水文学论文文献数据

文 摘；对水文频率分析研究进行了回顾与评述，分别对常遇的几个问题——频率曲线线型、经验频率公式、统计参数估计和特殊水文资料应用等作了叙述，总结了我国近50年来在频率分析上的主要成就以及对分析思路、研究探索、实际应用和实践经验等作出剖析。可以认为，现在已发展成一套具有中国特色的水文频率分析方法，为工程所需提供了科学依据，为水文学科的发展作出了贡献。建设各类水利水电、土木建筑等工程，需要为其提供一定设计标准的水文值。这类水文设计值可以从不同途径获得，其中的统计途径，已广为应用，卓有成效。早期，对以防洪为目标的工程，水文设计值大都取实测或调查洪水系列中的最大值。可是，关系到人民生命财产安全的防洪工程，仅用出现过的或调查到的洪水作设计的依据，犹感不够安全，于是采用了在这种最大值上加一个安全系数(常称最大值加成)。然而，对于长短不一的水文系列、变化幅度有大小的系列、研究比较充分和不够充分的系列以及重要性不同的工程类别等，如何分别加成，又加成后的设计值将来出现的风险怎样?为要解决这些问题，水文统计法应运而生，即用频率分析法来推求设计值。其优点是可以根据水文系列的统计规律进行计算和分析，得到不同情况下的安全系数或加成值。这样采取的安全系数，就有了一个比较客观的尺度，能按统计规律自动反映出来，为统一取用水文设计值提供了科学依据。增加安全系数法，实际上是用频率分析法对水文系列进行外延的问题。现在，通用以一定数学模型(频率分布曲线)作为外延的工具。外延有误差，其与外延的远近成正比。同时，加上其他误差(如水文测验、方法性和系列代表性等误差)的交织与干扰，使外延误差复杂化。为减少这类误差，积累了许多经验，如详细审查资料、设法展延系列、增加历史洪水和对频率计算结果进行合理性分析等。这些都是为提供可靠设计值的有效措施。由于实践需要，水文频率分析法得以不断发展，成为水文学中一支不可缺少的力量。近半个世纪以来，我国在水文频率分析领域内，做了大量的理论研究、方法探索和实际应用工作，积累了许多经验对频率计算成果，采用多种方法、综合分析、合理选定的原则，提高了成果的客观性和精度。这是具有中国特色的水文频率分析的实践结果。特别是近几十年来，由于信息的扩大和计算机技术的普及，使这方面的工作更有新的进展、新的认识和新的成功。本文将回顾水文频率分析的发展历史，叙述和比较各种方法的应用，着重于我国在这一领域中的成就。1 水文频率分析的历史回顾应用水文频率分析方法，已有百年左右的历史，为实际应用的需要，不断得到发展和充实。现粗分为两个时期加以叙述。 发展初期和简单应用时期[1，2]水文频率分析法约始于1880～1890年，美国的Herschel和Rafter首先应用了频率曲线(当时称为历时曲线)。1896年，Horton把频率分析法用于径流研究中，多为正态分布的应用。到了1913～1914年，Fuller和Hazen相继发表论文，叙述频率方法的应用。Hazen提出用纵坐标为对数分格的概率格纸，于1921年开始在这种格纸上图解适线，这是对数正态分布的最早应用。1921年，Hall设想用皮尔逊曲线族来配适水文资料。1924年，Foster提出了应用皮尔逊型曲线的方法，并制成了离均系数Φ值表，给频率计算带来了方便，并得到广泛应用。我国最早研究，始于30年代初期。1933年，周镇伦应用正态分布和皮尔逊型分布对美国雨量资料作了计算。1937年，陈椿庭把我国长江、黄河、永定河、泾河和淮河的洪水流量，用对数正态分布和皮尔逊型分布进行频率分析。到了40年代，水文频率分析法的应用愈来愈多，出现了其他一些频率分布型式，如极值型分布、Крицкий-Менкелъ分布(简称克-门分布)和对数皮尔逊型分布等，使频率曲线有更多的备选线型。 继续发展期和普遍应用期新中国成立(1949年)后，为了适应水利事业蓬勃发展的需要，我国水文工作者在吸取国外有关经验的同时，结合当地水文资料，做了许多水文频率分析工作。1955～1956年，林平一、陈志恺组织一批水利技术人员，进行洪水频率计算方法的研究，结合我国的水文资料和实际情况，对已有的方法进行比较和择优。1956年11月，在全国水文计算学术讨论会上，对水文频率分析中的选样方法、经验频率公式、统计参数估计、频率曲线线型、抽样误差和研究方向等，进行了讨论，并有技术总结[3]。1957年，原北京水利科学研究院水文研究所印发了《暴雨及洪水频率计算方法的研究》报告，这是我国最早一部比较系统叙述水文频率分析问题的文献。1954年，淮河流域发生了特大洪水，治淮委员会开展了全面的流域规划工作。在此期间内，做了大量的频率分析计算。特别是，通过众多的频率计算适线，得到了1d、3d、7d等的短历时暴雨的统计参数；偏态系数CS为离差系数CV的倍。这是这个关系的首次发现，经过以后几十年的实践，表明暴雨系列CS=在我国有普遍的意义。到了50年代和60年代初，《水文计算经验汇编》两集[3，4]和《水文统计原理与方法》[1]的出版和有关论文的发表，对水文频率分析方法有了较为全面的认识，并为今后应用提供了指导性意见。例如推荐；用年最大值法取样，以皮尔逊型作为频率曲线的线型，用m/(n+1)公式计算经验频率，加入历史洪水进行频率计算，通过适线法调整频率曲线的统计参数和设计值，以及用合理性分析方法来综合所计算的结果。几十年的实践表明，这些意见是符合我国实际情况的，并已为有关规范(如《水利水电设计洪水规范》等)所采纳。把频率分析方法用于水文学科上，历来的争论是不断的。有代表性的较大两次争论是；50年代初期苏联学者们的讨论[5]，1958年及其以后几年中我国水文界对频率分析的争论。通过这些争论和经过多年的实践，表明了水文学中正确应用频率方法是不可缺少的，作为一种技术途径而存在是合适的。1976年华东水利学院等单位和1980年丛树铮等相继发表了应用统计试验法于水文频率分析中的研究成果[6，7]，他们用大量模拟资料对经验频率公式和各类统计参数估计法(包括适线法中适线准则)等作了比较和讨论。1981年，华东水利学院主编了《水文学中的概率统计基础》[8]，这是我国第一部高等院校水文统计类的教材。80年代之后，水文频率分析方面的研究成果愈来愈多，提出了更多的方法，对水文学科的发展起到了很大的作用。

