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水覆盖了70%的地球表面。

水文学(英语:Hydrology)属于地理学,研究的是关于地球表面、土壤中、岩石下和大气的各种行为,包含水循环、含量、分布、物理化学特性、对物质影响以及与所有生物之间关系的科学

水文的基本概念

水循环

苏格兰拉斯山上的雨

水分子借由吸收太阳辐射能,使其从海水或是陆地蒸发,可因为地面温度过低而直接在蒸发后不久凝结于地表,甚至凝固称做,大多数情况蒸发的水分子,或称做水蒸气,上升至高空,因寒冷而凝结成,再以水、冰雹等形式降至海洋、陆地,若降落在寒冷高地则可能形成冰川,或在较为平缓的地势汇集形成湖泊或河流,或是渗入土壤成为地下水,随后河水、湖水、地下水等液态水分子再流入海洋,这当中可能还伴随着蒸发。由于这个过程可以不断的循环发生,因此称为水循环。在水循环的过程中,还必需顾及生物系统对于水资源的迟延作用,同时地表滞留洼蓄、植物截留与中间流的效应也是水循环的一部分。

水平衡

水平衡是指地表上某一区域,在一定时间之内,水量收入和支出的均衡状态。全球海陆总降水量又与总蒸发量保持平衡,大约57万立方公里。尽管整体来说全球保持水平衡,但不同地区,因为气候的差异,使得水平衡会随着时间空间产生变化,一般而言,降水量与蒸发量的差额称为径流量,包括地面水体与地下水。径流量可以反应一地可用水的盈亏,也就是一个地区是否为剩水区或缺水区,更意味着径流量的差距,在不同地区会影响人们用水的习惯。例如在以色列,该国因地处副热带高压区,因大量蒸发与缺少降水,尽管约旦河流经而该国,径流量仍为负值,而在农业上发展出对水的高度节约使用技术,称为“滴灌”。

水资源

地球上总量约有13.8亿立方公里。其中以海水的储量最大,占据96.5%,而人类生活所仰赖的淡水资源,则分布在地下水河川湖泊冰川等分布在陆地上的水体,实际上可以让人类直接利用者为地下淡水、淡水湖、河水,不及世界总水量1%(见下文水体储量表格)在各大陆上,淡水资源分布极为不均,世界上水资源最丰富的地区是赤道区,尤其是南美洲非洲具有陆地的赤道区,而相对较为干燥的地区,则是副热带高压区,以及温带大陆内部。

水污染

水体之中含有化合物,可能包括离子化合物分子化合物等,一旦这些化合物包含着对人类、动植物或是生态环境带来危害,便称为水污染。例如在河川上游的水库、集水区域,因为人类活动而受到污染时,可能会造成优养化的现象,则会干扰水资源的提供与分配。而下游则会因为工业废水、都市废水等,使得水资源失去了被观赏、游玩、垂钓、生态栖息的功能。

特殊形态的水体

河流

当降水量超过地面的渗入量,过剩的雨水会沿着地表的坡度向海拔较低处流动,经年累月会在地表上刻划出小的纹路或水沟,长期下来会因为持续侵蚀沟道而形成具有固定流道的河流

湖泊

水体在地表凹陷处长及积聚,终年不干不涸,且水深在五米以上者称为湖泊。分布于外流河流域的湖泊,由于湖水外流,盐类不会堆积,因此多为淡水湖;分布远离海岸的内流河流域之湖泊,类积聚容易,多成为咸水湖

冰河

高山或两极地区的积雪由本身压力形成冰块,又因重力作用而沿地表坡度滑动,这种移动的大冰块称为冰河,亦称冰川

地下水

广义地下水指降水渗入地面后,储存在地面以下的水体,包含不饱和带土壤水,和饱和带地下水,后者为狭义地下水

海洋

地表上除陆地以外的广大咸水域。包括太平洋大西洋印度洋地中海北冰洋等,约占地表面积71%。

各种水体储量表

水体种类 储量(千立方公里) 占总水体千分比 占总淡水千分比 滞留时间
海水
1,338,000
965.3
——
2500年
地下咸水
12,870
9.3
——
深层1400年
地下淡水
10,530
7.6
300.6
深层1400年
永冻土底水
300
0.22
8.6
10000年
土壤水
17
0.01
0.5
1年
咸水湖
85
0.06
——
17年
淡水湖
91
0.07
2.6
17年
沼泽水
12
0.008
0.3
5年
河水
2
0.002
0.06
16天
生物水
1
0.001
0.03
数小时
冰川
24,064
17.36
686.97
极地9700年
高山1600年
大气水
12
0.01
0.34
8天
水体总计
1,385,984
1000
——
——
淡水总计
35,029
25.3
1000
——

分支学科

  • 河流水文学(也称“河川水文学”)
  • 湖泊水文学
  • 沼泽水文学
  • 冰川水文学
  • 雪水文学
  • 水文气象学
  • 地下水水文学
  • 区域水文学
  • 海洋水文学
  • 农业水文学
  • 森林水文学
  • 都市水文学

参考文献

外部链接


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