在研究自然界水的特性、存在方式和运动规律的基础上，研究水的控制、开发、利用、管理和保护的知识体系。它是一门涉及自然科学、技术科学和社会科学的综合学科，是以认识自然、改造自然、为人类生存和发展服务为目的的应用技术科学。它具体体现在水灾防治、水资源开发利用、水环境保护的全过程，最终归宿于水利工程的建设、管理和水体、水域的全面保护。水利科学的基础学科有水文学和水资源学、水力学、工程力学、土力学、岩石力学、河流动力学、固体力学、工程地质学、水文地质学等；另外还涉及许多学科门类，主要有：气象学、地质学、地理学、测绘学、农学、林学、生态学、机械学、电机学以及经济学、社会学、史学、管理科学、环境科学等。当代水利科学中所包含的分支学科，按性质可分为：专业学科包括防洪、灌溉与排水、水力发电、航道与港口、水土保持、城乡供水与排水等；按工作程序划分的学科，包括水利工程勘测、水利规划、水工建筑物、水利工程施工、水利管理等；综合性分支学科包括水利史、水利经济、水资源等。

发展简史

水利科学依据有关基础学科、专门技术学科和水利事业的实践，建立和逐步发展起来。古代，人们从事水利，完全依靠长期实践中积累的经验，总结这些经验，便逐步形成古代的水利科学。历史学家很早就注意到水利与世界古代文明发展的关系，在中国、伊拉克、埃及、印度等水利发展较早的国家中，都有早期的水利科学经验的著述。世界上最早的这类代表著作有公元前400多年希腊的希罗多德在尼罗河、底格里斯河—幼发拉底河的游记，记述了这些流域的防洪、灌溉、排水、改良土壤的特点和经验。成书于公元前475～前221年间中国战国时期的《管子·度地》和《考工记》，对水源和土地进行了分类，提出了修渠和筑堤的重要原则。公元前250年前后，希腊阿基米德著的《论浮体》是世界上第1部水力学理论著作，确立了流体静力学的基本原理，证明物体在液体中所受的浮力等于物体所排开液体的重量，被后人称为“阿基米德原理”。

18世纪以后，由于古典力学中的一些分支，特别是水力学的发展，水利科学开始建立于力学的基础之上。瑞士人D.I.伯努利研究了水的流动和阻力，于1736年提出液体质点运动时遵守能量守恒定理，后称为伯努利定理。同一时期，瑞士人L.欧拉、法国人A.de谢才，以及19世纪的英国人O.雷诺、法国人H.-P.-G.达西和J.-J.裘布衣等人对管道、渠道以及土壤中水的运动的实验研究，充实和发展了水力学。1773年法国人C.-A.de库仑发表土的抗剪强度及古典土压力理论，后经英国人W.J.M.朗肯、德国人O.莫尔、法国人J.V.布森涅斯克等对土的应力应变关系的研究，充实和发展了土力学。早在17世纪，欧洲一些国家就对河流进行定位观测，1807年在瑞典的维纳恩湖上的维纳什堡建立了世界上第1个系统的流量记录站，依靠系统的观测资料，对于水在陆地的循环过程及影响这一过程的因素有了进一步了解。1898年，德国的H.恩格斯建立了世界上第1个水工模型试验室，开始将水利工程整体转换为模型置于试验室中进行研究。1917年，K.太沙基创立了土工试验室。此后，水力学模型试验和土工试验普遍引进水利科学的领域。20世纪30～40年代，有关材料、结构的实验也逐渐在水利科学中得到应用。

近代的西方水利科学技术于19世纪40年代传入中国。1841年北京开始有雨量记录，长江口和宜昌的长江水位记录分别始于1865年和1877年，1889年用近代测量技术测绘山东、河南两省境内的黄河图，1902年山东河防设电报局，1923年邀请德国治河专家H.恩格斯进行黄河下游河道模型试验。中国近代的水利科学家李仪祉（1882—1938）于1915年起在南京河海工程专门学校任教7年，主讲河工学、水文学、大坝设计等专业课程，1932年主持完成了泾惠渠第1期工程的设计，1935年在天津和南京分别成立中国第一水工试验所和中央水工试验所，开创了中国近代水利科学实验工作。通过教育、科研和工程建设，西方的近代水利科学技术得以在中国应用。

第二次世界大战后，在现代工业和科学技术迅速发展的形势推动下，水利科学的发展也进入一个新阶段。由于对水资源和水能资源的需求日益增加，水利建设的规模与难度越来越大，从而加速了现代技术与水利科学的结合。20世纪60年代以来，江河流域综合规划、防洪减灾、水资源的开发管理、水环境的保护和水工建筑物等学科，在理论探索和实践经验总结方面取得了长足的进展。水利科学领域普遍应用了系统理论、系统工程方法、计算机技术、自动化技术、信息技术等新的科学技术成果，水利基础科学的内容也更加充实，水利科学的理论研究与解决工程实际问题的能力达到了新的水平。

