水文實(shí)驗(yàn)研究

測(cè)試水文循環(huán)過(guò)程以及探索其物理機(jī)制和規(guī)律的研究工作水文實(shí)驗(yàn)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(cè)試水文循環(huán)過(guò)程以及探索其物理機(jī)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(wèn)題和重要的生產(chǎn)課題，如水文循環(huán)過(guò)程和自然地理特征之間的物理機(jī)制，降水、地表水和地下水之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)流域的水量和水質(zhì)的影響效應(yīng)等問(wèn)題，需要建立水文實(shí)驗(yàn)室和水文實(shí)驗(yàn)站，通過(guò)天然實(shí)體和野外或室內(nèi)模擬體進(jìn)行水文實(shí)驗(yàn)研究。天然實(shí)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(bǔ)充、相輔相成的。水文實(shí)驗(yàn)研究對(duì)于提高水文科學(xué)水平，推動(dòng)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(duì)比實(shí)驗(yàn)兩種途徑。前者要求對(duì)一個(gè)流域系統(tǒng)，除觀測(cè)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(guò)程。早期的坡面水平衡試驗(yàn)場(chǎng)和近期發(fā)展起來(lái)的實(shí)驗(yàn)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(chǎng)地或土柱體（如蒸滲儀）進(jìn)行蒸發(fā)和土壤水動(dòng)態(tài)物理模擬實(shí)驗(yàn)，也屬于此類(lèi)途徑。對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(guò)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(duì)比實(shí)驗(yàn)的因素，對(duì)同一流域進(jìn)行前后對(duì)比，或一組流域進(jìn)行平行對(duì)比。對(duì)于山區(qū)流域，由于其特性差異很大，一般缺乏可對(duì)比的條件。同時(shí)，對(duì)于有些人類(lèi)活動(dòng)措施，如城市化、水利水保工程措施等，也很少具有平行對(duì)比的條件。因而較多地采取前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)的途徑。1.3研究程序基本上可分為3個(gè)階段：根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：完善測(cè)試技術(shù)手段，保證資料的精度和完整性；及時(shí)分析研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果。與一般水文站閘觀測(cè)要求不同，水文實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即針對(duì)課題任務(wù)在制定初步求解方式的前提下，對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的選定、實(shí)驗(yàn)的方式和途徑、觀測(cè)試驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)量及其組合等實(shí)驗(yàn)方案，作出盡可能周密和科學(xué)的安排。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，要階段性地檢驗(yàn)和修正方案設(shè)計(jì)，使研究不斷深化，以達(dá)到求解和近似求解的目的。正確的測(cè)試技術(shù)和方法是保證水文實(shí)驗(yàn)研究取得成果的核心，比常規(guī)水文測(cè)驗(yàn)要求更加嚴(yán)格。這不僅指某個(gè)要素的實(shí)時(shí)觀測(cè)試驗(yàn)要求有一定的精度，更重要的是，對(duì)課題內(nèi)容有關(guān)要素觀測(cè)試驗(yàn)的精度（包括時(shí)程和數(shù)值）和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄處理要求相應(yīng)配套，具有對(duì)比性。有些實(shí)驗(yàn)，尤其是室內(nèi)的模擬裝置，可應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在觀測(cè)試驗(yàn)作業(yè)、數(shù)據(jù)采集、信息處理等方面構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)化或半自動(dòng)化的系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)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(shí)別及統(tǒng)計(jì)分析等兩三種方法進(jìn)行分析研究。2.發(fā)展概況2.發(fā)展概況水文實(shí)驗(yàn)研究是隨著水資源開(kāi)發(fā)利用和水文工作的深入發(fā)展而開(kāi)始的。20世紀(jì)30年代起，蘇聯(lián)和美國(guó)相繼建立了一些綜合性的水文實(shí)驗(yàn)站或基地?，F(xiàn)在世界上廣泛設(shè)立綜合性的水文實(shí)驗(yàn)流域用于水文實(shí)驗(yàn)研究。在“國(guó)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(zhǎng)觀測(cè)系列資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析其水文要素與其氣候氣象之間的關(guān)系變異，來(lái)鑒別和研究人類(lèi)活動(dòng)影響效應(yīng)等水文問(wèn)題。中國(guó)在50年代初開(kāi)始進(jìn)行水文實(shí)驗(yàn)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(kù)、湖泊、河口和測(cè)驗(yàn)技術(shù)等各方面，其中水庫(kù)、泥沙方面已達(dá)到較高水平，綜合性的水文實(shí)驗(yàn)基地在建設(shè)中。水文實(shí)驗(yàn)研究在不斷發(fā)展的進(jìn)程中，面臨一些迫切需要解決的重要問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)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(wèn)題。實(shí)驗(yàn)研究的途徑也有待改進(jìn)完善。如用簡(jiǎn)單對(duì)比方法研究森林水文問(wèn)題曾得出過(guò)相互矛盾的結(jié)果，必須深入進(jìn)行物