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水文学的研究对象

作者:达州水文   来源:达州水文   日期:2011年5月30日   人气:2363

     地球上现有约13.9亿立方公里的水,它以液态、固态和气态分布于地面、地下和大气中,形成河流、湖泊、沼泽、海洋、冰川、积雪、地下水和大气水等水体,构 成一个浩瀚的水圈。水圈处于永不停息的运动状态,水圈中各种水体通过蒸发、水汽输送、降水、地面径流和地下径流等水文过程紧密联系,相互转化,不断更新, 形成一个庞大的动态系统。

在这个系统中,海水在太阳辐射下蒸发成水汽升入大气,被气流带至陆地上空,在一定的天气条件下,形成降水落到地 面。降落的水一部分重新蒸发返回大气,另一部分在重力作用下,或沿地面形成地面径流,或渗入地下,形成地下径流,通过河流汇入湖泊,或注入海洋。从海洋或 陆地蒸发的水汽上升凝结,在重力作用下直接降落在海洋或陆地上。

     水的这种周而复始不断转化、迁移和交替的现象称水文循环。不过,上述只是全球水文循环轮廓的几笔速写,而水文循环的实际情况要复杂得多。在地面以上平均约11公里的大气对流层顶至地面以下1~2公里深处的广大空间,无处不存在水文循环的行踪。

     不同纬度带的大气环流使一些地区成为蒸发大于降水的水汽源地,而使另一些地区成为降水大于蒸发的水汽富集区;不同规模的跨流域调水工程能够改变地面径流的路 径,全球任何一个地区或水体都存在着各具特色的区域水文循环系统,各种时间尺度和空间尺度的水文循环系统彼此联系着、制约着,构成了全球水文循环系统。

全球每年约有577000立方公里的水参加水文循环。水文循环的内因,是水在自然条件下能进行液态、气态和固态三相转换的物理特性,而推动如此巨大水文循环系统的能量,是太阳的辐射能和水在地球引力场所具有的势能。

   水文循环是自然界最重要的物质循环,它成云致雨,影响着一个地区的气候和生态,塑造地貌和实现地球化学物质的迁移,像链条一样连结着全球的生命,为人类提供 不断再生的淡水资源和水能资源。水文循环使我们生活的星球变得生机勃勃。倘若没有水和水文循环,我们的星球会像月球一样,是一幅没有生命,寂静荒漠的图景。

     水在循环过程中的存在和运动的各种形态,如蒸发、降水、河流和湖泊中的水位涨落、冰情变化、冰川进退、地下水的运动和水质变化等,统称水文现象。水文现象在各种自然因素和人类活动影响下,在空间分布或时间变化上都显得十分复杂。

      水文现象的时间变化过程存在着有周期而又不重复的性质,一般称为“准周期”性质。例如,潮汐河口的水位存在以半个或一个太阴日为周期的日变化;河流每年出现 水量丰沛的汛期和水量较少的枯季;通过长期观测可以看到,河流、湖泊的水量存在着连续丰水年与连续枯水年的交替,表现出多年变化。形成这种周期变化的基本原因,是地球的公转和自转、地球和月球的相对运动,还包括太阳活动,如太阳黑子的周期性运动的影响。它们导致太阳辐射的变化和季节的交 替,使水文现象也出现相应的周期变化。当然,水文现象还受众多其他因素的影响,这些因素自身在时间上也不断地变化,并且相互作用和相互影响着。

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