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農業水文學

鎖定
農業水文學是研究農業生態系統中農業措施、農業工程方面各種水文現象的發生發展規律及其內在聯繫的一門學科。農田水文與區域農業水文是農業水文學的兩個主要分支。
農業水文學主要研究水分-土壤-植物系統中與作物生長有關的水文問題,尤其着重研究植物散發土壤水的運動規律,為農業規劃和農作物增產提供水文依據。農業水文學是水文學農業科學的邊緣學科。指與農業活動有關的水文條件、水資源利用及其內在聯繫的研究。
中文名
農業水文學
外文名
agricultural hydrology
研究方向
與作物生長有關的水文問題
定    義
水文學與農業科學的邊緣學科
研究內容
降水或有效降水、地表水、土壤水
理論基礎
水文循環與水量平衡原理

農業水文學概念

農業水文學是指研究發生在農業區域的水文現象與農業的相互關係的學科。農業水文學是水文學的一個分支學科,從許多有關學科中吸收營養,同它們相互滲透結合,這些學科有:天氣學農業氣象學地理學地質學土壤學植物學生物學微生物學農學流體力學以及數學等。 [1] 

農業水文學發展簡史

水是生命的源泉。沒有水就沒有生命,也就沒有地球上當今的這個生物世界,沒有人類和人類文明。作為一種自然資源,水對地球上的生物其作用僅次予空氣,並構成任何一種生態系統中的不可分割的組成部分。自然界的水情也並不常是有利的,也可產生自然災害。人類為求得自己的生存,對自然界水文現象逐漸得到認識,運用水文知識來判斷水的利害,開展水利建設以趨吉避凶,逐步發展了水文學,在農業用水領域內發展了農業水文學,用以探討自然界的水情動態規律,把農田水利建設的理論基礎放到農業水文學的基礎上。 [2] 
就西方國家來看,資本主義的發展帶來了產業大革命,大機器生產取代了小農經濟和手工勞動,社會生產進入社會化、科學化的時代。科學技術成為推動社會發展的強大生產力,適應現代化工農業大生產需要的一系列新興的科學技術應運而生,加速發展。水利科學技術也是這樣,所以水文學得以在上一世紀中以工程水文面貌出現。
但是直到三十年代,在歐美國家還只有水文學專著而無農業水文學的概念。在工農業生產現代化的進程中,水利建設由早期的單項、單目標的,到三十年代美國提出流域開發、水資源綜合的方向問題,在印度河和尼羅河兩河下游出現了灌溉為主體的流域系統。在工農業用水加速增長,特別是農業用水的猛增下,僅地面水不能滿足需水要求下,四十年代中開始大規模地開採地下水,向地下水要水。第二次世界大戰後發展到跨流域、跨國、跨洲調水,在更廣大的時一空範圍內調動水資源,建立區域大體系;同時發展人工化雨技術,向大氣水要水,發展劣質水利用技術,把海洋、地下鹹水、污廢水用起來。
水利建設這樣地向多水源發展,促使水文學向大氣水、地面水地下水土壤水各個領域發展。水利建設的這種突飛猛進,促進水文學的高速發展和分支的形成。作為研究水一土一植一氣之間關係的農業水文學正是在這一形勢下產生和發展起來的。當然,作為農業科學的範疇,農業水文學隨着農業科學的前進而發展,也是勢所必然的。 [2] 

農業水文學研究內容

農業水文學的宗旨是研究大氣水、地面水、土壤水、地下水聯合應用,以便更有效地協調水一土一植一氣之間的關係,為科學治水、合理用水和農業持續發展提供理論依據和實施技術。
農業水文學的微觀研究稱之為農田水文研究,包括:土壤水文研究、植物水分條件研究和水文小循環研究等;其宏觀研究稱之為區域農業水文研究,包括:水文循環與降水研究、產流研究、早澇分析以及水環境研究等。
農業水文學的具體研究內容是:①降水或有效降水、地表水、土壤水、地下水及它們的動態與過程。如降水截留、土壤入滲、坡地徑流、農田蒸發、地下徑流等;②農業(大農業)用水的水文條件,植物用(耗)水的規律;③旱澇與土壤水鹽動態;④農業用水管理的科學基礎等。近代主要研究內容為水(分)—土(壤)—植(物)—(大)氣之間的聯繫。 [3] 

農業水文學研究目的

農業水文學的研究目的是:運用水文學原理和方法,對農業水文現象的規律進行揭示和計算,為農業灌溉、排水、面源污染治理、農業增產等提供水文依據。 [1] 

農業水文學基本原理

①物理學原理
農業水文現象是一系列與水一土一植一氣系統相聯繫的物理過程所形成的物理現象,它必然紮根於物理條件。它以能量守恆和質量守衡定理為根據,遵守熱力學流體力學的規律和有關定律,按熱量平衡水量平衡水鹽平衡的原則和輻射、混和的基本原理,在本書所列舉各個主要環節中。運用數學法則,列出各項水文現象活動的數學方程式,概化為一定定解條件下的數學模型,説明物理過程的機制,得出定性,定量的求解公式,成為一個系統化的農業水文科學知識,表達為農業水文學。
②與其他學科的聯繫
農業水文學從許多有關學科汲取相關知識,同它們相互滲透結合。在水文學的領域內,它以不同深度分別聯繫於冰川水文森林水文河川水文、湖泊水文、沼澤水文乃至海洋水文等學科。在水文氣象方面則借重於天氣學、農業氣象學,而這兩者又密切聯繫於地理學、地質學,另外,地形地貌從多方面影響作用於河川的發育和河川水文特徵,水文地質條件支配了地下水的水文狀況。因此,農業水文學通過這些關係而同地學有着廣泛的聯繫。聯繫於水一土一植一氣系統的水文化學、水文物理、土壤學、植物學、生物學、微生物學以及有關的農學等,都從各該學科為農業水文學提供依據,而流體力學,特別是水力學,為水力計算提供工具,數學為農業水文分析所必不可少的手段。我國幅員遼闊,自然景觀到處不同,在水文上,由南而北,由東向西,呈現由濕潤、半濕潤向半乾旱、乾旱過渡,形成南北、東西迥異的農業水文現象,都有賴從這些更基本的學科提供求解的理論依據,把農業水文學建立在多學科的、廣泛的基礎之上。
②實踐基礎
農業水文學作為一門應用科學,它在生產實踐中涉及到與土壤學、植物水分生理學、耕作學、栽培學的聯合運用,與灌溉學、排水學共同組成農業工程學的水利部分,所以又是紮根於生產實際的。例如,在中國黃淮海地區,在自然條件下,農業生產上洪澇旱鹼(淤)災害同時並存、交替出現,構成這裏特定的農業水文現象,從水一土一植一氣系統看其成因,從水一土一植關係中投對策,可從而看出其治理並不是單因素、單方面的,而是全局統籌、協調好內部矛盾關係的綜合治理。説明,農業水文學的理論基礎是同時建立在理論聯繫實際上的。 [4] 
參考資料
  • 1.    河海大學《水利大辭典》編輯修訂委員會編.水利大辭典:上海辭書出版社,2015:30
  • 2.    施成熙,粟宗嵩.農業水文學:農業出版社,1984:1-3
  • 3.    劉昌明.中國地理學會水文專業委員會 第六次全國水文學術會議論文集:科學出版社,1997:77
  • 4.    施成熙,粟宗嵩.農業水文學:農業出版社,1984:6-7