国内水资源管学研究进展 我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代，早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加，并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战，学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。 赵保璋主编的《水资源管理》（1994年）是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中，作者提出，大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的，而是有机的联系，统一而相互转化的整体。而现实中，长期以来我国水管理体制较为混乱，水权分散，形成了“多龙治水”的局面。该书认为，水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发，对水资源的合理开发利用、规划布局与调配，以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制，按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理（赵保璋，1994）。 冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标，在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中，所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键；政策指导是进行水事活动决策的规则和指南；组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量，实施水资源开发利用的一系列活动实践；协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系，控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施；监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。 吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编（吴季松，2002）。《现代水资源管理学概论》一书中，作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看，该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。 左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发，对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容，并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容，包括：加强教育、提高工作觉悟和参与意识；制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求，该书还专门探讨了水资源的信息化管理，介绍了电子信息技术和“3S”（GIS、GPS和RS）技术在水资源管理活动中的应用。 林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为：依据水资源环境承载能力，遵循水资源系统自然循环功能，按照经济社会规律和生态环境规律，运用法规、行政、经济、技术、教育等手段，通过全面系统的规划，优化水资源配置，对人们的涉水行为进行调整与控制，保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨，论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容，并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是，该书提出，随着人类水资源问题认识的发展深化，水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科，其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面，其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容，是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。 姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》，本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上，对水资源管理学的基本理论进行探讨，然后专题阐述水资源管理的各个领域，最后展开案例研究。全书共分十九章，第一章，水资源管理学概述，界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系；第二章，水资源管理学的理论基础，分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础；第三章—第十七章，专题论述，论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理；第十八章和第十九章，案例研究，以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。

3、 国内外水资源管理学研究进展 国际水资源管理学研究进展 到目前为止，明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点，国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究，并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。 在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年，联合国教科文主持，国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”，探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。 1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会：面向21世纪新的挑战”，讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织（UNESCO）国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求，而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中，寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比，可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理，使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域（如水电、水资源供给与供给设施，灌溉与排水等）一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。 1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”，洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。 1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”，探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。 2000国际水文科学学会（IAHS）年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标，以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识：未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理，其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为，为了实现流域统一管理的目标，必须做到以下几点：①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上；②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力；③为了达到水资源管理的目的，持续的检测和评估工作十分必要；④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。（Miguel A. Marino 等，2001）2001年，国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”，会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨，包括：以往水资源管理活动的经验和教训；面对新挑战的区域可持续水资源管理；水资源管理的研究方法。 伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论，近年来，国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著，这些专著大多以论文集的形式出版，很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此，这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容，使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类，我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。 Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会（IAHS）2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic认为，从20世纪80年代开始，人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求，而新的管理方式仍在摸索中，水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为，在传统的水资源管理活动中，僵化的管理体制（包括法律、政策和管理机构）是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下，缺乏远见，并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式，为此，他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。