湖泊水文學是水文學的一個分支。研究湖泊水文現象和湖水資源利用。1938年國際科學水文協會執行委員會瑞士會議確認limnology一詞指湖泊水文學。主要研究湖泊中的水量變化和運動，湖水的物理特性和化學成分、湖泊沉積湖泊的利用等。
基本介紹
- 中文名：湖泊水文學
- 定義：水文學的一個分支
- 研究對象：研究湖泊水文現象
- 重點研究：湖泊中的水量變化和運動
發展簡史 ,學科內容 ,湖泊水量和水位,湖水運動,湖水熱動態,湖水光學現象,湖水化學,湖泊沉積,與其他學科的關係,研究手段 ,相關學科,
發展簡史
湖泊水文現象的研究始於古代的定性描述。中國清代《古今圖書集成》和
《行水金鑒》記載了中國許多湖泊湖水的來源及去路、泥沙、水位漲落、河湖調節關係和湖泊變遷過程等。湖泊水文的定量研究，始於17世紀的水文觀測。死海從1650年起，已有水位資料。19世紀盛行湖泊測深工作。1891年 F.-A.福雷爾完成了日內瓦湖的研究，出版了《日內瓦湖湖泊志》 3卷，系統地論述了該湖的地質，氣候，湖水運動，化學、熱學、光學、聲學特點，湖泊成因和形態，為近代湖泊學確定了基本的研究領域。1909年R.威廷提出湖流流速與風速經驗關係式。1910年前後，E.M.韋德伯恩致力於湖水溫度觀測，提出了溫度振動流體動力學理論。1915年E.A.伯奇根據熱量平衡原理開始計算湖泊熱量收支和蓄熱量。 20世紀20年代以後，由於建築大型水庫，推動了湖泊水文研究，廣泛套用水量平衡、沙量平衡、鹽量平衡、能量平衡、熱量平衡等原理和流體動力學理論，定量分析湖泊水資源；推算水庫淤積年限；預估庫水的礦化度；改進風浪要素的計算方法；研究湖水溫度和確定湖冰厚度等問題。20世紀50年代，電子計算機、同位素及遙感技術等的套用和精密測量儀器的研製，為湖泊水文研究提供了新的手段。60年代以後，國際水文十年 (IHD)把湖泊水文列入研究計畫，開始了湖泊水文學研究的國際合作。中國自50年代起，在長江中下游和雲南等地陸續開展了湖泊的綜合調查。
湖泊觀測
湖泊觀測學科內容
現代湖泊水文學研究的主要內容，可歸納為：
湖泊水量和水位
研究湖泊蓄水量及其變化規律。在一定時段，進出湖泊的水量不同，引起湖泊蓄水量的變化。入湖水量包括湖面降水量，入湖的地面、地下徑流量。出湖水量則有湖面蒸發量，出湖的地面、地下徑流量和工農業自湖泊的引水量。運用湖泊水量平衡方程可以確定湖泊蓄水量的變化，評價湖泊水資源，闡明湖泊對江河的調蓄能力。湖泊蓄水量的變化，直接決定著湖水水位的升降，但
中國的主要湖泊水文信息湖水運動
研究湖水各種運動方式、相互關係及其發生、發展和停息的機制。湖水有進退運動和升降運動；湖水運動有的發生在湖面，有的在內部；有的有周期性，有的為非周期性。湖水運動除受外部因素影響外，還受湖水面積、深度、成層結構、密度分布等內部因素的制約。研究湖水運動可以解說湖岸演變、湖中泥沙運動、湖水物理性質變化和化學成分分布等規律，並為船舶航行作出預報，為護岸工程設計提供資料。湖水運動的研究，以流體動力學為基礎，同時採取野外觀測與室內模型試驗相結合的方法。
湖水熱動態
研究湖泊中的熱量收支狀況。通過湖水熱量平衡計算，可以確定湖泊蓄熱量的變化。水溫升降反映湖中蓄熱量的增減。湖水溫度隨空間而異。較深湖泊的水溫在垂向有分層現象。研究溫度成層，可以解釋湖水運動、化學成分、水生生物變化和分布的原因。
