1978年聯合國海上貨物運輸公約

[拼音]：suiji shuiwenxue

[英文]：stochastic hydrology

將水文過程作為具有隨機性的過程進行研究的學科。自然現象按性質可劃分為確定性的現象和純隨機性的現象，以及處於前兩者之間的即部分確定性部分隨機性的現象。研究確定性水文過程的學科稱為確定性水文學。研究純隨機水文過程的學科稱為統計水文學或水文統計學。隨機水文學填補了確定性水文學與統計水文學之間的空隙。隨機水文學是正在發展中的一門學科，對於定義、基本理論與方法，尚缺乏公認的一致意見。

沿革

隨機水文學發展的初期，是將水文變數的觀測序列視為獨立序列，在此基礎上進行頻率分析，即為水文統計學的主要內容。第二階段是在分析中考慮觀測值的時序特性，採用時間序列分析的理論與方法分析水文時間序列時序相依的概率結構，並在此基礎上對水文時間序列進行隨機模擬。20世紀70年代前半期，系統分析和轉換函式被引入隨機水文學，從而把隨機水文學的範圍從模擬擴充套件到水文時間序列的實時預報。70年代後半期提出了隨機空間過程和隨機場的概念，同時出現了“有物理依據的隨機水文學”的萌芽。

研究目的

隨機水文學是為水資源系統工程的規劃設計或執行決策服務的。在規劃設計中，設計者需要了解一種設施（如水庫、水電站或溢洪道等）在未來水文輸入（主要指河川流量）下的執行效能。由於設計者不可能瞭解未來的降雨或徑流的具體過程，故一般假定:未來的事件將有和觀測的歷史序列相同的隨機特性。這一假定，構成了隨機水文學的基礎，從而可以生成等概率的輸入序列，其中每一序列具有相似的統計特性。對許多輸入序列所產生的系統響應（如水庫的下洩量或電能等）進行分析，就會得到系統響應的概率分佈。後者正是設計及執行決策中所需要的主要資訊。

主要研究內容

包括以下幾個方面。

（1）水文時間序列分析：即研究水文序列時序相依的概率結構。這是進行其他分析的基礎。主要使用自相關函式、譜分析以及偏離平均值的累積離差的變域分析等方法，研究序列的統計特性，建立模型及估計引數。

（2）水文隨機模擬：在上述分析的基礎上，對研究的水文時間序列進行人工資料生成，並根據設計要求對之進行各種調節計算，以獲得比傳統計算方法更富有代表性和更為合理的結果。具體研究物件主要是月徑流和日徑流，前者是設計供水水庫，後者則主要用於設計防洪措施。特別在多庫和多站的情況下，由於隨機模擬可以全面考慮各庫（或各站）間的統計關係，故可望提供比傳統方法更為合理的結果。

（3）隨機空間－時間過程或隨機場的分析：即將分析的變數，不僅視為時間t的函式，而且也視為空間座標的函式，可記為p(x，y，z，t)，其中x、y代表空間位置座標（如經緯度），z代表高程，p代表(x，y，z)處t時刻的水文變數，如降水強度、積雪深度或氣溫等。這一概念是多站模型的拓廣。它可用於對分佈於地區上的過程（如降雨、雪深、地下水深等）進行模擬，亦可用於水文站網的規劃設計。後者主要研究測站的數目、 位置、 觀測的專案、觀測的時間頻率以及歷時等。這些問題在性質上屬於依據有噪聲干擾的資訊對隨機、空間變化的隨機場進行最優估計和內插的問題。

參考書目

R.K.林斯雷等著，劉光文等譯：《工程水文學》，水利出版社，北京，1981。(R.K.Linsley，Jr.， et al.，Hydrology for Engineers，3rd ed.， McGraw-Hill，New York，1975.)