水文现象及其在地球生命系统中的作用

水是一切生命赖以生存的基础，也是人类生活和社会经济生产活动不可缺少与不可替代的重要资源。为了开发利用这一重要资源，也为了减少水所带来的灾害，人们需要从各个方面对水进行系统观测、实验、分析和归纳总结，逐步形成了水文科学。一般而言，水文学是研究地球上水的循环、运动与转化及其与地球大气、生物、土壤和岩石等圈层相互作用和联系的一门科学。在对水的认识不断深化的过程中，水文科学也在不断发展。

地球上水的总量大体不变，以气态、液态或固态形式存在于地球的表面，地球的土壤岩层中，以及地球的大气层中。以一定方式存在于某一环境中，具有一定特征和变化规律的水，称为水体。例如，江河、湖泊、沼泽、海洋，以及大气中的水汽和地下水等。人们所经历和熟悉的自然现象，不少与水的三态变化和水流运动有关，例如降水、蒸发、径流以及河流的结冰封冻等，我们都称之为水文现象。

从宇宙空间看，地球是蓝色的，因为3／4的地球表面都被水所覆盖，应该说地球上的水不少。在太阳辐射和地球引力作用下，水通过蒸发、降水、径流等水文现象，在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈所构成的地球系统中周而复始地循环运动着，维持了地球上多种多样的生命形态。从这个意义上说，水循环的功能类似于人体内的血液循环。然而，水的这种循环运动是不均匀不稳定的，不同时刻不同地区水的状态与量值不同。有时，某一地方水多，于是江河横溢，洪水泛滥；另一地方水少，又引起水荒以致旱灾。由于这种不均匀，有的地方湿润，有的地区干旱，有的地方极其干旱以至难以维持生命的存在，例如新疆塔克拉玛干沙漠腹地。正是水循环不均匀所导致的水分布时空差异，造就了地球上千姿百态的自然景观和丰富多彩的生态系统。虽然平均意义上讲水足够每个人使用，但水分布的不均匀使世界上仍有很多地区缺水；人们由于各种原因不得不居住在那里与干旱抗争。(www.xing528.com)

水又是一种很好的载体和溶剂，许多物质都可被水流所携带或溶解在水中，随着水流而运动。例如，土壤的侵蚀与搬运，河流中泥沙的输移，肥料以及污染物的溶解和迁移都是在水流作用下进行的。数十万年来，由于泥沙的淤积，形成了肥沃富庶的黄淮海平原，就是水和泥沙为人们提供的良田；而黄河的泛滥改道也是中华民族的心腹之患。随着人类社会经济的发展，某些工业废弃物被水流所携带而扩散，引起了环境的污染，其中重金属污染甚至危及人类健康；氮磷等农业肥料也会因施用方法不当而随水流而流失，造成水体的富营养化，引起另一类环境问题。

水在流动过程中具有能量，洪水因流量流速大具有巨大动能，会冲毁桥梁、堤坝，给人类带来难以估计的损害。另外，人类可以利用水流动能驱动水力机械或把水的势能集中起来发电。