湖水光學現象
研究湖面輻射平衡，探討光線在湖面的反射，湖水對各種波長光線的吸收、散射和折散等光學特性。研究湖水光學特性，可以了解湖水中光線透射的深度和照度的大小，闡明浮游生物、水生高等植物等生長和分布規律。
湖水化學
研究湖水化學成分形成特點和湖泊富營養化等問題。湖水中有各種離子、生物營養元素、溶解氣體、有機物質、微量元素和有毒物質等。湖水水質參數有礦化度、總硬度、總鹼量、pH值等指標。湖水的化學成分的形成和變化特點與湖水流動滯緩、湖泊的大小深淺和氣候條件等有關。套用鹽量平衡原理可以確定湖泊內鹽量變值，查明湖泊、水庫礦化度的變化。湖水化學的研究為湖泊水質評價和湖水污染的防治提供依據。
湖泊沉積
研究湖中物質的沉積過程及其演變規律。套用沙量平衡原理，即根據時段內進出湖泊的沙量收支狀況，可以確定某一時段湖泊淤積量，推算淤積厚度。研究泥沙淤積、化學沉積和生物沉積，可以預測沉積演變趨勢和湖泊壽命。在湖泊沉積研究中也套用遙感技術、同位素技術、孢子花粉和古地磁等方法，測定沉積物年代，推測歷史氣候變遷情況，預測沉積數量和位置。
湖盆的形態、大小和深淺，影響湖水運動、湖泊沉積、湖中熱量交換和湖水的化學特性等，因此，湖泊水文學也研究湖盆和湖泊的形態特徵。
與其他學科的關係
湖泊水量平衡和水位變化的研究要運用氣象學、水文地質學、水文計算的知識和方法；流體力學、熱力學和水化學等是研究湖水運動、湖水熱動態和湖泊水質等水文物理現象和化學過程的基礎。湖盆的研究則要藉助地質學、地貌學的理論和方法。
研究手段
遙感技術，用於探測湖界、水溫、冰情，識別湖水污染和淺水湖泊泥沙運動；③核技術，用於示蹤泥沙運動，分析湖泊沉積，探測水庫滲漏；④電子技術，用於湖泊調查和測量等。 現代湖泊水文學要加強水文混合與水文平衡基礎理論研究，以闡明湖泊水文現象內部聯繫；提高水量平衡要素觀測和計算精度；推廣套用新技術；將湖泊作為系統，了解其中所有因素之間相互關係，研究湖泊的環境效應，湖水資源的保護、開發和利用。
湖泊水文觀測
湖泊水文觀測利用資源衛星圖像，進行湖泊、水庫的分析之圖，可以建立湖泊信息系統，這是湖泊遙感多元分析的新途徑，也是湖泊數據更新的重要保證，具有多方面的套用功能。
湖泊水庫等地理分布調查，不論高山高寒地區，或是浩瀚無際的沙漠地帶以及人煙稀少的邊境區域，都能通過衛星像片的地學分析，標出湖泊等水體的位置、形狀、大小等基本特徵。有目的地建立湖泊資料庫，為水資源調查，開創新技術途徑。
衛星遙感圖像具有其周期性、巨觀性和現勢性特點，因此，運用遙感技術進行湖泊、水庫等調查製圖，有著快速、實時性的優勢。所以，開展湖泊地理信息系統的研製，實時監測湖泊水體，具有廣闊的套用前景。
資源衛星對湖泊資源的保護和開發利用，能發揮獨特的作用。湖泊是一個多功能的資源庫，人們不斷地開發索取，其結果引起湖泊生態環境的變化，乃至惡化。而資源衛星獲取的像片，能不時地將湖區被圍墾，湖面縮小，直至湖泊生態系統的破壞等信息傳遞給人們，進而可引起有關部門的重視，採取措施積極保護湖泊資源。
80年代後期以來，中國科學院南京地理與湖泊研究所開展了一系列湖泊資料庫--湖泊信息系統的研究，積累了豐富的湖泊信息，並於90年代後期上網發布。
