随机水文学概要

葛维亚

随机水文学是指研究既含确定性成分又含随机性成分的水文现象的学科。水文现象是随时间而变化的，表现为水文过程，或称为水文随机过程。这种过程一方面受天文、气象、地理等因素的作用，按一定的物理规律变化，即包含有确定性的成分；另一方面，由于水文现象在演变过程中，受到许多错综复杂因素的影响，使其含有随机性的成分。例如月径流过程，受地球绕太阳公转的影响，呈现出明显的周期性；同时它又受流域调节和许多因素的影响，显示出它的随机性。

水文过程表现出随机变化特征，因此，它是一个随机过程，又称为随机水文过程。纯粹确定性水文过程是不存在的。如何通过水文过程来研究水文现象的随机变化特征呢?传统水文学不能回答这个问题。

将随机过程理论和时间序列分析技术引入水文学领域，广泛开展水文过程随机变化特性研究并不断把科学成果用于水文水资源的实际问题，结果逐渐形成了一门重要的学科——随机水文学。随机水文学是以水文过程为研究对象、以随机过程理论和时间序列分析技术为手段的一门学科。水文过程是随机过程，因此应用随机过程的理论和方法研究水文过程是有客观依据的。一个水文过程是依发生的时间先后次序排列的。因此在随机水文学中，水文变量的时间顺序极为重要。

随机水文学填补了确定性水文学（研究确定性过程）和概率性水文学（研究纯随机过程即概率过程）之间的缺口。在确定性水文学中，认为水文现象随时间的变化可由其他变量完全加以说明；在概率性水文学中，问题不牵涉到时间，而只涉及某一事件的概率。随机水文学的研究对象是与时间紧密有关的随机现象，即随机水文过程。描述水文过程的数学模型，称为随机水文模型或随机模型。

随机水文学的基本任务是在全面随机分析的基础上对随机水文过程建立起反映水文现象主要变化特性的随机模型；根据建立的模型，既可随机模拟大量水文序列，也可作统计预测，以满足水利水电工程规划、设计、运行及水文水资源水环境各种分析、计算和研究的需要。

1957年纳希（J.E.Nash）将流域概化成N个相等水库的串联，导出著名的纳希瞬时单位线。1972年周文德将流域或河段概化成若干个演算单元。根据其水量平衡和蓄泄关系导出一般线性水文系统模型。