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　　水文學(xué)的一些基本概念

　　1. 水量平衡

　　所謂水量平衡，是指任意選擇的區(qū)域(或水體)，在任意時(shí)段內(nèi)，其收入的水 量與支出的水量之間差額必等于該時(shí)段區(qū)域(或水體)內(nèi)蓄水的變化量，即水在循環(huán)過程中，從總體上說收支平衡。水量平衡概念是建立在現(xiàn)今的宇宙背景下。地球 上的總水量接近于一個(gè)常數(shù)，自然界的水循環(huán)持續(xù)不斷，并具有相對(duì)穩(wěn)定性這一客 觀的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)之上的。

　　從本質(zhì)上說，水量平衡是質(zhì)量守恒原理在水循環(huán)過程中的具體體現(xiàn)，也是地球 上水循環(huán)能夠持續(xù)不斷進(jìn)行下去的基本前提。一旦水量平衡失控，水循環(huán)中某一環(huán)節(jié)就要發(fā)生斷裂，整個(gè)水循環(huán)亦將不復(fù)存在。反之，如果自然界根本不存在水循環(huán) 現(xiàn)象，亦就無所謂平衡了。因而，兩者密切不可分。水循環(huán)是地球上客觀存在的自 然現(xiàn)象，水量平衡是水循環(huán)內(nèi)在的規(guī)律。

　　2. 蒸發(fā)

　　在常溫下水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)進(jìn)入大氣的過程稱為蒸發(fā)?？諝庵械乃饕獊碜?地表水、地下水、土壤和植物的蒸發(fā)。有了蒸發(fā)作用，水循環(huán)才得以不斷進(jìn)行。

　　水面蒸發(fā)的速度和數(shù)量取決于許多因素(氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速等)，其中 主要決定于氣溫和絕對(duì)濕度的對(duì)比關(guān)系。氣溫決定了空氣的飽和水汽含量，而絕對(duì)濕度則是該溫度下空氣中實(shí)有的水汽含量，該兩水汽含量之差稱為飽和差。蒸發(fā)速 度或強(qiáng)度與飽和差成正比，即飽和差愈大，蒸發(fā)速度也愈大。

　　風(fēng)速是影響水面蒸發(fā)的另一重要因素。蒸發(fā)的水汽容易積聚在水面上而妨礙進(jìn) 一步蒸發(fā)，風(fēng)將水面蒸發(fā)出來的水汽不斷吹走，蒸發(fā)加快，因此，風(fēng)速愈大，蒸發(fā)就愈強(qiáng)烈。

　　蒸發(fā)包括水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)等。通常用水面蒸發(fā)量的大小表征一個(gè) 地區(qū)蒸發(fā)的強(qiáng)度。氣象部門常用蒸發(fā)皿(直徑數(shù)十分米的圓皿)測(cè)定某一時(shí)期內(nèi)蒸發(fā)水量，以蒸發(fā)的水柱高度毫米數(shù)表示蒸發(fā)量，如北京的多年平均年蒸發(fā)量為1 102 mm。

　　必須注意，氣象部門提供的蒸發(fā)量是指水面蒸發(fā)量，只能說明蒸發(fā)的相對(duì)強(qiáng)度， 而不代表實(shí)際的蒸發(fā)水量。因?yàn)橥ǔＲ粋€(gè)地區(qū)不全是水面，并且，用小直徑的蒸發(fā)皿測(cè)得的蒸發(fā)量比實(shí)際的水面蒸發(fā)量要偏大許多。

　　3. 降水

　　當(dāng)空氣中水汽含量達(dá)飽和狀態(tài)時(shí)，超過飽和限度的水汽便凝結(jié)，以液態(tài)或固態(tài) 形式降落到地面，這就是降水?？諝饫鋮s是導(dǎo)致水汽凝結(jié)的主要條件。暖濕氣團(tuán)由于各種原因變冷就可以產(chǎn)生降水。其中最常見的是鋒面降水。當(dāng)暖濕氣團(tuán)與冷氣團(tuán) 相遇時(shí)，在兩者接觸的鋒面上，水汽大量凝結(jié)形成降水。氣象部門用雨量計(jì)測(cè)定降

