水文學

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水文學（英語：Hydrology）屬於地理學，研究的是關於地球表面、土壤中、岩石下和大氣中水的各種行為，包含水循環、含量、分佈、物理化學特性、對物質影響以及與所有生物之間關係的科學。

水覆蓋了70%的地球表面。

水文的基本概念

水循環

蘇格蘭拉斯山上的雨

水分子藉由吸收太陽的輻射能，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，甚至凝固稱做霜，大多數情況蒸發的水分子，或稱做水蒸氣，上升至高空，因寒冷而凝結成雲，再以雨水、雪、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，這當中可能還伴隨着蒸發。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，同時地表滯留窪蓄、植物截留與中間流的效應也是水循環的一部份。

水平衡

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，使得水平衡會隨着時間、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，更意味着逕流量的差距，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

地球上總水量約有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，則分佈在地下水、河川、湖泊、冰川等分佈在陸地上的水體，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，淡水資源分佈極為不均，世界上水資源最豐富的地區是赤道區，尤其是南美洲與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

水體之中含有化合物，可能包括離子化合物或分子化合物等，一旦這些化合物包含着對人類、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

河流

當降水量超過地面的滲入量，過剩的雨水會沿着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

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。分佈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；分佈遠離海岸的內流河流域之湖泊，鹽類積聚容易，多成為鹹水湖。

冰河

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

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

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，約佔地表面積71%。

各種水體儲量表

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	——

分支學科

• 河流水文學（也稱「河川水文學」）
• 湖泊水文學
• 沼澤水文學
• 冰川水文學
• 雪水文學
• 水文信息學
• 水文氣象學
• 地下水水文學
• 區域水文學
• 海洋水文學
• 農業水文學
• 森林水文學
• 都市水文學

參考文獻

外部連結

• 美國地質調查局水科學教育網 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（中文）
• 日本水文科學會 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（日語）
• 水文·水資源學會（日語）