潤滑理論

[拼音]：shuiwen xunhuan

[英文]：hydrologic cycle

地球上的水在太陽輻射和重力作用下，以蒸發、降水和徑流等方式進行的周而復始的運動過程。又稱“水分迴圈”或“水迴圈”。水的三態轉化特性是產生水文迴圈的內因，太陽輻射和重力作用是這一過程的動力。太陽向宇宙空間輻射大量熱能，在到達地球的總熱量中約有23％消耗于海洋和陸地表面的水分蒸發。平均每年有577000立方公里的水通過蒸發進入大氣，通過降水又返回海洋和陸地。水文迴圈的空間範圍上達地面以上平均約11公里的對流層頂，下至地面以下平均約 1公里深處。水以各種形態往返於大氣、陸地和海洋之間。

認識史

古希臘柏拉圖臆測地下有一個大水庫，是一切水的來源，大水庫中的水來回擺動，形成河流，匯入大海，通過地下通道，海水又返回水庫。亞里士多德認為，地下空穴中的空氣冷卻凝結成水，成為許多發源於高山的河流的水源。他也曾提出，降水是河水的來源之一。古羅馬建築師M.V.P.維特魯維吸收了前人關於水文迴圈概念的科學描述部分，提出了一個包括雨水入滲形成地下水等比較完整的水文迴圈概念。中國古代《黃帝內經素問》（公元前 400餘年）一書中提出：“地氣上為雲，天氣下為雨，雨出地氣，雲出天氣。”比較科學地描述了成雲致雨的水文現象。成書於公元前 3世紀的《呂氏春秋·圜道》篇比較完整地記述了水文迴圈現象：“雲氣西行雲云然，冬夏不輟；水泉東流，日夜不休。上不竭，下不滿，小為大，重為輕。圜道也。”法國水文學家P.佩羅1674年在《泉水之源》一書中，把觀測的年降水量與塞納河的估計流量作了比較，得出塞納河年徑流量是降水量的六分之一的結論。這個科學的定量概念的提出被公認為現代科學水文學的開始。20世紀60年代以來，隨著現代科學技術的發展，把水文迴圈視為一個動力連續系統在不斷地探索和研究。

物理過程

（1）蒸散發。太陽輻射使水從海洋和陸地表面蒸發，從植物表面散發變為水汽，成為大氣的一部分（見植物散發）。

（2）水汽輸送。水汽隨著氣流從一個地區被輸送到另一地區，或由低空被輸送到高空。

（3）降水。進入大氣的水汽在適當條件下凝結，並在重力作用下以雨、雪和雹等形態降落。

（4）徑流。降水在下落過程中一部分蒸發，返回大氣，一部分經植物截留、下滲、填窪及地面滯留後，通過不同途徑形成地面徑流、表層流和地下徑流，匯入江河，流入湖海。海洋同大陸之間的水分交換過程稱大迴圈或外迴圈；海洋或大陸上的降水同蒸發之間的垂向交換過程稱為小迴圈（見圖）。

水量變化規律

（1）總水量保持平衡。在全球範圍內，在相當長期的水文迴圈中，從地球表面的蒸發量同返回地球表面的降水量相等，處於相對平衡狀態。在海洋，蒸發量雖然大於降水量，但來自大陸的徑流使這部分缺水得到補償，所以海水量不會減少。在大陸，雖然降水量大於實際蒸發量，但多餘的水量形成徑流匯入海洋，因此大陸上的水也不會增多。

（2）時空分佈不均勻。水文迴圈中水量的年際變化很明顯，一些地區河川徑流的豐水、枯水年往往交替出現。一般說，低緯度溼潤地區，降雨較多，雨季降水集中，氣溫較高，蒸發量大，水文迴圈強烈；高緯度地區冰雪覆蓋期長，氣溫低，水文迴圈較弱；而乾旱地區降水稀少，蒸發能力大，但實際蒸發量小，水文迴圈微弱。水文迴圈這種不均勻現象造成了洪澇、乾旱等多變的複雜的水文情勢。

迴圈速度

據估算，地球上每年參加水文迴圈的總水量平均為577000立方公里(摺合水深為1130毫米)，而大氣對流層中的水分總量約為 12900立方公里（摺合水深25毫米）。這些水分通過蒸發和降水每年平均更換約45次，即更新期約8天。河川徑流的更新期約16天，土壤水約 1年。地球上各種水體在水文迴圈中有不同的更新期（見水資源）。

中國的水文迴圈路徑

中國上空的水汽主要來自印度洋的孟加拉灣和南海地區。也來源於西風環流帶來的大西洋水汽。強盛的北風帶來北冰洋的水汽，鄂霍次克海的水汽隨東北風來到東北地區。上述水汽在一定條件下形成大量降水。徑流主要通過黑龍江、遼河、海河、黃河、淮河、長江、珠江等水系，浙、閩、臺水系及西南諸河水系入海。中國的外流流域約佔全國總面積的64％，即流入太平洋的約佔57％，流入印度洋的約佔6.5％，尚有小部分流入北冰洋，只佔0.5％。

水文迴圈的意義

水文迴圈是自然界物質運動、能量轉化和物質迴圈的重要方式之一，它對自然環境的形成、演化和人類的生存產生巨大的影響：

（1）直接影響氣候變化。通過蒸散發進入大氣的水汽，是產生雲、雨和閃電等現象的主要物質基礎。蒸發產生水汽，水汽凝結成雨（冰、雪），吸收或放出大量潛熱。空氣中的水汽含量直接影響氣候的溼潤或乾燥，調節地面氣候。

（2）改變地表形態。降水形成的徑流，沖刷和侵蝕地面，形成溝溪江河；水流搬運大量泥沙，可堆積成沖積平原；滲入地下的水，溶解岩層中的物質，富集鹽分，輸入大海；易溶解的岩石受到水流強烈侵蝕和溶解作用，可形成岩溶等地貌。

（3）造成再生資源。水文迴圈造成巨大的、可以重複使用的再生水資源，使人類獲得永不枯竭的水源和能源，為一切生物提供不可缺少的水分；大氣降水把天空中游離的氮素帶到地面，滋養植物；陸地上的徑流又把大量的有機質送入海洋，供養海洋生物；而海洋生物又是人類食物和製造肥料的重要來源。水文迴圈所帶來的洪水和乾旱，也會給人類和生物造成威脅。

參考書目

R.K.林斯雷等著，劉光文等譯：《工程水文學》，水利出版社，北京，1981。(R.K.Linsley，Jr.，et al.，Hydrology for Engineers，2nd ed.，McGraw-Hill，New York，1975.)