　　水量，以某一地區(qū)某一時(shí)期的降水總量平鋪于地面得到的水層高度毫米數(shù)表示。

　　降水是水循環(huán)的主要環(huán)節(jié)之一，一個(gè)地區(qū)降水量的大小，決定了該地區(qū)水資源 的豐富程度，對(duì)地下水資源的形成具有重要影響。

　　以上介紹了主要?dú)庀笠氐幕靖拍?，這些氣象要素的變化決定了大氣的物理 狀態(tài)。在一定地區(qū)一定時(shí)間內(nèi)，各種氣象因素綜合影響所決定的大氣物理狀態(tài)稱為天氣。而某一區(qū)域天氣的平均狀態(tài)(用氣象要素多年平均值表征)，稱為該地區(qū)的 氣候。無論是變化迅速的氣象要素，還是變化緩慢的氣候因素，對(duì)于自然界水文循環(huán)過程，以至地下水的時(shí)空分布都具有重要影響。

　　4. 下滲

　　下滲又稱入滲，是指水從地表滲入土壤和地下的運(yùn)動(dòng)過程。它不僅影響土壤水 和地下水的動(dòng)態(tài)，直接決定壤中流和地下徑流的生成，而且影響河川徑流的組成。下滲強(qiáng)度指的是單位面積上單位時(shí)間內(nèi)滲入土壤中水量，用下滲率/表示，常用毫 米/分或毫米/小時(shí)計(jì)。在超滲產(chǎn)流地區(qū)，只有當(dāng)降水強(qiáng)度超過下滲率時(shí)才能產(chǎn)生徑 流。可見，下滲是將地表水與地下水、土壤水聯(lián)系起來的紐帶，是徑流形成過程、水循環(huán)過程的重要環(huán)節(jié)。

　　在天然條件下，下滲過程往往呈現(xiàn)不穩(wěn)定和不連續(xù)性形成這種情況的原因是多 方面的，歸納起來主要有以下四個(gè)方面。

　　(1) 土壤特性的影響。土壤特性對(duì)下滲的影響，主要決定于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。其中透水性能又和土壤的質(zhì)地、孔隙的多少與大小有關(guān)。一般 來說土壤顆粒愈粗，孔隙直徑愈大，其透水性能愈好，土壤的下滲能力亦愈大。

　　(2) 降水特性的影響。降水特性包括降水強(qiáng)度、歷時(shí)、降水時(shí)程分配及降水空間分布等。其中降水強(qiáng)度直接影響土壤下滲強(qiáng)度及下滲水量，在降水強(qiáng)度/小于下滲率/的條件下，降水全部滲入土壤，下滲過程受降水過程制約。在相同土壤水分條件下，下滲率隨雨強(qiáng)增大而增大。尤其是在草被覆蓋條件下情況更明顯。但對(duì)裸 露的土壤，由于強(qiáng)雨點(diǎn)可將土粒擊碎，并充填土壤的孔隙中，從而可能減少下滲率。 此外，降水的時(shí)程分布對(duì)下滲也有一定的影響，如在相同條件下，連續(xù)性降水的下滲量要小于間歇性下滲量。

　　(3) 流域植被、地形條件的影響。通常有植被的地區(qū)，由于植被及地面上枯枝落葉具有滯水作用，增加了下滲時(shí)間，從而減少了地表徑流，增大了下滲量。而地 面起伏，切割程度不同，要影響地面漫流的速度和匯流時(shí)間。在相同的條件下，地 面坡度大、漫流速度快，歷時(shí)短，下滲量就小。

　　(4) 人類活動(dòng)的影響。人類活動(dòng)對(duì)下滲的影響，既有增大的一面，也有抑制的一面。例如，各種坡地改梯田、植樹造林、蓄水工程均增加水的滯留時(shí)間，從而增 大下滲量。反之砍伐森林、過度放牧、不合理的耕作，則加劇水土流失，從而減少 下滲量。在地下水資源不足的地區(qū)采用人工回灌，則是有計(jì)劃、有目的的增加下滲

　　水量;反之在低洼易澇地區(qū)，開挖排水溝渠則是有計(jì)劃有目的控制下滲，控制地下 水的活動(dòng)。從這意義上說，人們研究水的入滲規(guī)律，正是為了有計(jì)劃、有目的控制入滲過程，使之朝向人們所期望的方向發(fā)展。