文献：左其亭. 水文学学科体系总结与现代水文学研究展望[J]. 水电能源科学, 2019, 37(2): 1-4+50.

水文学是一门研究地球上水的起源、存在、分布、循环和运动等变化规律，并运用这些规律为人类服务的知识体系。水文学是地球科学的一个分支，是人类在长期水事活动过程中形成的一门较早学科，涉及水循环各个环节规律的认识，以及运用这些水科学知识为人类服务的广泛内容。

1 水文学学科体系框架

一般认为，一个完善的学科体系至少有4个要素，即：有明确的研究对象、有相对完善的理论体系、有一套方法论、具有广泛的应用实践。水文学具备了一般学科体系组成的四要素，并派生出一系列分支学科。

图1示意水文学学科体系框架，主要包括：（1）水文学具有明确的研究对象；（2）已经形成相对完善的理论体系。一个成熟的学科体系，一定要有相对完善和牢固的理论基础，为学科发展提供理论上的支撑；（3）已经提出或引进非常丰富的方法论。水文学具有一套能解决实际问题的研究方法和技术手段，为学科发展提供具体研究方法；（4）具有广泛的应用实践。展示了水文学理论、方法的应用领域及实践价值，彰显出形成并发展这一学科的社会需求和重要意义；（5）派生出许许多多的水文学分支学科。可以看出，水文学是一个庞大的学科体系，在科学研究和应用实践中派生出许多分支学科。

图1  水文学学科体系框架

2 水文学研究对象

从广义上看，自然界中的水都是水文学的研究对象，包括天上的大气水、地面上的地表水以及地下水、土壤水、植物水等。

从狭义上看，水文学的主要研究对象是地球上人类赖以生存的水文系统，主要研究水文系统中的水文现象，其核心内容是水文循环的研究。

3 水文学理论体系

水文学理论体系主要包括以下几方面（不仅限于这些方面）。

（1）水循环过程理论。水循环研究是水文学的核心内容，关于水循环的研究已有大量成果，也涌现出许许多多的理论，比如，水量平衡理论；关于水循环过程各阶段的研究，也提出许多理论，包括大气输送、降水、蒸散发、下渗、土壤水运动、地下水运动、产汇流等理论。

（2）水文系统理论。用系统思想来研究水文系统，大量的系统理论应用于水文学中，涌现出丰富多彩的水文系统理论，比如，水文非线性理论、水文系统优化理论。

（3）水文不确定性理论。水文系统广泛存在多种不确定性。正是由于水文不确定性的广泛存在，使得人们对未来某一水文事件发生的时间和规模等参数难以准确预测，为水文学研究和应用实践带来客观上的困难。因此，为了研究水文不确定性，涌现出许许多多的理论，比如，随机水文学、模糊水文学、灰色系统水文学等。

4 水文学方法论

水文学方法论主要包括以下几类（不仅限于这些方法）。

（1）监测与实验方法。对水循环过程进行监测、实验及分析，是水文学的重要任务，也是基础工作。从古代人们对江、河、湖、海等水体的认识开始，就不断发明新设备或方法来定量观测水位、流量、流速等要素。到目前，水文监测已经发展成为一种非常成熟的方法，涵盖不同水体不同要素的监测，比如，地表和地下水水位、河流流量、水体流速、大气降水量、水体或陆面蒸发量、水体水质、含沙量、水温等。水文实验是为了探究水文过程和现象的成因所进行的科学实验，包括室内实验、原位实验。

（2）水文信息技术方法。水文信息的采集、数据处理、传输、存储以及测算等都极其复杂，需要大量的现代信息技术方法。比如，水文自动监测、遥感、地理信息系统、现代信息通讯技术、网络空间技术、大数据和云技术、数据存储与快速计算、数字流域等。

（3）数学分析方法。水文学是数学分析方法“得天独厚”的应用领域，大量的水文分析需要借助数学分析方法。比如，水文学中常用的数值计算方法、参数率定和灵敏度分析方法、系统分析方法、风险分析方法、统计分析方法、系统识别方法等。

（4）水文模型方法。为了模拟水文过程或其他水文现象，常常构建一系列水文模型，借助于模型找出自己所需了解问题的答案。目前常用的水文模型是应用电子计算机，把数学模型用计算机的语言编成程序模型，通过计算机的运算，得到数据输出结果和结论。因此，为了突出水文模型的计算机模拟功能，把水文模型方法单列出作为水文学一种技术方法。

5 水文学应用实践

水文学是与人类生存密切相关的地球科学的一个分支，也是与人类活动密切相关的一门学科，在实践中有广泛的应用。

（1）在水资源工作中的应用。

（2）在环境保护中的应用。

（3）在生态系统保护中的应用。

（4）在人水和谐治水中的应用。

（5）在应对气候变化中的应用。

（6）在城市化建设中的应用。

6 水文学分支学科

可以根据不同的分类方法对水文学分支进行划分。可以按照研究水体的不同进行分类，包括河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋、地下、土壤、气象水文学等；按照实验方法不同分类，包括水文测验、水文调查、水文实验；按照研究内容不同分类，包括水文学原理、预报、分析与计算等；按照应用领域不同分类，包括工程、农业、森林、城市水文学等。另外，水文学又与许多其他学科相互交叉，相互渗透，形成一些交叉学科分支，比如，遥感水文学、同位素水文学、生态水文学、社会水文学等。

伴随着水文学的发展，特别是先进理论、方法的引入，应用实践的推广，还会派生出其他许许多多的分支学科，包括形成新的理论分支、方法分支、应用领域分支等，表现出水文学具有巨大的活力和发展前景。其中，为了及时总结水文学最新研究成果，形成了另一分支学科——现代水文学。现代水文学相对于传统水文学，是按照包含的新老内容来人为界定的。