屬于此類途徑。對比實驗研究的方法，廣泛應(yīng)用于探索自然的或人為因素在徑流過程中的作用。這種方法要求有意思地尋求流域下墊面特性，突出所要對比實驗的因素，對同一流域進行前后對比，或一組流域進行平行對比。對于山區(qū)流域，由于其特性差異很大，一般缺乏可對比的條件。同時，對于有些人類活動措施，如城市化、水利水保工程措施等，也很少具有平行對比的條件。因而較多地采取前后對比實驗的途徑。1.3研究程序基本上可分為3個階段：根據(jù)任務(wù)要求進行實驗設(shè)計：完善測試技術(shù)手段，保證資料的精度和完整性；及時分析研究實驗結(jié)果。與一般水文站閘觀測要求不同，水文實驗研究不是為了積累資料，而是依據(jù)所提任務(wù)具有明確求解目的的研究工作。因此首先需要進行實驗設(shè)計，即針對課題任務(wù)在制定初步求解方式的前提下，對實驗場所的選定、實驗的方式和途徑、觀測試驗項目的數(shù)量及其組合等實驗方案，作出盡可能周密和科學(xué)的安排。在實驗進程中，要階段性地檢驗和修正方案設(shè)計，使研究不斷深化，以達到求解和近似求解的目的。正確的測試技術(shù)和方法是保證水文實驗研究取得成果的核心，比常規(guī)水文測驗要求更加嚴格。這不僅指某個要素的實時觀測試驗要求有一定的精度，更重要的是，對課題內(nèi)容有關(guān)要素觀測試驗的精度（包括時程和數(shù)值）和實驗數(shù)據(jù)的記錄處理要求相應(yīng)配套，具有對比性。有些實驗，尤其是室內(nèi)的模擬裝置，可應(yīng)用計算機技術(shù)控制實驗過程，在觀測試驗作業(yè)、數(shù)據(jù)采集、信息處理等方面構(gòu)成一個自動化或半自動化的系統(tǒng)。實驗結(jié)果的分析，有數(shù)學(xué)物理方程求解，建立確定性水文數(shù)學(xué)模型作參數(shù)識別及統(tǒng)計分析等兩三種方法進行分析研究。2.發(fā)展概況2.發(fā)展概況水文實驗研究是隨著水資源開發(fā)利用和水文工作的深入發(fā)展而開始的。20世紀30年代起，蘇聯(lián)和美國相繼建立了一些綜合性的水文實驗站或基地?，F(xiàn)在世界上廣泛設(shè)立綜合性的水文實驗流域用于水文實驗研究。在“國際水文十年”期間（1965~1974年）又提出代表流域的概念。擬作為具有相似水文特性地區(qū)眾多流域的代表，在較長觀測系列資料的基礎(chǔ)上，通過分析其水文要素與其氣候氣象之間的關(guān)系變異，來鑒別和研究人類活動影響效應(yīng)等水文問題。中國在50年代初開始進行水文實驗研究。研究的領(lǐng)域包括徑流、蒸發(fā)、地表水與地下水關(guān)系、水土保持、河道泥沙、水庫、湖泊、河口和測驗技術(shù)等各方面，其中水庫、泥沙方面已達到較高水平，綜合性的水文實驗基地在建設(shè)中。水文實驗研究在不斷發(fā)展的進程中，面臨一些迫切需要解決的重要問題，如實驗成果如何移用外延，水文循環(huán)中的水質(zhì)以及與此有關(guān)的環(huán)境生態(tài)等，都是比較突出的問題。實驗研究的途徑也有待改進完善。如用簡單對比方法研究森林水文問題曾得出過相互矛盾的結(jié)果，必須深入進行物