水文學是一門研究地球上水的起源、存在、分布、循環和運動等變化規律,並運用這些規律為人類服務的知識體系。水文學是地球科學的一個分支,涉及水循環各個環節規律的認識,以及運用這些水科學知識為人類服務的廣泛內容。首先,水文學包括許多基礎科學問題,如水循環轉化過程及其機理,屬於自然科學範疇;其次,它又廣泛服務於社會生產實踐,具有社會屬性,又屬於套用科學範疇。伴隨著人類活動加劇、人類追求揭示自然的願望日益強烈、研究手段不斷改進,水文學一直處在不斷發展之中。
一般認為,一個完善的學科體系至少有4個要素,即:有明確的研究對象、有相對完善的理論體系、有一套方法論、具有廣泛的套用實踐。水文學具備了一般學科體系組成的四要素,並派生出一系列分支學科。
圖1示意水文學學科體系框架,主要包括:(1)水文學具有明確的研究對象;(2)已經形成相對完善的理論體系。一個成熟的學科體系,一定要有相對完善和牢固的理論基礎,為學科發展提供理論上的支撐;(3)已經提出或引進非常豐富的方法論。水文學具有一套能解決實際問題的研究方法和技術手段,為學科發展提供具體研究方法;(4)具有廣泛的套用實踐。展示了水文學理論、方法的套用領域及實踐價值,彰顯出形成並發展這一學科的社會需求和重要意義;(5)派生出許許多多的水文學分支學科。可以看出,水文學是一個龐大的學科體系,在科學研究和套用實踐中派生出許多分支學科。
圖1水文學學科體系框架
水文學分支學科
可以根據不同的分類方法對水文學分支進行劃分。如圖1所示,可以按照研究水體的不同進行分類,包括河流、湖泊、沼澤、冰川、海洋、地下、土壤、氣象水文學等;按照實驗方法不同分類,包括水文測驗、水文調查、水文實驗;按照研究內容不同分類,包括水文學原理、預報、分析與計算等;按照套用領域不同分類,包括工程、農業、森林、城市水文學等。另外,水文學又與許多其他學科相互交叉,相互滲透,形成一些交叉學科分支,比如,遙感水文學、同位素水文學、生態水文學、社會水文學等。
伴隨著水文學的發展,特別是先進理論、方法的引入,套用實踐的推廣,還會派生出其他許許多多的分支學科,包括形成新的理論分支、方法分支、套用領域分支等,表現出水文學具有巨大的活力和發展前景。其中,為了及時總結水文學最新研究成果,形成了另一分支學科——現代水文學。現代水文學相對於傳統水文學,是按照包含的新老內容來人為界定的。