研究方法

水利科学的建立与发展，始终遵循实践—认识—再实践的基本法则。水利科学及其基础学科研究的基本方法是现场调查研究、观测实验、各类模型试验、分析计算与理论分析相结合。水利科学各个分支学科虽各有其不同的侧重方面，并以不同的方式反映各自的研究特点，但主要的依然是靠大量工程实践经验，运用水利科学的基础学科中已知的规律进行总结与分析。如基础学科中的水力学、土力学、岩石力学、河流动力学等的研究，就是采取大量的模型或试样，在实验的基础上运用力学的或物理学的规律以及数学工具进行理论分析，并与现场观测或工程实践进行比较验证；水文学的研究方法，则偏重于统计分析大量的系统观测资料，运用地球物理学的规律和数学工具进行综合与归纳。进入现代，随着系统理论的发展、电子计算机的推广应用，数学模型已成为水利科学研究的主要手段之一，加上人造卫星、信息技术的开发，水利科学研究方法走上了新的台阶。

水利科学对水利事业的作用

水利事业的实践是水利科学发展的基础，水利科学又给予水利事业发展以巨大的推动作用。主要表现在：①正确认识客观规律，探索改造自然环境的途径，处理水利事业与社会经济各方面的关系。认识水的自然规律的水利科学，与社会、经济和环境等方面的规律相结合，不仅可使水利事业以较小的代价取得较大的效益，并可促进水资源的可持续利用。②合理开展水利建设的前期工作。水利工程建设，需要对水利工程所处的自然与社会环境进行调查勘测和分析研究，对水资源进行综合评价，然后制定工程规划，对水工建筑物进行设计和施工等。这些工作特别是调查、勘测、规划与设计等前期工作的重要内容与步骤，例如勘测手段以及取得资料的分析与判断，规划的原则与方法，工程的规范，建筑物的型式、尺寸、结构及材料的确定，都需要应用水利科学的理论与方法。③水利工程的科学管理。水利工程建成后，在运行中需要依靠科学的方法进行管理，并不断对运行状况进行监测，以保证工程设施处于正常工况，充分发挥工程的效益。随着科学技术的进步，还要对工程设施进行技术改造与更新，实现水利事业的持续发展。④开辟新的发展领域的技术源泉。水利事业要满足人类社会对水量、水质和环境日益增长的需求，必须依靠水利科学技术的进步，不断开拓发展新的领域，取得新的科学技术成果。⑤水利工程对生态环境产生的影响和与社会经济可持续发展关系的研究。

中国现代的水利科学

中华人民共和国成立以后，由于进行了大规模的水利建设，水利科学有了巨大的发展。20世纪50年代以来，中国水利科学在以下方面取得了重要成果：①在全国主要江河开展全面系统的水文、气象持续观测的基础上，对暴雨洪水和水资源特性进行综合评价；不同发展水平水供需关系的初步分析；主要江河流域防洪减灾和水资源综合利用规划；为重要水利枢纽建设提供了基本资料和设计标准等。②主要农作物的需水规律，灌溉制度和节水灌溉技术，各类灌排工程建筑物的新形式，机电排灌设备等。③大型水利枢纽在复杂条件下的枢纽布置，结构型式，新型建筑材料，高坝建筑技术，高速水流消能防冲，大流量、高落差的江河筑坝施工导流，高坝通航，复杂地质条件下大型地下工程，高边坡开挖和岩坡稳定，以及混凝土和土石料质量控制，水工建筑物的原型观测和抗震防护，水库泥沙研究等。④水利建设与管理中计算机和自动化技术应用，遥感技术、地理信息系统和地球定位系统应用，新型混凝土掺和材料、高分子材料应用以及勘测设计施工中的新工艺设备等。这些科学研究成果在防洪减灾、水资源开发利用和保护、水利宏观决策等各个方面发挥了重要作用。

水利科学发展展望

在21世纪中，随着全世界人口的增长、人类社会发展对物质需求的不断增加、各类自然资源不断消耗和环境问题日益严重，特别是水资源紧缺，制约着经济社会的进步与发展，部分地区面临水资源危机，中国缺水局面将更加严峻。全球也将面临更加严峻的工业污染、森林退化、水土流失、沙漠化、温室效应、臭氧破坏、有毒废弃物排放、酸雨、海洋污染以及生物种群多样化消失等问题。要解决这些问题，水利科学必将进入一个更加综合发展的新阶段。中国水利科学将在以下几方面获得新的进展：①水资源的合理配置和供需前景分析，涉及水资源的可能变化、可供水量开发、需水前景估计等，以及从自然、经济、社会等因素出发，进行水资源的系统规划和综合开发；②高效能节水的研究和技术推广，包括节水和农业高产技术和科学用水，劣质水的净化和利用，地下水回灌，回归水再利用，高效节能排灌机泵，还有喷、滴、微灌的新设备和新材料，渠道防渗和输水管道新技术等；③经济社会发展对江河防洪减灾提出新要求，要开展土地利用和生产力布局的科学规划，制约盲目发展洪泛平原的社会机制，有效的工程和非工程防洪措施，近代技术的应用，控制洪水减轻洪涝灾害，满足环境和生态平衡要求的跨流域调水工程等；④保护和改善生态环境，抓好水土保持的工程措施、生物措施，提高管理水平，包括适合于不同地区的水土保持综合措施，农林牧优良品种，坡地改良和土地利用的新方式，固土保水的新技术等；⑤各类水利工程的建设技术，包括新的勘探手段与方法，新型水工建筑物，大型施工设备与新施工方法，水工建筑物新材料等；⑥现代化工程管理技术，包括电子计算机多媒体、自动化、卫星遥感、卫星通信等技术，现代化实验室和现场测试技术等。