水文学

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水覆盖了70%的地球表面。

水文学属于地球科学,研究的是关于地球表面、土壤中、岩石下和大气的发生、循环、含量、分布、物理化学特性、影响以及与所有生物之间的关系的科学

水文的基本概念[编辑]

水循環[编辑]

水分子藉由吸收太陽輻射能,使其從海水或是陸地蒸發,可因為地面溫度過低而直接在蒸發後不久凝結於地表,甚至凝固稱做,大多數情況蒸發的水分子,或稱做水蒸氣,上升至高空,因寒冷而凝結成,再以水、冰雹等形式降至海洋、陸地,若降落在寒冷高地則可能形成冰川,或在較為平緩的地勢匯集形成湖泊或河流,或是滲入土壤成為地下水,隨後河水、湖水、地下水等液態水分子再流入海洋,這當中可能還伴隨著蒸發。由於這個過程可以不斷的循環發生,因此稱為水循環。在水循環的過程中,還必需顧及生物系統對於水資源的遲延作用,同時地表滯留洼蓄、植物截留與中間流的效應也是水循環的一部份。

水平衡[编辑]

水平衡是指地表上某一區域,在一定時間之內,水量收入和支出的均衡狀態。全球海陸總降水量又與總蒸發量保持平衡,大約57萬立方公里。儘管整體來說全球保持水平衡,但不同地區,因為氣候的差異,使得水平衡會隨著時間空間產生變化,一般而言,降水量與蒸發量的差額稱為逕流量,包括地面水體與地下水。逕流量可以反應一地可用水的盈虧,也就是一個地區是否為剩水區或缺水區,更意味著逕流量的差距,在不同地區會影響人們用水的習慣。例如在以色列,該國因地處副熱帶高壓區,因大量蒸發與缺少降水,儘管約旦河流經而該國,逕流量仍為負值,而在農業上發展出對水的高度節約使用技術,稱為「滴灌」。

水資源[编辑]

地球上總量約有13.8億立方公里。其中以海水的儲量最大,佔據96.5%,而人類生活所仰賴的淡水資源,則分布在地下水河川湖泊冰川等分布在陸地上的水體,實際上可以讓人類直接利用者為地下淡水、淡水湖、河水,不及世界總水量1%(見下文水體儲量表格)在各大陸上,淡水資源分布極為不均,世界上水資源最豐富的地區是赤道區,尤其是南美洲非洲具有陸地的赤道區,而相對較為乾燥的地區,則是副熱帶高壓區,以及溫帶大陸內部。

水污染[编辑]

水體之中含有化合物,可能包括離子化合物分子化合物等,一旦這些化合物包含著對人類、動植物或是生態環境帶來危害,便稱為水污染。例如在河川上游的水庫、集水區域,因為人類活動而受到污染時,可能會造成優養化的現象,則會干擾水資源的提供與分配。而下游則會因為工業廢水、都市廢水等,使得水資源失去了被觀賞、遊玩、垂釣、生態棲息的功能。

特殊形態的水體[编辑]

河流[编辑]

當降水量超過地面的滲入量,過剩的雨水會沿著地表的坡度向海拔較低處流動,經年累月會在地表上刻劃出小的紋路或水溝,長期下來會因為持續侵蝕溝道而形成具有固定流道的河流

湖泊[编辑]

水體在地表凹陷處長及積聚,終年不乾不涸,且水深在五公尺以上者稱為湖泊。分布於外流河流域的湖泊,由於湖水外流,鹽類不會堆積,因此多為淡水湖;分布遠離海岸的內流河流域之湖泊,類積聚容易,多成為鹹水湖

冰河[编辑]

高山或兩極地區的積雪由本身壓力形成冰塊,又因重力作用而沿地表坡度滑動,這種移動的大冰塊稱為冰河,亦稱冰川

地下水[编辑]

廣義地下水指降水滲入地面後,儲存在地面以下的水體,包含不飽和帶土壤水,和飽和帶地下水,後者為狹義地下水

海洋[编辑]

地表上除陸地以外的廣大鹹水域。包括太平洋大西洋印度洋地中海北冰洋等,約占地表面積71%。

各種水體儲量表[编辑]

水體種類 儲量(千立方公里) 佔總水體千分比 佔總淡水千分比 滯留時間
海水
1,338,000
965.3
——
2500年
地下鹹水
12,870
9.3
——
深層1400年
地下淡水
10,530
7.6
300.6
深層1400年
永凍土底水
300
0.22
8.6
10000年
土壤水
17
0.01
0.5
1年
鹹水湖
85
0.06
——
17年
淡水湖
91
0.07
2.6
17年
沼澤水
12
0.008
0.3
5年
河水
2
0.002
0.06
16天
生物水
1
0.001
0.03
數小時
冰川
24,064
17.36
686.97
極地9700年
高山1600年
大氣水
12
0.01
0.34
8天
水體總計
1,385,984
1000
——
——
淡水總計
35,029
25.3
1000
——

水文学分类[编辑]

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

外部链接[编辑]